Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych - wybrane zagadnienia

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Strona

Wstęp............................................................................................................................................................... 3 1.

Mała retencja ...................................................................................................................................... 5 1.1.

Definicja małej retencji .......................................................................................................................... 5 1.2.

Formy małej retencji .............................................................................................................................. 5 1.3.

Potrzeby obszarowe małej retencji na obszarach rolniczych ................................................................. 6 1.4.

Zbiorniki małej retencji ........................................................................................................................ 11 1.4.1.

Podział zbiorników ............................................................................................................................... 11 1.4.2.

Funkcje zbiorników .............................................................................................................................. 12 1.4.3.

Zbiorniki najmniejsze – stawy, oczka wodne, stawy rybne ................................................................. 14 3 1.4.4.

Małe zbiorniki wodne o pojemności do 2,0 mln m ............................................................................ 15 3 1.4.5.

Małe zbiorniki wodne o pojemności do 5,0 mln m ............................................................................ 16 1.4.6.

Zbiorniki suche ..................................................................................................................................... 16 1.4.7.

Problemy związane z projektowaniem zbiorników małej retencji ...................................................... 18 1.4.8.

Problemy związane z eksploatacją zbiorników małej retencji ............................................................. 18 1.5.

Jakość wód w zbiornikach retencyjnych .............................................................................................. 19 1.5.1.

Czynniki wpływające na jakość wód w zbiornikach ............................................................................. 19 1.5.2. Źródła zanieczyszczeń (Bieroński 2005) ............................................................................................... 19 1.5.3.

Okresowa zmienność jakości wód w zbiornikach i w rzece poniżej zbiorników .................................. 20 1.5.4.

Okresowa zmienność jakości wód związana ze zmiennymi stanami wody w zbiorniku ..................... 21 1.5.5.

Zapobieganie niekorzystnym zmianom jakości wody w zbiornikach – przykłady ............................... 22 1.6.

Urządzenia małej retencji .................................................................................................................... 24 1.6.1.

Budowa i odbudowa urządzeń piętrzących na ciekach (retencja korytowa) ...................................... 24 1.6.2.

Podpiętrzanie i stabilizacja poziomu wody w jeziorach....................................................................... 24 1.6.3.

Retencja na obszarach leśnych – rola bagien/mokradeł śródleśnych w retencjonowaniu wód ......... 25 1.7.

Budowle piętrzące – zasady konstrukcji .............................................................................................. 28 1.7.1.

Progi ..................................................................................................................................................... 28 1.7.2.

Stopnie ................................................................................................................................................. 33 1.7.3.

Jazy ...................................................................................................................................................... 34 1.7.4.

Wady i zalety różnych rozwiązań technicznych budowli piętrzących .................................................. 39 1.8.

Mała retencja na obszarach zurbanizowanych ................................................................................... 39 2.

Przyjazne naturze kształtowanie koryt rzek (na przykładzie Regionu Wodnego Warty) ..................... 53 2.1.

Rzeki będące drogami wodnymi .......................................................................................................... 53 2.1.1.

Warta (rzeka duża) .............................................................................................................................. 53 2.1.2.

Noteć Dolna Skanalizowana (rzeka średnia) ........................................................................................ 55 2.2.

Rzeki pozostałe (średnie, małe i b. małe)............................................................................................. 61 3.

Drożność rzek .................................................................................................................................... 73 3.1.

Bariery w migracji ryb .......................................................................................................................... 79 3.2.

Pokonywanie barier migracyjnych ....................................................................................................... 81 3.3.

Urządzenia dla migracji ryb ................................................................................................................. 83 3.3.1.

Urządzenia naśladujące warunki naturalne......................................................................................... 83 3.3.1.1. Rampy kamienne narzutowe ............................................................................................................... 83 3.3.1.2. Bystrza (bystrotoki).............................................................................................................................. 85 3.3.1.3. Bystrze kaskadowe .............................................................................................................................. 85 3.3.1.4. Obejście ............................................................................................................................................... 86 3.3.2.

Urządzenia techniczne służące do migracji ryb (przepławki) .............................................................. 88 3.3.2.1. Przepławka komorowa konwencjonalna ............................................................................................. 88 3.3.2.2. Przepławka szczelinowa ...................................................................................................................... 90 3.3.2.3. Przepławki deflektorowe ..................................................................................................................... 91 3.3.2.4. Przepławki węgorzowe (rynny) ........................................................................................................... 93 3.3.2.5. Śluzy dla ryb .......................................................................................................................................... 95 3.3.2.6. Windy dla ryb........................................................................................................................................ 96 3.3.3.

Urządzenia do ochrony ryb spływających rzekami .............................................................................. 96 3.4.

Rzeka jako korytarz ekologiczny i jego rola (Jelonek M.) ................................................................... 100 4.

Renaturyzacja rzek........................................................................................................................... 103 4.1.

Wprowadzenie ................................................................................................................................... 103

1

SPIS TREŚCI

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Strona

2

4.2.

Podstawy renaturyzacji rzek .............................................................................................................. 103 4.3.

Przeszkody w renaturyzacji rzek ........................................................................................................ 104 4.4.

Charakterystyka przedsięwzięć z zakresu renaturyzacji rzek (Żelazo 2010) ...................................... 105 4.5.

Przykłady............................................................................................................................................ 106 4.5.1.

Rzeka Isaar (Niemcy).......................................................................................................................... 106 4.5.1.1. Odcinek miejski – Monachium .......................................................................................................... 106 4.5.1.2. Rzeka Isaar na południe od Monachium ........................................................................................... 110 4.5.1.3. Rzeka Isaar na północ od Monachium ............................................................................................... 110 4.5.2.

Renaturyzacja stosunków wodnych na obszarze Biebrzańskiego Parku Narodowego (Żelazo 2010) 110 4.5.3.

Rzeka Skjern (Dania) .......................................................................................................................... 112 4.6.

Wnioski .............................................................................................................................................. 116 5.

Ramowa Dyrektywa Wodna ............................................................................................................ 117 Literatura ..................................................................................................................................................... 119

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Wstęp Obszary nizinne Polski charakteryzują się specyficznymi warunkami hydrologicznymi: niska wysokość opadów, niskie odpływy jednostkowe oraz bogata sieć hydrograficzna, na które nałożyły się dodatkowo niekorzystne efekty działalności człowieka.

W związku ze znacznym wzrostem poziomu wiedzy oraz faktem przystąpienia Polski do Unii Europejskiej, kraj nasz został zobowiązany do wdrożenia Ramowej Dyrektywy Wodnej UE, która formułuje następujące cele dla wód powierzchniowych: !

państwa członkowskie będą chronić, poprawiać stan i przywracać do stanu pierwotnego wszystkie zbiorniki wód powierzchniowych lub cieki, mając na celu osiągnięcie dobrego stanu wód powierzchniowych w okresie nie późniejszym niż 15 lat od daty wejścia w życie dyrektywy, (do roku 2015);

!

państwa członkowskie będą chronić i polepszać stan wszystkich sztucznych i silnie zmienionych zbiorników wód powierzchniowych lub cieków w celu osiągnięcia dobrego potencjału ekologicznego i dobrego stanu chemicznego wód powierzchniowych w okresie nie późniejszym niż 15 lat od daty wejścia w życie dyrektywy;

!

państwa członkowskie podejmą konieczne działania w celu stopniowego zmniejszenia zanieczyszczenia substancjami priorytetowymi i zaprzestania lub stopniowej eliminacji emisji, zrzutów i ubytków niebezpiecznych substancji priorytetowych.

W przypadku, kiedy przywrócenie do dobrego stanu wód jest niewykonalne lub nieracjonalne ekonomicznie, można ustanowić mniej rygorystyczne cele środowiskowe na podstawie jasnych i przejrzystych kryteriów. Przesłanka ta jednak nie zwalnia z obowiązku podjęcia wszelkich możliwych działań dla uniknięcia dalszego pogarszania się stanu wód.

!

Strona

Opracowany podręcznik stanowi zbiór kluczowych zasad (elementów) związanych z gospodarowaniem wodą w zlewniach nizinnych, który jest syntezą bogatej bibliografii szeregu autorytetów w tym temacie (m.in. J. Żelazo, W. Mioduszewski) oraz dorobku i doświadczenia autorów niniejszego opracowania. W ujęciu rodzajowym wskazano różne aspekty gospodarowania wodą w zlewniach, uwzględniając również konieczność zachowania ciągłości morfologicznej rzeki i wzrost jej bioróżnorodności. Efektem przedstawionych tu zasad winno być wprowadzenie nowej metodyki przygotowania i realizacji programów, studiów i projektów związanych z zagospodarowaniem i utrzymaniem rzek i dolin rzecznych na terenach nizinnych. Metodyka ta powinna prowadzić do harmonizowania gospodarki wodnej i ochrony środowiska poprzez odpowiednie działania środowisk inwestycyjnych, ekologicznych oraz organów ochrony środowiska przyrodniczego, we wszelkich inicjatywach związanych z zagospodarowaniem i utrzymaniem rzek i dolin rzecznych na terenach nizinnych. Niniejszy podręcznik nie zamyka katalogu ww. zasad, ponieważ podlegać będzie presji upływającego czasu, w którym z pewnością pojawią się kolejne pozytywne doświadczenia w zagospodarowaniu i utrzymaniu rzek i dolin rzecznych na terenach nizinnych w sposób przyjazny dla środowiska przyrodniczego.

3

Należy zaznaczyć, że dyspozycje Ramowej Dyrektywy Wodnej zostały przetransponowane do prawa polskiego, które szczegółowo określa sposób osiągnięcia ww. celów.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Strona

4

!

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

1.

Mała retencja

1.1. Definicja małej retencji Najpopularniejszą definicją małej retencji jest zdolność do zatrzymania wód opadowych w dorzeczu lub ilość wody zatrzymanej w dorzeczu. Oznacza to zatrzymanie i podpiętrzanie wody w ciekach, a także gromadzenie jej w zbiornikach wodnych.

Zachodzące w ostatnich latach zmiany jakości wód powierzchniowych spowodowały również zmianę definicji małej retencji, która według W. Mioduszewskiego określa, że: „zadaniem retencji jest nie tylko magazynowanie wody dla jej bezpośredniego zużycia, lecz w pierwszym rzędzie regulacja i kontrola obiegu wody w środowisku przyrodniczym, czyli także kształtowanie obiegu, który umożliwi realizację zrównoważonego ekologicznie rozwoju gospodarczego regionu”.

Natomiast P. Kowalczak proponuje definicję małej retencji w następującym brzmieniu: „Mała retencja jest to wydłużenie czasu i drogi obiegu wody i zanieczyszczeń wody w zlewni, mające na celu poprawę stosunków wodnych w zlewni, oczyszczenie wód przy wykorzystaniu właściwości zlewni (naturalnych i sztucznych) i regulację transportu rumowiska rzecznego”.

Z definicji tych wynika, że działania w zakresie małej retencji służą nie tylko poprawie bilansu wodnego zlewni, mającego na celu zwiększenie zasobów wody, lecz stanowią ważny element ochrony jakości wód, szczególnie przed zanieczyszczeniami pochodzenia rolniczego.

1.2. Formy małej retencji Pojęcie zwiększania zasobów wodnych kojarzone jest najczęściej z budową różnego typu sztucznych zbiorników retencyjnych. Jednakże magazynowanie wody odbywa się nie tylko w zbiornikach wodnych. Taką zdolność posiada w różnym stopniu każda zlewnia rzeczna, a na wielkość tej retencji wpływa jej zalesienie, gleba, obniżenia terenowe, oczka wodne, mokradła oraz jeziora i stawy. Zwiększenie zdolności retencyjnej zlewni w tym przypadku związane jest ze zmniejszaniem stosunkowo szybkiego spływu powierzchniowego wody i zamianą na znacznie wolniejszy odpływ gruntowy. Retencja ta posiada charakter przestrzenny i można ją zaliczyć do niesterowalnej, działającej automatycznie, jednak jej pojemność jest trudna do określenia.

Retencję sterowaną można uzyskać jedynie na dużych zbiornikach wodnych, podpiętrzanych jeziorach o zmiennym poziomie wody i stawach rybnych wyposażonych w budowle regulacyjne.

!

retencja krajobrazowa wynika z ukształtowania oraz zagospodarowania zlewni.

Zwiększenie retencji polega przede wszystkim na ograniczeniu spływu powierzchniowego wód roztopowych i po opadach atmosferycznych. Największe

Strona

!

5

W zlewniach rzek występuje wiele powiązanych ze sobą rodzajów form retencji naturalnej i sztucznej. W. Mioduszewski podaje uproszczony podział małej retencji na następujące formy: krajobrazowa, glebowa, wód gruntowych i podziemnych, wód powierzchniowych, śnieżna i lodowcowa.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! znaczenie mają tu zalesienie zlewni i obecność obszarów bagiennych. Podobne efekty spowalniania powierzchniowego spływu wód można uzyskać przez przeciwerozyjne zabiegi agrotechniczne; !

retencja glebowa wynika z magazynowania wody w nienasyconej strefie profilu glebowego. Wielkość tej retencji zależna jest od składu mechanicznego i struktury gleby. Poprawa struktury gleby może w znaczący sposób zwiększyć zdolność retencyjną. Natomiast prawidłowa agrotechnika, wapnowanie, agromelioracje, są zabiegami zdecydowanie zwiększającymi zdolność retencyjną gleb, a zmagazynowana woda może być wykorzystana przez rośliny w okresie wegetacyjnym. Tak więc zwiększenie retencji glebowej wydatnie przyczynia się do zmniejszenia niedoborów wody dla roślin uprawnych;

!

retencja powierzchniowa polega na gromadzeniu wody w naturalnych i sztucznych ciekach, małych zbiornikach wodnych i stawach. Do retencji tej, oprócz typowych zbiorników i stawów, można zaliczyć wszelkiego rodzaju oczka wodne, kanały i cieki, na których zostały wykonane budowle regulujące poziomy i odpływy wody. Należy zaznaczyć, że w tym rodzaju retencji zwiększenie zasobów wody odbywa się nie tylko w obrębie samego zbiornika, cieku lub stawu. Wyraża się to również w podwyższeniu poziomu wód gruntowych i zwiększeniu zasobów wód podziemnych, tj. retencji wód podziemnych;

!

retencja wód podziemnych wynika z magazynowania wody w warstwach wodonośnych pierwszego i głębszych horyzontów.

Wszystkie działania mające na celu ograniczenie spływu powierzchniowego wód przyczyniają się do zwiększenia zasobów wód podziemnych. Wybrane metody kształtowania zasobów wody przedstawiono poniżej w tabeli nr 1.

Lp.

Zasoby wody

1

Retencja glebowa i krajobrazowa

2

Wody gruntowe i podziemne

3

Wody powierzchniowe

Metody • poprawa struktury, zabiegi agromelioracyjne, wapnowanie, prawidłowa agrotechnika, odpowiedni płodozmian • układ pól ornych, użytków zielonych, lasów, użytków ekologicznych • zalesienia, tworzenie pasów ochronnych zadrzewień i zakrzaczeń • zwiększenie powierzchni mokradeł, torfowisk i bagien • ograniczenie spływu powierzchniowego • zwiększenie przepuszczalności gleb • zabiegi przeciwerozyjne, fitomelioracje • regulowanie odpływu z sieci drenarskiej • stawy i studnie infiltracyjne • małe zbiorniki wodne, piętrzenia na ciekach • regulacja odpływu ze stawów i oczek wodnych • gromadzenie wody w ciekach i rowach melioracyjnych • zwiększanie retencji dolinowej

Tabela nr 1. Wybrane metody kształtowania zasobów wody.

1.3. Potrzeby obszarowe małej retencji na obszarach rolniczych

Strona

6

Podstawową cechą zasobów wód powierzchniowych jest ich zmienność czasowa i obszarowa. W latach suchych całkowity odpływ rzek może być mniejszy o ca 50% od średniego z wielolecia.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Jedną z najbardziej niekorzystnych cech klimatu Polski jest częste występowanie susz.

Pojawiają się one okresowo w różnych porach roku i powodują niekiedy poważne straty gospodarcze. Skutkiem suszy jest przede wszystkim zakłócenie naturalnego bilansu wodnego obszaru. Występuje wtedy nadmierne przesuszenie gleby, obniżanie poziomu wód gruntowych, a także wyraźne zmniejszenie przepływu w rzekach większych, do całkowitego zaniku odpływu wód w rzekach mniejszych. Największe straty z powodu susz ponosi rolnictwo, które zagospodarowuje ca 70% dyspozycyjnych zasobów wody.

W okresie 1951-1990 na obszarze Polski zanotowano 21 susz atmosferycznych, obejmujących swym zasięgiem przynajmniej 50% powierzchni kraju. Łączny czas ich trwania wyniósł 107 miesięcy, co stanowi ponad 22% okresu lat 1951-1990. Najdłużej trwające okresy występowania susz miały miejsce w latach 1951-1960 oraz 1981-1990. Susza, która swym zasięgiem objęła 95% powierzchni kraju miała miejsce w roku 1969. Następną była susza z roku 1959, której zasięg obejmował 80% powierzchni kraju.

Rozmiar suszy można scharakteryzować za pomocą wskaźników meteorologicznych, do których należą: czas trwania, deficyt opadów atmosferycznych w odniesieniu do średnich wartości z wielolecia oraz klimatyczny bilans wodny wyrażający się różnicą między opadami a parowaniem.

Rejonami Polski, w których najczęściej pojawiały się susze są: Nizina Wielkopolska, Pojezierze Wielkopolskie, Nizina Śląska, Przedgórze Sudeckie, Nizina Mazowiecka, Nizina Podlaska oraz Pojezierze Mazurskie.

Rok 1951

1953

1954

1959

1963

1964

1969

1976

R I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I

1 5 91 148 5 87 15 8 100 297 9 61 -15 4 114 415 7 73 33 9 66 35 7

2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 13 6 7 6 7 5 6 4.

4 6 6 4 6 6 76 99 78 77 86 71 85 71 76 87 85 98 -112 95 -178 -264 -209 -315 -97 -545 -194 -63 -120 7 5 8 6 7 8 9 7 7 8 8 8 80 84 89 93 86 87 73 84 76 96 90 80 -37 -36 -165 -230 -173 -254 -127 258 -304 -10 -51 9 9 9 7 7 8 10 9 8 5 7 7 81 8 90 85 82 75 76 84 91 84 87 88 -75 53 41 -148 -163 -230 -25 -87 -52 -4 -3 17 7 8 4 7 7 6 6 7 7 6 6 3 81 69 75 71 65 72 78 53 65 83 88 91 -188 -110 -99 -378 -330 -285 -194 -346 -298 -111 -63 25 6 8 6 7 6 7 7 8 6 4 6 3 99 95 83 87 90 79 83 99 101 93 93 114 -43 111 -145 -225 -180 -35 -96 -47 40 -16 -26 254 8 6 6 6 6 7 6 7 5 8 7 6 68 78 89 103 94 76 84 83 100 78 85 133 -291 -67 -65 -159 -127 -273 -77 -190 24 -117 -123 315 9 6 8 7 9 11 8 6 5 6 7 9 66 73 72 79 68 73 90 93 84 85 71 72 -221 -61 -55 -240 -238 -249 44 -5 -34 12 -141 -134 9 6 6 8 9 10 10 6 6 8 10 4

14 6 90 -51 9 82 -35 1 65 -16 5 78 -91 5 103 139 7 87 -25 8 71 -17 7

Tabela nr 2. Charakterystyka susz atmosferycznych w latach suchych, w wieloleciu 1951-1976 na obszarze Polski.

!

10.Wrocław 11.Kielce 12.Lublin

13. Kłodzko 14. Kraków

7

7. Warszawa 8.Białystok 9. Leszno

Strona

Legenda: 1. Ustka 4. Suwałki 2.Gdańsk 5.Poznań 3.Szczecinek 6.Koło

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

R – rodzaj charakterystyki I – czas trwania [ miesiące] II – opad [% normy] III – klimatyczny bilans wodny P-EP [mm]

Na ogółem 8 scharakteryzowanych lat suchych, jakie pojawiły się na obszarze Polski, głębokie susze wyrażające się ujemnym bilansem klimatycznym każdorazowo wystąpiły w rejonie Poznania, Koła i Leszna.

Susza wyraża się przez niedobór wilgoci w powietrzu i w glebie, powodujący zakłócenie normalnego bilansu wodnego i cieplnego danego obszaru. Susza ma charakter dynamiczny i określony cykl rozwoju. Poprzedza ją brak lub stosunkowo niewielkie opady atmosferyczne, które zmniejszają zasoby wody w hydrosferze i zawartość pary wodnej w powietrzu. Ten etap nazywamy suszą atmosferyczną. Natomiast mniejsza wilgotność powietrza przyczynia się do wzrostu osuszającego oddziaływania na glebę i pokrywającą ją roślinność.

Przedłużający się czas trwania niedoborów opadów powoduje coraz głębsze przesuszanie kolejnych warstw gleby. Ten etap nosi nazwę suszy glebowej.

Ostatnia faza suszy to susza hydrologiczna, podczas której następuje zmniejszanie odpływu wód gruntowych do wód powierzchniowych, co z kolei pociąga za sobą zmniejszenie przepływu wody w rzekach. W okresie tym obserwuje się znaczne obniżenie poziomu zalegania wód gruntowych, wysychanie źródeł i zanik przepływu w małych ciekach.

W rzekach zmniejszanie przepływu na skutek wyczerpywania się zasobów wodnych w dorzeczu określa się mianem niżówek. Niżówki letnie, które są powodowane obniżaniem się poziomu wód gruntowych wskutek długotrwałego braku opadów, występują zwykle w okresie lipiec-sierpień-wrzesień-październik i są zazwyczaj długotrwałe. Natomiast pojawiające się również niżówki zimowe, będące wynikiem zamarzania gleby i wstrzymania przez to zasilania wód gruntowych, są zazwyczaj krótkie, ale bardzo głębokie.

Częste występowanie na obszarze Polski susz oraz ich skutki gospodarcze, zwłaszcza w rolnictwie, powodują, że wszelkie działania zmierzające do zwiększenia zasobów dyspozycyjnych wody należy uznać za bardzo pilne. Duża wrażliwość środowiska na pojawiające się stosunkowo często okresy posuszne oraz ich wpływ na gospodarkę wynikają zarówno z cech środowiska geograficznego Polski, jak i z ujemnych skutków oddziaływania człowieka na środowisko. Do przyczyn naturalnych zaliczyć można przedstawione wyżej uwarunkowania klimatyczne.

Na zespół czynników naturalnych nakładają się inne, wynikające z działalności człowieka, a mianowicie: !

nadmierne wylesienie,

!

przewaga melioracji odwadniających,

!

odwodnienie bagien i obszarów podmokłych,

!

niewielka zdolność do retencjonowania wody w zbiornikach sztucznych.

Strona

8

Dodatkowym ograniczeniem w korzystaniu z naturalnych zasobów wody jest jej na ogół zły stan sanitarny. Jak już wspomniano, wszelkie działania mające na celu zwiększenie zasobów dyspozycyjnych wody należy uważać za bardzo pilne. W skali regionalnej i lokalnej podstawowe znaczenie ma tutaj zagadnienie małej retencji.

Na bazie porozumienia międzyresortowego, dotyczącego współpracy w zakresie małej retencji, w Instytucie Meteorologii i Gospodarki Wodnej Oddział w Poznaniu oraz w Instytucie

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Melioracji i Użytków Zielonych w Falentach, powstały dwa niezależne opracowania poświęcone problematyce potrzeb obszarowych małej retencji.

W opracowaniu IMGW „Hierarchia potrzeb obszarowych małej retencji w Polsce” przedstawiono, na tle uwarunkowań przyrodniczych, potrzeby oraz postulaty planowania i realizacji małej retencji na terenie kraju.

Za najpilniejsze uznano realizację zadań małej retencji na obszarach użytkowanych rolniczo, na których najbardziej odczuwalny jest deficyt wody. Na tych obszarach zawiera się 70% ogólnych zasobów wody kraju.

Podkreślono, że małą retencję należy traktować jako przedsięwzięcie: !

poprawiające stosunki wodne poprzez zatrzymywanie maksymalnej ilości opadów atmosferycznych (podpiętrzanie cieków, budowa zbiorników wodnych, stosowanie zabiegów wstępnych na dopływach do jezior),

!

poprawiające jakość wody,

!

ograniczające transport rumowiska.

W pracy tej przeanalizowano zmienność następujących elementów środowiska, których zróżnicowanie przestrzenne brano pod uwagę jako czynnik warunkujący regionalne potrzeby w zakresie małej retencji: !

rozkład opadów atmosferycznych,

!

maksymalne sumy dobowe opadów atmosferycznych,

!

czas trwania susz atmosferycznych,

!

częstotliwość występowania susz hydrologicznych,

!

rozkład odpływu średniego niskiego, średniego wysokiego i odpływu maksymalnego,

!

charakterystykę wezbrań,

!

rozmieszczenie obszarów leśnych i bagiennych,

!

rozmieszczenie zasobów wodnych jezior,

!

rozmieszczenie miejsc o szczególnych walorach przyrodniczych,

!

niedobory wody użytków rolnych,

!

klimatyczny bilans wodny.

Tej samej problematyki dotyczy opracowanie IMUZ Falenty „Mała retencja – potrzeby i możliwości retencji”. W pracy tej przeprowadzono porządkowanie województw według ich charakterystycznych cech, pośrednio świadczących o potrzebach i możliwościach oraz zasadności realizacji zadań małej retencji. Przyjęto 13 kryteriów charakteryzujących każde województwo, a mianowicie: !

liczba co najmniej 15-dniowych ciągów dni bez opadu w okresie wegetacji,

!

roczne zasoby wody charakteryzujące się natężeniem odpowiednim do wykorzystania udział powierzchni zmeliorowanych,

!

udział powierzchni nawadnianych,

!

Strona

!

9

dla celów małej energetyki,

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! !

udział powierzchni mokradeł,

!

udział gruntów zdrenowanych,

!

udział powierzchni stawów rybnych,

!

niedobory wodne,

!

rolniczo-klimatyczny niedobór opadów,

!

wskaźnik odpływu,

!

wskaźnik

powierzchni

parków

narodowych,

rezerwatów

przyrody

i

parków

krajobrazowych.

W wyniku ww. prac powstała wspólna ocena hierarchii potrzeb małej retencji, które w skali całego kraju zgeneralizowano wydzielając cztery strefy: strefa I – o najpilniejszych potrzebach rozwoju małej retencji wynikających z niekorzystnych warunków klimatycznych oraz dużych potrzeb poprawy stosunków wodnych na obszarach rolniczych. Do strefy tej zakwalifikowano obszar województwa lubuskiego, wielkopolskiego, lubelskiego, zachodnią część województwa łódzkiego oraz południową część województwa kujawsko-pomorskiego; strefa II – o dużych potrzebach rozwoju małej retencji, mająca korzystniejsze w stosunku do strefy I warunki klimatyczne, o dużych potrzebach rolnictwa, przemysłu i gospodarki komunalnej. Do strefy tej zakwalifikowano wschodnią część województwa łódzkiego, województwo mazowieckie, południową część województwa podlaskiego i północny fragment województwa śląskiego; strefa III – o średnich potrzebach rozwoju małej retencji, warunkowanych stosunkowo korzystnymi, jak na warunki polskie, zjawiskami klimatycznymi, lecz o dużych potrzebach wodnych. Do strefy tej zakwalifikowano północny obszar kraju od granicy stref I i II do morza, obejmujący województwa zachodniopomorskie, pomorskie, warmińsko-mazurskie oraz południowy obszar kraju od granicy strefy I i II do obszarów górskich, obejmujący środkowe i północne części województw śląskiego, opolskiego, małopolskiego i podkarpackiego;

Strona

10

strefa IV – górska o największych zasobach wód powierzchniowych, w której problemy małej retencji muszą być potraktowane w sposób specjalny. Jest to strefa, w której występują najodpowiedniejsze warunki do budowy większych zbiorników wodnych.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Ryc. 1. Hierarchia potrzeb obszarowych małej retencji w Polsce. Źródło: Kowalczak P., Kaca E., Hierarchia potrzeb małej retencji W: Potrzeby i możliwości zwiększenia retencji wodnej na obszarach wiejskich, Mat. Sem. nr 37, IMUZ, Falenty 1996.

1.4. Zbiorniki małej retencji 1.4.1. Podział zbiorników

!

Strona

! zbiorniki najmniejsze (stawy wiejskie, oczka wodne), do których zaliczono wszystkie stawy kopane i naturalne, o piętrzeniu nieprzekraczającym 2,0 m, i powierzchni 10-5000 m2. Zbiorniki te w większości przypadków mogą być budowane samodzielnie przez rolników, samorządy gminne lub innych użytkowników. Zbiorniki te lokalizuje się w obniżeniach terenowych, zagłębieniach, także tam gdzie istnieje możliwość

11

Aktualnie nie ma jednoznacznej klasyfikacji zbiorników małej retencji. Były próby podziału zbiorników w zależności od ich powierzchni, pojemności całkowitej, użytecznej jak również wysokości piętrzenia. W porozumieniu podpisanym niegdyś przez Ministrów MRiGŻ i MOSZNiL w sprawie retencji wód powierzchniowych, do obiektów małej retencji zakwalifikowano zbiorniki wodne o pojemności całkowitej mniejszej od 5 mln m3. Mając jednak na uwadze sposób realizacji zbiorników, jak również zagrożenia, jakie mogą spowodować przy ewentualnej awarii oraz ich wpływ na środowisko przyrodnicze, zbiorniki wodne na terenach nizinnych podzielono na:

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! zasilania gruntowego lub ze źródlisk i wsiąków albo zasilania bezpośrednio z cieków.

Nie lokalizuje się tych zbiorników na cieku, gdyż grozi to jego szybkim zamuleniem; ! zbiorniki małej retencji o pojemności całkowitej do 2,00 mln m3, które mogą być budowane w dolinach rzek o powierzchni zlewni do 200 km2, tj. na ciekach, które można zakwalifikować do okresowo prowadzących wodę; ! zbiorniki małej retencji o pojemności całkowitej 2,00-5,00 mln m3, które mogą być budowane w dolinach rzek o powierzchni zlewni większej od 200 km2, tj. na ciekach, które można zakwalifikować do stale prowadzących wodę.

Przedstawiona propozycja podziału zbiorników małej retencji wynika z ich pojemności całkowitej uzależnionej od wielkości zlewni, co bezpośrednio przekłada się na wielkości zasobów wody oraz zasady gospodarowania wodą w zbiornikach, zwłaszcza w warunkach przepływu wielkich wód, a więc warunkach wezbrań powodziowych.

1.4.2. Funkcje zbiorników Magazynowana w zbiornikach woda może być wykorzystywana dla celów rolniczych (nawodnienia) na potrzeby pokrycia niedoborów wody w okresie wegetacyjnym.

Realizowane jest to przez nawodnienia grawitacyjne (podsiąkowe, zalewowe, stokowe itp.) terenów rolnych, głównie użytków zielonych położonych w dolinie cieku poniżej zbiornika lub nawodnienia mechaniczne (deszczownianie) użytków rolnych wodą pobieraną bezpośrednio ze zbiornika.

Należy podkreślić jednak bardzo duże znacznie zbiorników małej retencji w ochronie przed powodzią. Zbiorniki o pojemności liczonej w milionach m3 usytuowane w dolinach większych rzek nizinnych oddziaływują dość wyraźnie na warunki przepływu wód powodziowych zmniejszając zagrożenie powodziowe.

Za korzystną formę małej retencji można uznać budowę zbiorników małej retencji w dolinach rzek nizinnych usytuowanych na terenach użytkowanych rolniczo, położonych w górnych partiach zlewni rzek nizinnych o powierzchni do 150-200 km2, a więc w zlewniach rzek okresowo prowadzących wodę.

Zasoby wody w zlewniach rzek nizinnych o powierzchni do 200 km2 są wystarczające do napełnienia w jednym sezonie (w okresie wiosennym) i utrzymania zalewu zbiornika o pojemności ca 1,0-1,5 mln m3 maksymalnie do 2,0 mln m3. Gospodarka wodna takich zbiorników sprowadza się do przejmowania części spływu wielkich wód wiosennych, roztopowych, kiedy to następuje napełnienie zbiornika do normalnego poziomu piętrzenia (NPP). W latach średnich NPP w zbiorniku utrzymywany jest przez cały rok z niewielkimi wahaniami w okresie letnim (parowanie, ewentualne pobory). Natomiast w latach suchych po wiosennym napełnieniu, poziom wody w zbiorniku latem obniża się do minimalnego. Jest to wynikiem występowania w korytach cieków niewielkich przepływów, aż do całkowitego zaniku (rzeki okresowo prowadzące wodę). Należy zaznaczyć, że zbiornik gwarantuje utrzymanie w korycie cieku poniżej zbiornika przepływu nienaruszalnego.

Strona

12

Reżim pracy zbiorników małej retencji w zlewniach mniejszych od 200 km2 jest zgodny z wahaniami przepływów w ciekach doprowadzających do nich wodę.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

W latach średnich i mokrych, w zbiornikach wyposażonych w przepławkę dla ryb, zapewniona jest możliwość migracji ryb praktycznie przez cały rok. W latach suchych przy bardzo małych przepływach lub przy ich okresowym zaniku, należy liczyć się z tym, że przepławka nie będzie funkcjonować.

W warunkach normalnych, przy zmniejszaniu się przepływów w ciekach lub ich zaniku, następuje migracja ryb zstępująca w dół rzeki. Podobne zjawisko następuje w przypadku zaniku ograniczenia lub zaniku dopływu wody do zbiornika, kiedy okresowo zostaje wyłączona możliwość migracji ryb z rzeki do zbiornika i odwrotnie.

Należy podkreślić, że w zlewniach rzek nizinnych okresowo prowadzących wodę, nie występują ani też nigdy nie występowały ryby dwuśrodowiskowe, lecz tylko gatunki jednośrodowiskowe, a okresowe przerwanie ciągłości biologicznej rzeki (zanik przepływu) jest dopuszczalne i zgodne z naturalnym reżimem rzeki.

W podsumowaniu można stwierdzić, że budowa zbiorników małej retencji, w tym także tych najmniejszych stawów i oczek wodnych, w zlewniach rzek nizinnych okresowo prowadzących wodę, jest działaniem stosunkowo najmniej ingerującym i zmieniającym środowisko oraz naturalny reżim cieków.

Na podkreślenie zasługuje tu często niedoceniane, a wręcz lekceważone, oddziaływanie tych zbiorników na warunki przepływu wód wielkich powodziowych. Oddziaływanie pojedynczego zbiornika w skali całej dużej zlewni rzeki nizinnej o powierzchni ponad 1000 km2 oczywiście jest znikome, a niekiedy wręcz niezauważalne. Jednakże nawet mały zbiornik może w skali swojej zlewni wydatnie przyczynić się do wzrostu zabezpieczenia przeciwpowodziowego, poprzez redukcję lokalnego wezbrania wywoływanego najczęściej deszczami nawalnymi. Można powiedzieć, że retencja w małych zbiornikach jest w zasadzie niesterowalna, ma jednak bardzo duże znaczenie przy jej powszechnym stosowaniu w całej zlewni.

Małe zbiorniki wodne swą funkcją przeciwpowodziową wykazują szczególną przydatność w warunkach występowania dużych przepływów (wezbrania wywołane deszczami nawalnymi) o krótkim czasie trwania. Wtedy przeciwpowodziowe działanie małego zbiornika wodnego wyraża się redukcją maksymalnego przepływu oraz opóźnieniem odpływu. Każdy zbiornik wodny, nawet napełniony do normalnego poziomu piętrzenia, w sytuacji dużego dopływu oddziaływać będzie korzystnie przez zmniejszenie odpływu.

!

Strona

Zbiorniki małej retencji są ważnym, ale nie jedynym elementem ochrony przeciwpowodziowej. Bardzo ważną rolę w ochronie przeciwpowodziowej mają działania planistyczne związane z kształtowaniem ładu przestrzennego, który w maksymalnym stopniu powinien ograniczać oraz opóźniać spływ powierzchniowy wód opadowych i roztopowych do cieków. Podstawowe działania w tym zakresie polegają na:

13

Odpowiednie zagospodarowanie górnych partii zlewni przez budowę szeregu obiektów małej retencji, przejmujących znaczącą część spływu, może znacząco zwiększyć zabezpieczenie przed powodzią. Za przykład mogą tu posłużyć obszary bagienne w lasach Wielkopolski, gdzie wg Programu małej retencji wodnej na terenie działania RDLP w Poznaniu i w Pile (2005), w okresie wiosennym możliwe jest retencjonowanie, czyli okresowe przejęcie i zatrzymanie części spływu wód powierzchniowych, o łącznej objętości ca 20 mln m3.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! !

Kształtowaniu układu gruntów ornych, użytków zielonych i lasów,

!

Zachowaniu pasów roślinności (w szczególności śródpolnych), oczek wodnych, mokradeł, obszarów zalewowych bezodpływowych,

!

Zagospodarowaniu wód opadowych i roztopowych w miejscu opadu (in situ) w obszarach zurbanizowanych, Ochronie obszarów zasilania wód podziemnych.

!

W zlewniach rolniczych istotnym elementem wspomagającym ochronę przeciwpowodziową jest stosowanie odpowiednich metod agrotechnicznych, w tym zasad kodeksu dobrej praktyki rolniczej. Podstawowe działania w tym zakresie polegają na: !

Zwiększeniu retencji glebowej poprzez poprawę struktury gleby (prawidłowa orka, nawożenie, wapnowanie),

!

Ograniczeniu spływu powierzchniowego i zwiększeniu zasilania wód podziemnych (zabiegi przeciwerozyjne, poplony),

!

Ograniczeniu parowania poprzez odpowiednie zabiegi agrotechniczne i dobór roślin,

!

Prawidłowej gospodarce wodnej na systemach melioracyjnych,

Ochrona przeciwpowodziowa będzie skuteczna tylko wtedy, jeżeli będzie kompleksowa i efektywnie wykorzystująca działania planistyczne, agrotechniczno-melioracyjne oraz techniczne. Zaniedbania lub zaniechania w ładzie przestrzennym oraz złe praktyki agrotechniczno-melioracyjne nigdy nie zostaną zrekompensowane działaniami technicznymi, polegającymi na budowie zbiorników małej retencji.

1.4.3. Zbiorniki najmniejsze – stawy, oczka wodne, stawy rybne Jeszcze na początku obecnego stulecia prawie każda wieś posiadała swój „staw wiejski”, będący rezultatem lokalnego piętrzenia. Zbiorniki te zawsze stanowiły ważny element w otoczeniu człowieka i przez całe stulecia budowane były dla potrzeb gospodarczych, p. pożarowych jak i ozdobnych. Powszechne było piętrzenie wody na małych rzekach dla wykorzystania energii wodnej (młyny, małe elektrownie, stawy rybne). Budowano wiele stawów stanowiących centralny element zabudowy wsi lub upiększających ogrody i parki dworskie (tzw. stawy dworskie), które poza funkcjami gospodarczymi pełniły ważną rolę estetyczną w krajobrazie.

Bez względu na cel budowy lub odbudowy zbiornika wodnego, zawsze pełni on rolę elementu środowiska zwiększającego zasoby wody w zlewni. Zdolność retencyjna wynika nie tylko z pojemności zbiornika. Piętrzenie wody w stawie powoduje podwyższenie poziomu wód gruntowych na terenach przyległych, przez co zwiększają się zasoby wód podziemnych.

Oddziaływanie pojedynczego stawu wiejskiego, oczka wodnego czy też stawu dworskiego na ogólny bilans wodny zlewni jest stosunkowo niewielkie, jednak przy ich dużej liczbie oddziaływanie to może być już bardzo wyraźne.

Strona

14

Małe zbiorniki wodne, a w zasadzie te najmniejsze, o wysokości piętrzenia do 2,0 m, o zróżnicowanym ukształtowaniu dna i brzegów, porośnięte roślinnością wodną, są cennymi enklawami przyrodniczymi z bogatą i zróżnicowaną fauną i florą. Są więc jednym z bardzo ważnych elementów wzbogacających różnorodność krajobrazu rolniczego. Ponadto zbiorniki te mogą stanowić naturalne biofiltry dla spływających zanieczyszczeń.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Biorąc pod uwagę powyższe, można stwierdzić, że budowa lub też odbudowa już istniejących zbiorników przyczynia się do zwiększania zasobów wody, głównie wód podziemnych. Natomiast w skali lokalnej oddziaływanie na zasoby wód powierzchniowych jest niewielkie. Stawy wiejskie i oczka wodne odgrywają bardzo istotną rolę w procesie oczyszczania wód z zanieczyszczeń spływających z pól uprawnych, zwłaszcza związków biogennych. Szczególne znaczenie w procesie poprawy jakości wód mają zbiorniki zlokalizowane na małych ciekach i rowach, będących dopływami jezior i zbiorników wodnych.

1.4.4. Małe zbiorniki wodne o pojemności do 2,0 mln m3 Zbiorniki te planowane są najczęściej w dolinach rzek, których zlewnia nie przekracza 200 km2, czyli na rzekach kwalifikujących się do prowadzących wodę okresowo. Oznacza to, że zasoby wody w takiej zlewni zapewniają napełnienie zbiornika w jednym sezonie zimowo-wiosennym, lecz nie gwarantują utrzymania poziomu wody w zbiorniku w okresie letnim.

W zbiornikach tych poziom wody w okresie letnim podlega dość dużym wahaniom, zgodnym z naturalnym reżimem rzeki, przy utrzymywaniu poniżej zbiornika przepływu nienaruszalnego. Powierzchnia zalewu takich zbiorników, w zależności od wielkości zlewni, waha się granicach od kilku do kilkudziesięciu hektarów. Tylko w nielicznych przypadkach powierzchnia zbiornika w tych zlewniach przekracza 100 hektarów.

Zbiorniki te powstają przez przegrodzenie doliny rzeki zaporą ziemną z wbudowaną w niej budowlą upustową wyposażoną w urządzenia zrzutowe. Umożliwia to regulację odpływu wody, a także całkowite jego opróżnienie. Przy piętrzeniach wynoszących do 3,00 m regulację odpływu ze zbiornika realizuje się w zasadzie za pomocą jazów wyposażonych w ruchome zamknięcia lub jazów stałych z długą krawędzią przelewową z upustem dennym. Przy piętrzeniach większych od 3,00 m zastosowanie mają budowle składające się z wieży przelewowo-spustowej połączonej poziomą sztolnią przeprowadzającej wodę pod zaporą ziemną na dolne stanowisko, zakończoną budowlą wylotową.

W normalnych warunkach odpływ wody ze zbiornika odbywa się przez przelew stały na górnej krawędzi wieży przelewowo-upustowej stały. Jest to przelew o tak ukształtowanej koronie i dobranej długości, aby przy utrzymywaniu normalnego piętrzenia wody w zbiorniku odpływ był nie mniejszy niż nienaruszalny, lecz nie większy niż średni roczny.

!

Strona

Wody wielkie przeprowadzone są przez urządzenia spustowe, a w sytuacji wystąpienia przepływów ekstremalnych (przepływ kontrolny) dopuszcza się okresowo, na czas ich wystąpienia, piętrzenie wody w zbiorniku do poziomu maksymalnego, wykorzystując tzw. pojemność forsowaną. Wtedy wody przelewają się przez przelewy stałe na koronie wieży przelewowo-upustowej, których długości są dobierane tak, aby w warunkach wystąpienia wody kontrolnej poziom wody w zbiorniku nie przekroczył maksymalnego dopuszczalnego. W tych warunkach w pełni realizuje się przeciwpowodziowa funkcja zbiornika.

15

Przy małych dopływach wody do zbiornika lub ich całkowitym zaniku (rzeki okresowo prowadzące wodę) ze zbiornika realizowany jest wyłącznie odpływ przepływu nienaruszalnego. Wtedy poziom wody w zbiorniku wyraźnie się obniża, a w przypadku wykorzystywania wody do nawodnień następuje całkowite spracowanie jego pojemności użytecznej.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

W warunkach klimatu Polski, napełnienie zbiornika, którego parametry (pojemność, powierzchnia) wynikają z bilansu zasobów wody zlewni, możliwe jest w większości przypadków w jednym sezonie, najczęściej w okresie zimowo-wiosennym. Bardzo ważne jest więc, aby przed przystąpieniem do rozpoczęcia napełniania, czasza zbiornika była odpowiednio przygotowana do zalania, co ma duży wpływ na późniejszą jakość wody.

Z obszaru przeznaczonego pod zalew powinna być usunięta roślinność, zwłaszcza drzewa i krzewy oraz inne obiekty, jak pozostałości zabudowań, dzikich wysypisk śmieci itp.

1.4.5. Małe zbiorniki wodne o pojemności do 5,0 mln m3 Zbiorniki te planowane są w dolinach rzek, których zlewnia przekracza powierzchnię 200 km2, co kwalifikuje taką rzekę do stale prowadzącej wodę. Oznacza to, że zasoby wody w takiej zlewni zapewniają napełnienie zbiornika w jednym sezonie zimowo-wiosennym oraz utrzymanie zalewu w pozostałym okresie nawet przy wykorzystywaniu magazynowanej wody do innych celów np. nawodnień.

1.4.6. Zbiorniki suche Zbiorniki suche, czyli zbiorniki wodne napełniające się okresowo, tylko podczas spływu wielkich wód powodziowych trudno zaliczyć do obiektów retencjonujących wodę.

Jednakowoż oddziaływanie tych zbiorników dla ochrony przed powodzią jest zdecydowanie większe, co wynika z faktu wykorzystania całej pojemności zbiornika.

Zapora zbiornika suchego przegradza dolinę cieku podobnie jak zapory zbiorników retencyjnych „mokrych” ze stałym piętrzeniem, jednakże posiada, stale otwarty upust denny, przez który woda przepływa swobodnie tak, że w trakcie występowania w rzece przepływu normalnego zbiornik jest pusty. Z chwilą nadejścia fali wezbraniowej, gdy dopływ do zbiornika przekracza wydatek upustu, woda zaczyna się piętrzyć w zbiorniku. Przy wezbraniach większych, gdy poziom wody w zbiorniku przekracza krawędź przelewu stałego, oprócz odpływu przez upust dochodzi do zrzutu wody przez przelew stały. Tak, więc zbiornik suchy jest zbiornikiem jednofunkcyjnym służącym wyłącznie ochronie przed powodzią a jego działanie jest automatyczne.

W zbiorniku suchym cała jego pojemność do krawędzi przelewu stałego bierze udział w wyrównaniu fali powodziowej, jako tzw. rezerwa stała. W sytuacji dopływ większej fali jego pojemność zwiększa się o tzw. pojemność forsowaną, zajmującą przestrzeń powyżej krawędzi przelewu do najwyżej położonego poziomu przeciążenia awaryjnego.

Strona

16

Parametry upustu oblicza się przy założeniu, że jego wydatek, przy spiętrzeniu do poziomu krawędzi przelewu nie powinien przekraczać wielkości przepływu dozwolonego (Qdoz.) tj. przepływu, który nie powinien powodować szkód poniżej zbiornika. Za podstawę do określenia tego przepływu przyjmuje się najczęściej wodę brzegową, a gdy jej wielkość nie daje właściwej orientacji, wielką wodę o prawdopodobieństwie wystąpienia p=50%.

Wynika to z przyjęcia założenia, że na terenach zalewanych przeciętnie, tj. co 2 lata praktycznie nie występują wartościowe obiekty lub uprawy.

Przy piętrzeniu wody ponad krawędzią przelewu stałego odpływ ze zbiornika nie powinie przekroczyć wielkości przepływu dopuszczalnego (Qdop) tj. przepływu występującego w sytuacjach katastrofalnych. Przy tym dopływie woda w korycie rzeki poniżej zbiornika występuje z brzegów stwarzając możliwość powstania ograniczonych szkód. Dlatego też ustalanie wielkości przepływu dozwolonego jest zagadnieniem nie tylko technicznym, lecz

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

również ekonomicznym. Najczęściej, jako przepływ dozwolony przyjmowana jest wielka woda o prawdopodobieństwie wystąpienia p=1%.

Właściwe ustalenie wielkości przepływu dozwolonego sprowadza się do wyznaczenia powierzchni zalewu dla kilku charakterystycznych wartości przepływów maksymalnych z uwzględnieniem współdziałania ewentualnych dopływów poniżej zbiornika i na tej podstawie oszacowania szkód wywołanych przez te przepływy i zależności pomiędzy przepływem a kosztem naprawy szkód.

Reżim pracy zbiornika suchego pozwala na rolnicze użytkowanie powierzchni jego czaszy w okresie wegetacyjnym, z wyjątkiem krótkich okresów zalewów powodziowych. Najczęściej czasza zbiornika suchego użytkowana jest, jako łąka, dla której krótkie, wiosenne zalewy nie są szkodliwe, a wręcz korzystne. Niektóre zbiorniki suche posiadają nawet upusty wyposażone w zamknięcia pozwalające na czasowe popiętrzenie wody w przypadku nie wystąpienia naturalnego wezbrania Czasza zbiornika wykorzystywana pod okresowy zalew wymaga odpowiedniego przygotowania. Na jej powierzchni powinny być założone trwałe użytki zielone. Niewskazane jest pozostawianie na niej drzew i krzewów, na których zatrzymują się większe zanieczyszczenia dopływające wraz z falą wezbrania powodziowego.

Podobnie jak w czaszy zbiorników mokrych niezbędne jest usunięcie wszelkich zabudowań, czy też pozostałości obiektów budowlanych, wysypisk, ogrodzeń, linii energetycznych itp.

Największą zaletą zbiorników suchych jest pełne wykorzystanie pojemności zbiornika do ochrony przeciwpowodziowej oraz utrzymanie drożności rzeki. Budowa zbiornika suchego najczęściej nie tworzy przegrody stałej na cieku ograniczającej lub też całkowicie wykluczającej możliwość migracji ryb i innych organizmów wodnych w cieku.

Wadą zbiorników suchych jest konieczność utrzymywania obiektów zbiornika (zapory, budowli upustowej) nieużytkowanych często przez kilka lub kilkanaście lat. Skutkuje to ciągłą niedostateczną wiedzą o ich aktualnym stanie technicznym, gdyż ewentualne uszkodzenia ujawniają się dopiero podczas piętrzenie wody (brak obecności wody w zbiorniku powoduje, że uzyskanie rzetelnej informacji o jego stanie jest bardzo trudne z technicznego punktu widzenia). W przypadku awarii takiego zbiornika mogą powstać szkody większe niż przy jego braku. Z tego względu niezbędny jest ciągły monitoring obiektów zbiornika dla utrzymania ich w dobrym stanie technicznym.

!

Strona

Odmianą zbiorników suchych są poldery. Polder przeciwpowodziowy to najczęściej obszar położony w dolinie rzeki na jednym z jej brzegów umożliwiający retencjonowanie wody w okresie wezbrania i późniejsze jej odprowadzenie z powrotem do rzeki. Poldery najczęściej oddzielone są od głównego koryta rzeki wałem przeciwpowodziowym, w korpusie którego wykonuje się stałe przelewy (przewały). Poldery działają całkowicie automatycznie tzn. podczas wezbrania woda dopływa do polderu po przekroczeniu pewnej założonej rzędnej zwierciadła wody w rzece, równej rzędnej przewału górnego. Po wypełnieniu polderu

17

Drugą istotną wadą zbiornika suchego jest często brak możliwości regulowania odpływu wody. Może zdarzyć się, że opóźniona kulminacja poniżej zbiornika suchego leżącego na dopływie może trafić na kulminację wezbrania na cieku głównym powodując jej podwyższenie, czego rezultatem będzie wezbranie na recypiencie bardziej niebezpieczne jak gdyby zbiornika nie było.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! i przekroczeniu rzędnej przewału dolnego woda odpływa do rzeki – w tym momencie polder przestaje oddziaływać na wielkość fali wezbraniowej. Dla odprowadzenia wody z polderu w jego najniższej części instaluje się w korpusie wału śluzę wałową, którą otwiera się po zakończeniu wezbrania, aby opróżnić polder i przygotować go na kolejne wezbranie.

W normalnych warunkach eksploatacji poldery są suche i ich czasza wykorzystywana jest podobnie jak czasza wyżej opisanych zbiorników.

1.4.7. Problemy związane z projektowaniem zbiorników małej retencji Projektowanie zbiorników małej retencji jest związane z koniecznością pozyskania i analizy dużej ilości danych ze wielu dziedzin. Częstokroć pozyskanie odpowiedniej ilości danych o jakości niezbędnej do poprawnego oszacowania procesów jest bardzo utrudnione lub często niemożliwe. Poniżej przedstawiono kilka podstawowych problemów związanych z projektowaniem tego typu obiektów.

I tak na etapie prac przedprojektowych związanych z uzyskaniem decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach zgody na realizację przedsięwzięcia konieczne jest m.in. wykonanie inwentaryzacji przyrodniczej obszaru inwestycji oraz obszaru na jaki inwestycja te będzie oddziaływać. Tymczasem nagminnym jest (na skutek terminów pozyskiwania środków na realizację dokumentacji projektowej) przystępowanie do procesu projektowego w okresie jesienno-zimowym, co praktycznie uniemożliwia przeprowadzenie prawidłowego rozpoznania i jest niezgodne z zasadami wykonywania tego typu opracowań. Z tego samego powodu (terminy wykorzystania pozyskanych środków) czas, jaki Inwestor przeznacza na zagadnienia związane z ochroną środowiska jest bardzo krótki, a tym samym jakość opracowań pozostawia wiele do życzenia.

Podstawowymi informacjami niezbędnymi do prawidłowego zaprojektowania zbiornika retencyjnego są dane hydrologiczne. Ten rodzaj informacji jest w naszym kraju zbierany i opracowywany przez Instytut Melioracji i Gospodarki Wodnej. Ze względu na brak posterunków wodowskazowych na małych ciekach, niewielką ilość stacji opadowych oraz krótkie ciągi obserwacyjne w istniejących przekrojach/punktach badawczych dane otrzymane od Instytutu są często opatrzone klauzulą, że należy je traktować „tylko orientacyjnie” lub Instytut odmawia ich opracowania w ogóle. Sytuacja tak zmusza Projektantów do ustalania przepływów metodami pośrednimi-empirycznymi, które są zdecydowanie mniej dokładne. Ponadto dane pozyskiwane z IMGW są odpłatne, a ich ceny bardzo wysokie, co w najgorszym wypadku może doprowadzić do tego, że Projektant nie zakupi ich w IMGW tylko będzie zmuszony szukać alternatywnego rozwiązania.

W urzędach brak jest rzetelnej informacji na temat gospodarki wodno-ściekowej w zlewni zbiornika, a ponadto często projekt zbiornika „wyprzedza” uporządkowanie tej gospodarki, co w efekcie prowadzi do jego zanieczyszczenia. Brak jest rzetelnej informacji dotyczącej majątku na terenach zagrożonych potencjalną powodzią poniżej zbiornika (na skutek jego ewentualnej awarii) co znacznie utrudnia prawidłowe przeprowadzenie wariantowej analizy zasadności inwestycji w danej lokalizacji.

1.4.8. Problemy związane z eksploatacją zbiorników małej retencji

Strona

18

Do podstawowych problemów związanych z eksploatacją zbiorników małej retencji należą: !

!

permanentny brak środków na eksploatację, szczególnie w przypadku małych zbiorników na obszarach niezurbanizowanych,

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

zanieczyszczenie wód w zlewni bezpośredniej i pośredniej zbiornika i związane z tym wysokie koszty okresowego oczyszczania wody w zbiorniku na potrzeby wykorzystania rekreacyjnego,

!

niewystarczająca obsługa zbiornika - w przypadku małych zlewni tylko błyskawiczna reakcja na deszcz nawalny umożliwia zretencjonowanie wody spływającej ze zlewni,

!

niewłaściwe zagospodarowanie bezpośredniego sąsiedztwa zbiornika poprzez niekontrolowany rozwój przedsięwzięć z zakresu rekreacji i turystyki,

1.5. Jakość wód w zbiornikach retencyjnych 1.5.1. Czynniki wpływające na jakość wód w zbiornikach Szeroko pojęta jakość wód w zbiornikach jest zależna od bardzo wielu czynników, zarówno środowiskowych jak i antropogenicznych. Do najważniejszych elementów determinujących jakość wód w zbiornikach należą: !

fauna i flora,

!

zanieczyszczenie środowiska w zlewni bezpośredniej i pośredniej zbiornika,

! !

warunki klimatyczne, charakter (naturalny, sztuczny),

! !

funkcja jaką dany zbiornik pełni (często determinuje ona reżim jego pracy – przepływowy lub stojący), lokalizacja (obszary wiejskie, miejskie, poprzemysłowe, itd.),

!

reżim hydrologiczny (stale czy okresowo zasilany wodą, stojący czy okresowy).

1.5.2. Źródła zanieczyszczeń (Bieroński 2005)

!

Strona

Zanieczyszczenia przekazywane do środowiska wodnego z terenów rolniczych są różnorodnego typu, jednak większość z nich cechuje się wysokimi zawartościami biogenów o silnym oddziaływaniu eutrofizującym. Wśród zrzucanych w Polsce zanieczyszczeń, szczególnie uciążliwymi są te zawarte w ściekach bytowo-gospodarczych. Zrzucane są one często w stanie surowym do różnego rodzaju odbiorników na terenach wsi i miasteczek niewyposażonych w systemy oczyszczania ścieków. Obserwuje się zatem zrzuty dokonywane do rowów przydrożnych, rowów meliorujących tereny podmokłe lub wprost do cieków, niekiedy także do lokalnych zbiorników wód stojących. Czasami udaje się zidentyfikować wyloty kanalizacji deszczowych zrzucające ścieki silnie zanieczyszczone, co wskazuje na istnienie przyłączy odprowadzających ścieki bytowo-gospodarcze. Kanalizacja taka w rzeczywistości pracuje wówczas jako ogólnospławna. W przeszłości wiele systemów rozdzielczej kanalizacji deszczowej ewoluowało wskutek tego ku systemom ogólnospławnym. Nadal częstym zjawiskiem na terenach osadnictwa wiejskiego jest kierowanie do gruntu i do odbiorników powierzchniowych odcieków z pryzm nawozowych, a rzadziej – także odcieków kiszonkowych, zwykle przenikających do gruntu. W licznych

19

Dotychczasowe badania wykazują, że głównym czynnikiem limitującym rozwój biomasy w środowisku słodkowodnym jest fosfor. Oszacowania wskazują, iż głównym źródłem fosforu jest rolnictwo (50%) oraz ścieki miejskie (41%). Udział źródeł fosforu w zanieczyszczeniach rolniczych wygląda następująco: 34% żywy inwentarz, 16% nawozy. Zagrożenie środowiska wodnego eutrofizacją wzrasta wraz z intensyfikacją produkcji rolnej, a zwłaszcza funkcjonowania gospodarstw hodowlanych.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! osiedlach wiejskich objętych systemami zbiorowego zaopatrywania w wodę pitną, studnie gospodarskie utraciły swe pierwotne funkcje. Są wówczas często nieprawidłowo zabezpieczone przed przenikaniem zanieczyszczeń do wód podziemnych. Rejestrowane bywają przypadki wykorzystywania takich studni jako odbiorniki ścieków sanitarnych, bytowo-gospodarczych lub deszczowych z terenu posesji. Liczne studnie kopane są likwidowane poprzez zasypanie odpadami stałymi. Z dokumentacji terenowych wynika, że obiektami takimi (ich zabezpieczeniem, funkcjonowaniem i sposobem likwidacji) nie interesuje się żaden urząd. Rzadko też podejmowane są akcje uświadamiające rolników o szczególnej szkodliwości nieprawidłowego wykorzystywania lub likwidacji studni gospodarczych.

Powszechnie podkreślane w opracowaniach jest występowanie na terenach rolniczo użytkowanych zjawisk związanych z agrochemicznym zanieczyszczaniem środowiska wodnego (środki nawozowe i ochrony roślin). Dotyczy to zarówno przenikania zanieczyszczeń do wód powierzchniowych za pośrednictwem spływu powierzchniowego, jak też zanieczyszczania wód podziemnych substancjami migrującymi wraz z wodami infiltrującymi. Wysokie stężenia substancji pochodzenia nawozowego (związki azotu, fosforu, niekiedy także potas) stwierdzano podczas badań wód podziemnych pierwszego horyzontu w studniach kopanych – azotany nawet do kilkuset mg/dm3, fosforany do kilku mg/dm3, potas do powyżej 200 mg/dm3. Zawartość tych substancji w ciekach nieobciążanych ściekami jest regularnie o rzędy wielkości niższa – nawet, jeżeli odwadniają tereny gruntów uprawnych.

Zanieczyszczenie płytkich wód podziemnych poza obszarami zabudowy rolniczej jest rozpoznane znacznie słabiej, ze względu na trudności z dostępem do zwierciadła wody (brak ujęć wody). Niemniej jednak wyniki badań wskazują na szczególną koncentrację zanieczyszczonych wód podziemnych w obrębie terenów zabudowanych. Wiązać to można ze szczególnie intensywnym oddziaływaniem gospodarujących tam ludzi, powszechnym występowaniem spływu powierzchniowego w obrębie posesji oraz wyraźnie niższym zużywaniem substancji nutrientalnych przez roślinność, która nie pokrywa tam całej powierzchni terenu.

Liczne wiejskie jednostki osadnicze zlokalizowane są nad ciekami niewielkimi, w tym także płynącymi okresowo. Do częstych należy zaliczyć zjawisko podtrzymywania w nich przepływu wyłącznie przez zrzucane ścieki. Regularnie dotyczy to rowów przydrożnych, gdzie zwykle dochodzi do infiltracji ścieków w podłoże. Systemy niewielkich cieków niżowych terenów Polski cechują się, poza terenami podmokłymi, częstym zanikiem lub silnym zmniejszeniem przepływu w półroczu letnim i przy dłuższym utrzymywaniu się niskich temperatur w zimie. Stopień rozcieńczania ścieków w przepływie jest wówczas niski lub rozcieńczanie ich wcale nie występuje. W takich warunkach możliwości naturalnego samooczyszczania są silnie zmniejszone lub żadne. Natomiast podejrzewać należy istotne samooczyszczanie w odbiornikach zlokalizowanych w obrębie podmokłych den dolin, gdzie zwykle przepływ nie zanika, a jednocześnie w korytach występuje silne zarastanie roślinnością. Incydentalnie lub okresowo cieki terenów wiejskich mogą być zanieczyszczane odciekami drenarskimi.

Strona

20

1.5.3. Okresowa zmienność jakości wód w zbiornikach i w rzece poniżej zbiorników Wpływ zbiorników zaporowych na jakość wody w rzece poniżej nich zależy od objętości magazynowanej wody i objętości przepływu, czyli od czasu retencjonowania wody oraz lokalizacji zbiornika (na cieku czy jako zbiornik boczny). Zbiorniki o długim czasie

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

retencji stanowią „pułapkę” dla substancji użyźniających rzekę – związków fosforu i azotu i ograniczają ilość zawiesin mineralnych. W zależności od głębokości i lokalizacji wypływu wody, zbiorniki mogą latem obniżać temperaturę wody (zbiorniki głębokie o długim czasie retencji, w których wstępuje stratyfikacja, a wypływ wody jest poniżej termokliny) lub ją podwyższać (zbiorniki płytkie o długim czasie retencji). Woda opuszczająca głębokie zbiorniki z wypływem poniżej termokliny na krótkim odcinku poniżej zapory ma małe stężenie tlenu. Niektóre zbiorniki zaporowe, retencjonujące wodę o złej jakości (dużej zawartości związków fosforu i azotu), wprowadzają do rzeki poniżej zanieczyszczenia biologiczne w postaci dużej ilości fitoplanktonu, powodując zakwity rzeki. Zjawisko spowodowanych zbiornikami zakwitów wody występuje w małych i średnich rzekach z płytkimi zbiornikami o długim czasie retencji.

Poniżej podano kilka różnych przyczyn powodujących okresową zmienność jakości wód w małych zbiornikach wodnych: !

w małych zbiornikach, w okresie letnim, na skutek wzrostu temperatury i naturalnego zmniejszenia wielkości przepływu występują: zakwit glonów, silne zmniejszenie przezroczystości wody, zarastanie roślinnością oraz szybki postęp zamulania;

!

w sąsiedztwie nowych zbiorników wzrasta atrakcyjność terenów i zwiększa się ich rekreacyjne wykorzystanie (szczególnie w okresie letnim), co w konsekwencji, w przypadku nadmiernego ich wykorzystania i niedorozwoju infrastruktury wodno-ściekowej, może prowadzić do zwiększenia ładunku zanieczyszczeń dopływających do zbiornika i w konsekwencji do pogorszenia jakości wody;

!

spływ zanieczyszczeń z pól – fosfor występujący w deficycie w zbiornikach słodkowodnych – ogranicza rozwój fitoplanktonu, dlatego dostawa fosforu jest podstawową przyczyną eutrofizacji. Często jego znaczna dostawa odbywa się wiosną wraz z wodami roztopowymi i wyerodowanymi cząstkami gleby, przy czym często towarzyszy mu też dostawa azotu. Zjawisko to jest szczególnie uciążliwe w zbiornikach, gdzie woda jest surowcem do produkcji wody pitnej;

!

przenikanie fosforu z osadów dennych do wody – szczególnie gdy czas depozycji na osadach dennych jest krótszy od czasu sorpcji i wiązania (powstaje wówczas nadmiar fosforu mającego stały kontakt z wodą). Proces ten po zapoczątkowaniu trwa przez długi okres, nawet po redukcji zewnętrznych źródeł zanieczyszczeń, przyczyniając się tym samym do wzrostu eutrofizacji;

!

zbyt duże zrzuty ścieków bytowych w czasie niżówek hydrologicznych;

!

nieracjonalna gospodarka rybacka, głównie w zakresie gospodarowania wodą na stawach hodowlanych;

!

długi czas rezydencji (przetrzymywania) wody w zbiorniku umożliwiający nadmierny rozwój fitoplanktonu, szczególnie w przypadku płytkich zbiorników.

1.5.4. Okresowa zmienność jakości wód związana ze zmiennymi stanami wody

!

Strona

Wahania poziomu zwierciadła wody w zbiorniku są pochodną reżimu hydrologicznego cieku zasilającego zbiornik oraz zasad gospodarowania wodą w zbiorniku. W kwestii tej zbiorniki retencyjne, o prawidłowo prowadzonej gospodarce wodnej nie różnią się znacząco

21

w zbiorniku

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! od przepływowych jezior naturalnych. Wahania zwierciadła wody w zbiornikach sztucznych (ze względu na regulowany odpływ) są często wolniejsze od tych w jeziorach. W chwili obecnej, ze względu na niewystarczającą ilość danych nie można jednoznacznie określić wpływu wahań zwierciadła wody w zbiorniku na jej jakość w kontekście okresowego odkrywania dna zbiornika.

1.5.5. Zapobieganie niekorzystnym zmianom jakości wody w zbiornikach – przykłady Generalnie można powiedzieć, że za podstawową metodę eliminacji zagrożeń prowadzących do pogorszenia jakości wody w zbiornikach należałoby przyjąć likwidację i/lub ograniczenie źródeł zanieczyszczeń w zlewni zbiornika, wyprzedzającą jego budowę.

Działania te mogą obejmować: !

modernizację i uporządkowanie gospodarki wodno-ściekowej,

!

ograniczenie zużycia nawozów sztucznych,

!

wydzielenie ograniczonych stref użytkowania rolniczego gruntów,

!

tworzenie roślinnych stref buforowych wzdłuż cieków zlewni zbiornika,

!

przerzut ścieków do innej zlewni lub ich zrzut poniżej zbiornika (po uprzednim oczyszczeniu),

!

utrzymywanie na prawidłowym poziomie (odpowiednim dla jego wielkości czy też wielkości przepływu w okresie niżówek hydrologicznych) rekreacyjnego wykorzystania zbiornika,

!

wykonywanie zbiorników wstępnych, oczyszczających wodę powyżej zbiornika głównego,

!

wykonywanie osadników wstępnych przed zbiornikiem i okresowe ich opróżnianie.

Osady po przeprowadzonej analizie chemicznej i ich kwalifikacji mogą być wykorzystane rolniczo lub w przypadku zakwalifikowania ich do kategorii odpadów jako warstwa przesypowa na składowiskach odpadów,

!

wykorzystanie płytkich zalewów w dnie dolin niewielkich cieków (oczyszczalnie typu constructed wetlands) do usuwania fosforu poprzez jego biomechaniczną zamianę na formę zawiesinową, a następnie sedymentacje (mogą się okazać nieefektywne w okresie zimowym i wiosennym, w którym następuje znaczna dostawa fosforu),

!

akcje uświadamiające wśród rolników dotyczące m.in. zabezpieczenia studni czy sposobu odprowadzania ścieków i odcieków np. z pryzm nawozowych,

!

pomoc finansowa dla rolników w celu likwidacji rozproszonych źródeł azotu i fosforu pochodzenia rolniczego,

!

usuwanie roślinności i wierzchniej warstwy gleby z czaszy zbiornika w zasięgu przyszłego zalewu,

!

praca upustami dennymi (szczególnie w okresie zimowym) dla zapewniania transportu rumowiska przez zbiorniki tym samym ograniczenie ilości deponowanych osadów.

Strona

22

Studium przypadku Wieloletnia analiza przemian ekosystemu nizinnego zbiornika zaporowego Siemianówka na Narwi (Górniak 2006) pozwoliła określić program rekultywacji zbiornika (Górniak i in.

2006). Wdrożenie takiego programu już na etapie projektowania i piętrzenia zbiornika pozwala uniknąć jego degradacji. Program ma trzy główne grupy przedsięwzięć ogólnych,

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Strona

23

możliwych do zastosowania we wszystkich zbiornikach nizinnych: kształtowanie zespołów ichtiofauny, kształtowanie zespołów makrofitów oraz odpowiednio realizowana gospodarka wodna. Gospodarka rybacka w wodach zbiornika powinna być ukierunkowana na redukcję liczebności ryb karpiowatych (szczególnie płoć, ukleja, leszcz) poprzez odłowy i ograniczenie możliwości rozrodu oraz propagację gatunków drapieżnych (szczególnie szczupaka, a w dalszym etapie funkcjonowania zbiornika również suma, bolenia i węgorza). Taka gospodarka sprzyja ograniczeniu zakwitów wody poprzez kontrolę liczebności ryb wyjadających odżywiające się glonami organizmy. Kształtowanie makrofitów musi uwzględniać specyfikę zbiornika, przy czym największe szanse na zaadoptowanie się do warunków zbiornika mają helofity (Rumex hydrolapatum, Berula erecta, Butomus umbellatus, Phragmites australis i Veronica beccabunga) oraz elodeidy (Potamogeton filiformis, Potamogeton pectinatus i Myriophyllum spicatum). Propagacja makrofitów ma na celu ograniczenie dostępnej dla glonów puli biogenów. Uzupełnieniem kształtowania zespołu makrofitów powinno być zalesienie i zakrzaczenie brzegów poprzez nasadzenia odpowiednich rodzimych gatunków typowych dla nadbrzeżnych podmokłych siedlisk.

W zakresie gospodarki wodnej należy stosować następujące zabiegi: nie przekraczać ustalonej wielkości wiosennego piętrzenia, utrzymywać w miarę stały poziom wody w okresie letnim, zminimalizować dobowe i długookresowe wahania poziomu wody, a odstępstwa od tych reguł stosować tylko w przypadku zaistnienia nadzwyczajnych zjawisk hydrologicznych.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

1.6. Urządzenia małej retencji 1.6.1. Budowa i odbudowa urządzeń piętrzących na ciekach (retencja korytowa) Budowle piętrzące, jazy i zastawki na ciekach, są bardzo istotnym elementem, często niedocenianym, przyczyniającym się do zwiększania zasobów wody w zlewniach. Celowe piętrzenie wody w rowach i ciekach pozwala na gromadzenie znacznych rezerw wody, które w naturalny sposób wpływają na podniesienie zwierciadła wód gruntowych, tworząc jednocześnie określone zasoby dyspozycyjne wody, możliwe do wykorzystania dla nawodnień, głównie użytków zielonych.

W wielu przypadkach zasoby wodne w zlewni, zwłaszcza w ich partiach źródłowych, nie wystarczają na pokrycie zapotrzebowania wody dla nawodnień. Jednakże w tym przypadku piętrzenie wody w cieku pozwala na ograniczenie odpływu – wstrzymanie odpływu, przez co nie dopuszcza się do nadmiernego obniżenia się poziomu wody gruntowej na terenach przybrzeżnych w dolinie.

Tak więc budowa urządzeń piętrzących na ciekach pozwala na uzyskanie jednego z głównych celów małej retencji, jakim jest wydłużenie czasu spływu wody. Przez załamanie spadku cieku następuje znaczne ograniczenie transportu rumowiska.

1.6.2. Podpiętrzanie i stabilizacja poziomu wody w jeziorach Retencjonowanie wody w jeziorach należy uznać za jeden z kierunków zabudowy retencyjnej zlewni, mający również swoje uzasadnienie ekonomiczne. Jednakże w tej formie małej retencji należy liczyć się ze znacznymi ograniczeniami. Podstawowym czynnikiem ograniczającym maksymalne wykorzystanie zdolności retencyjnej jezior, wynikających z warunków topograficznych i hydrologicznych, jest wysokość ich maksymalnego spiętrzenia.

Zbyt wysokie spiętrzenie wody w jeziorach, przekraczające najczęściej 0,50 m, może spowodować nieodwracalne zmiany w otaczającym je środowisku, a także w samym jeziorze.

Rozwojowi fauny w jeziorach sprzyja występowanie zbiorowisk roślinności wodnej i przybrzeżnej, słabo porośniętych ławic piasku oraz stromych nieporośniętych urwistych brzegów, utrzymujących się w stanie równowagi w warunkach naturalnych wahań poziomu wody w jeziorze nieprzekraczających 0,50-0,70 m. Radykalne podniesienie poziomu zwierciadła wody w jeziorach może spowodować zniszczenie roślinności przybrzeżnej, a tym samym całej strefy przybrzeżnej, decydującej o wielkości produkcji pierwotnej, wpływającej na wielkość populacji roślinożernej fauny wodnej. W efekcie doprowadzić to może do ograniczenia ilości organizmów w jeziorze.

Strona

24

Biorąc pod uwagę powyższe przyjęto, że retencjonowanie wody w jeziorach odbywać się będzie wyłącznie w granicach naturalnych wahań zwierciadła wody, które w większości przypadków nie przekracza 0,50 m. Jednakże ostatecznym wskazaniem dla ustalenia poziomu stabilizacji wody w jeziorach będzie określenie wysokościowego usytuowania granicy litoralu.

Przy ustalaniu maksymalnego poziomu piętrzenia (stabilizacji poziomu wody), należy korzystać z powszechnie dostępnych map topograficznych z lat sześćdziesiątych

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

i siedemdziesiątych ubiegłego wieku, a także starszych, gdzie podane są rzędne zwierciadła, które można porównać z aktualnie obserwowanymi stanami wód w jeziorach. Bardzo dobrym materiałem porównawczym jest batymetria jezior Polski wykonana w latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku przez Instytut Rybactwa Śródlądowego w Olsztynie.

Umożliwi to w miarę dokładne ustalenie maksymalnego dopuszczalnego poziomu piętrzenia wody w jeziorach, mieszczącego się przy tym w granicach naturalnych wahań poziomów wody, występujących naturalnie w przeszłości.

Przy ustalaniu maksymalnego dopuszczalnego poziomu piętrzenia wody należy kierować się również aktualnym stanem prawnym terenów przybrzeżnych. Przy popiętrzeniu jezior w granicach naturalnych wahań wody w większości nie występuje zalanie i podtapianie dodatkowych obszarów przybrzeżnych, a tym samym nie ma potrzeby przejmowania bądź płacenia odszkodowań za podtapianie przyległych do jeziora terenów.

Generalnie podpiętrzanie jezior w granicach naturalnych wahań nie wymaga dużych nakładów na budowę urządzeń piętrzących. Przeważnie wymagana jest odbudowa istniejących zastawek lub jazów lub też budowa nowych urządzeń piętrzących na odpływie z jeziora, bez konieczności budowy zapór przegradzających dolinę rzeki.

Warunkiem uzyskania odpowiednich efektów z podpiętrzania jezior, oprócz podstawowego celu, jakim jest zwiększenie zasobów wody w zlewni, a także przywrócenie dawnego naturalnego ich stanu, jest prawidłowa eksploatacja urządzeń piętrzących, a także właściwa gospodarka zasobami wody w jeziorach.

1.6.3. Retencja na obszarach leśnych – rola bagien/mokradeł śródleśnych w retencjonowaniu wód Stałym niemal elementem każdego większego kompleksu drzewostanów są mokradła. Są to albo ekosystemy wodne, albo ziemnowodne. Te pierwsze, w administracyjnym podziale nadleśnictw są wydzielane jako wody i wyłączane z gospodarki leśnej, nierzadko wraz z otaczającymi je biocenozami ziemnowodnymi. Te drugie natomiast, biotopy ziemnowodne, często są przedmiotem użytkowania leśnego.

!

Strona

Drzewostany, które chronią zasoby wód powierzchniowych i podziemnych, regulują stosunki hydrologiczne w zlewni oraz na obszarach wododziałów, mogą być uznane za lasy ochronne. W praktyce leśnej oznacza to między innymi stosowanie specjalnych zasad

25

W klasyfikacji siedlisk leśnych mokradła porośnięte lasem są wyodrębniane jako: bory bagienne (Bb), bory wilgotne (Bw), bory mieszane bagienne (BMb), bory mieszane wilgotne (BMw), lasy mieszane bagienne (LMb), lasy mieszane wilgotne (LMw), olsy (Ol), olsy jesionowe (OlJ) i lasy łęgowe (Lł). Wymienionym typom siedlisk, w warunkach naturalnych lub zbliżonych do naturalnych, odpowiadają cenne zbiorowiska leśne, jak na przykład bór bagienny Vaccinio uliginosi-Pinetum (Bb), bór trzęślicowy Molinio-Pinetum (Bw), brzezina bagienna Vaccinio uliginosi-Betuletum, ols torfowcowy Sphagno squarrosi-Alnetum (LMb), łęg jesionowo-wiązowy Ficario-Ulmetum minoris (Lw), łęg wierzbowy Salicetum albae (Lł), łęg jesionowo-olszowy Fraxino-Alnetum (OIJ) czy ols porzeczkowy Ribo nigri-Alnetum (Ol).

W przeszłości nierzadkim zjawiskiem było odwadnianie wymienionych siedlisk leśnych, celem podniesienia produkcji biomasy lub ułatwienia prac leśnych ciężkim sprzętem, zwłaszcza w uprawach na glebach torfowych.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! gospodarowania, jak na przykład podwyższenia wieku rębności lub zalecenia innych rodzajów rębni niż w zwykłych lasach gospodarczych.

Duża część śródleśnych mokradeł to biocenozy nieleśne. W operatach urządzeniowych są wyodrębniane jako nieużytki. Od 1994 roku są one sukcesywnie zamieniane na użytki ekologiczne, będące formą prawnej ochrony, wprowadzoną po raz pierwszy Ustawą o ochronie przyrody z 16 października 1991 roku (art. 13.1). Jednym z głównym powodów takiego podejścia jest świadomość wysokiej przyrodniczej wartości biotopów mokradłowych, na którą składają się cenne zasoby flory i fauny, a także ekologiczne funkcje w krajobrazie, między innymi retencjonowanie wód. Z chwilą wejścia wymogu sporządzania programu ochrony przyrody dla nadleśnictwa, jako integralnego dokumentu operatu urządzeniowego, proces przeewidencjonowywania nieużytków w użytki ekologiczne staje się powszechny.

Niezadrzewione śródleśne mokradła, jak już przed chwilą wspomniano, odgrywają istotną rolę w retencjonowaniu wód. W powiązaniu z nimi występują głównie gleby bagienne (mułowe lub torfowe) oraz zabagnione (opadowo-glejowe lub gruntowo-glejowe).

Szczególnie dużą rolę w generowaniu zasobów wodnych mają gleby wykształcone z osadów biogenicznych, zwłaszcza z torfów. Poziom retencji glebowej jest zróżnicowany w zależności od ekologicznego typu torfowiska i miąższości złoża torfowego. Spośród trzech typów torfowisk – niskich, przejściowych i wysokich – największą zdolność gromadzenia wody mają te ostatnie.

Mokradła powierzchniowo zdominowane przez torfowiska niskie należą do najszerzej rozpowszechnionych w Wielkopolsce i całym kraju. Stanowią prawie 93% powierzchni naszych torfowisk. Są one uwarunkowane obecnością wód gruntowych (w tym źródliskowych) i powierzchniowych. Występują nawet na obszarach o małych opadach, co tym bardziej pozwala docenić ich rolę w retencji gruntowej i krajobrazowej. Średnia miąższość torfowisk niskich w Polsce wynosi ok. 1,4 m. W ich obrębie tworzą się torfy mchów liściastych, torfy zielne (np. skrzypowy, trzcinowy, turzycowy, kłociowy) lub torf drzewny olszowy.

Strona

26

Torfowiska wysokie są wybitnie zależne od wód opadowych, dlatego też są określane mianem ombrogenicznych. Mają małe zlewnie własne, o mocno utrudnionym odpływie.

Zasięgiem obejmują obszary o odpowiedniej proporcji między opadem atmosferycznym a temperaturą. W Polsce najwięcej jest ich w pasie Pobrzeża Bałtyku i na młodoglacjalnych obszarach pojeziernych. Najczęściej zlokalizowane są na wododziałach obszarów morenowych, sandrowych, wydmowych, krasowych i na obrzeżach większych zatorfionych dolin. Zdolność do zatrzymywania wody zawdzięczają obecności mchów torfowców (rodzaj Sphagnum). Ich pojemność wodna jest bardzo duża. W stanie wypełnienia wodą ich waga może być nawet dwudziestokrotnie większa od suchej biomasy. Średnia miąższość torfowisk wysokich w Polsce wynosi ok. 2,50 m. Są to między innymi torfy: mszysty, wełniankowy i sosnowy.

Torfowiska przejściowe mają charakter pośredni między torfowiskami niskimi a wysokimi. Średnia miąższość takich torfowisk w Polsce wynosi ok. 1,70 m. Zatorfienie jest większe w północnej części kraju. Maleje w kierunku południowym. Na Pomorzu, na 100 km2, jest 25-50 torfowisk, natomiast w Wielkopolsce 10-25. Najwięcej – 60% polskich torfowisk – to obiekty małe, o powierzchni <10 ha.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Szacuje się, że kubatura 40 mld m3 polskich torfowisk gromadzi co najmniej 35 mld m3 wody.

Zgromadzona w nich woda pokryłaby nasz kraj warstwą 110 mm. Niektórzy szacują pojemność wodną torfowisk w Polsce na 1/3 rocznej ilości opadów. Swoisty jest sposób przechowywania wody w zbiornikach akumulacji biogenicznej. Woda jest głównym składnikiem utworów torfowiskowych i dzięki temu jedynie przeciętnie około 5% bierze udział w jej obiegu. Taka droga przechowywania wody wpływa na wielkość i rozkład odpływu w ciągu roku. Odpływy są większe w miesiącach letnich po silnych opadach, nieco mniejsze późną jesienią, cechującą się małym natężeniem parowania. Roczny rytm odpływu z torfowisk jest odmienny od rytmu retencji zbiorników nietorfowiskowych, w których największy odpływ ma miejsce w porze wiosennych wezbrań. Naturalny rytm odpływu wód z torfowisk zmienia się po ich odwodnieniu.

Melioracje odwadniające wyraźnie zmniejszają odpływ w okresie lata. Przeważnie jednak efektem jednostronnych melioracji odwadniających, ze szkodą dla bilansu wodnego w zlewni, było przyspieszenie odprowadzania nadmiaru wód z opadów bezpośrednich lub roztopów, głównie na skutek zagęszczenia rowów na powierzchni torfowisk, budowy systemów drenarskich i prac wydobywczych torfu.

Formą aktywnego przeciwdziałania nadmiernemu odwadnianiu jest dążenie do renaturalizacji torfowisk, mającej przywrócić zniszczonym obiektom przede wszystkim ich sprawne funkcjonowanie – zdolność do retencjonowania wody i procesów bioakumulacji (sedentacji organicznej).

W warunkach nizinnych skuteczną ochroną naturalnych śródleśnych otwartych mokradeł jest ich całkowite wyłączenie z gospodarki leśnej i objęcie prawną ochroną. Zalesienie torfowiska celem podniesienia retencji glebowej nie zawsze jest zjawiskiem pożądanym. Jeśli chodzi o złoże torfu, może spowodować jego decesję. Najprostszym sposobem rewitalizacji mokradeł, zdegradowanych w wyniku odwodnienia bądź przesuszających się, celem przywrócenia ich zdolności retencyjnej, jest podnoszenie poziomu wody przez hamowanie odpływu wody za pomocą różnych urządzeń technicznych, jak: worki z piaskiem, stałe zastawki drewniane i z tworzyw sztucznych, zastawki drewniane z regulowanym poziomem wody, regulowane zastawki betonowe, przepusty z zastawkami, likwidowanie rowów melioracyjnych, sypanie grobli i wałów, wykonywanie progów dennych w ciekach itp.

!

Strona

Zarządzenie to zaleca również zachowanie w stanie nienaruszonym śródleśnych nieużytków, takich jak bagna, trzęsawiska, mszary i torfowiska, między innymi poprzez uznanie ich za użytki ekologiczne. Wskazuje również na potrzebę wzmożenia starań o przywracanie

27

Jeszcze w 1999 roku weszło w życie Zarządzenie Nr 11 A Dyrektora Generalnego Lasów Państwowych (z dnia 11 maja 1999 r., zn. spr. ZG-7120-2/99), zmieniające Zarządzenie Nr 11 Dyrektora Generalnego Lasów Państwowych z dnia 14 lutego 1995 roku w sprawie doskonalenia gospodarki leśnej na podstawach ekologicznych (zn. spr. ZZ-710-13/95). Mówi ono (w rozdziale I. Zasady ogólne), że jednym z czynników gwarantujących trwałość ekosystemów leśnych jest ograniczenie procesów degradacji stosunków wodnych w lasach.

Ma się to odbywać drogą opracowywania i realizacji planów i programów małej retencji, obejmujących swoim zasięgiem jedno lub kilka nadleśnictw wchodzących w skład zlewni.

Sposobem ma być między innymi utrzymanie w stanie zbliżonym do naturalnego, a także odtwarzanie śródleśnych zbiorników i cieków.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! lasów na wylesionych obszarach stref wododziałowych, w celu zwiększenia retencji wodnej w lasach w ramach uzgodnień miejscowych planów zagospodarowania przestrzennego.

Odprowadzanie okresowego nadmiaru wody z siedlisk podmokłych ma być ograniczane wyłącznie do sytuacji zagrożenia istnienia lasu lub odnowienia drzewostanu na terenach poklęskowych i wykonywane z zachowaniem szczególnej ostrożności, z zastosowaniem systemu odpływu regulowanego. Każdorazowo musi być poprzedzone studium hydrologicznym oraz ekspertyzami melioracyjnymi i przyrodniczymi, uwzględniającymi wpływ tego przedsięwzięcia na warunki życia lasu, a także na zespoły roślinne i zwierzęce na terenach przyległych. Podobne zasady odnoszą się do robót wodnomelioracyjnych, jak konserwacja lub remont urządzeń melioracyjnych, między innymi odbudowa rowów. Dla nadleśnictw odczuwających stałe braki wody, Zasady Hodowli Lasu ustalają obowiązek opracowania programów zwiększenia retencji wodnej, które powinny zawierać między innymi inwentaryzację istniejących i możliwych do odtworzenia torfowisk, bagien, łęgów, olsów, oczek wodnych itp. z oceną ich zdolności retencyjnych. W programach takich ma być planowane, a w praktyce leśnej realizowane, odtwarzanie i renaturyzacja zniszczonych i przesuszonych torfowisk oraz unaturalnienie cieków i rowów melioracyjnych.

1.7. Budowle piętrzące – zasady konstrukcji Pod względem technicznym budowla piętrząca to każda przegroda, która utrzymuje różnicę poziomów zwierciadła wody. Zastosowanie odpowiedniego typu budowli zależy przede wszystkim od wysokości piętrzenia, jakie mamy zamiar uzyskać, a także od hydraulicznych warunków przepływu wody w korycie rzeki powyżej i poniżej planowanej przegrody.

Do najczęściej stosowanych budowli piętrzących należą jazy, zastawki, stopnie i progi. Przy stosunkowo niskich piętrzeniach (do 0,20-0,30 m) zastosowanie mają lekkie budowle drewniano-faszynowe w formie palisady lub płotków faszynowych. Przy piętrzeniach wyższych zastosowanie mają budowle drewniane i drewniano-kamienne. Natomiast przy piętrzeniach do 1,50 m można stosować budowle faszynowo-kamienne lub drewniano-kamienne. Ustalenia te odnoszą się do budowy konstrukcji tzw. proekologicznych, które mogą być stosowane na nieżeglownych rzekach nizinnych o szerokości dna do 20 m.

Na tych ciekach należy dążyć do ograniczania budowy powszechnie dotąd stosowanych w melioracji budowli betonowych, działających bardzo dobrze, lecz będących elementem obcym i szpecącym krajobraz.

1.7.1. Progi Próg to budowla regulacyjna i piętrząca wystająca ponad dno rzeki usytuowane po obu stronach (od strony wody dolnej i górnej) na takim samym poziomie. Z uwagi na zastosowany do ich wykonania materiał, konstrukcje te można podzielić na drewniane i drewniano-kamienne. !

" Próg z okrąglaków dla piętrzeń < 0,30 m na ciekach z dnem o szerokości 0,50-1,50 m wykonywany z belek o długości równej min. trzykrotnej szerokości dna rzeki.

Na ciekach o szerokości dna do 1,0 m wykonywany z belek o średnicy Ø 8-12 cm, a na ciekach szerszych, z belek o średnicy Ø 15 cm. Dolna krawędź progu wpuszczona w dno na głębokość 1/2 średnicy bala. Szczeliny między belkami (balami) wypełnia się darniną. Na górnej krawędzi przelewu umieszcza się jedną belkę, przycinając ją tak, aby powstał na niej otwór o przekroju trapezowym, którego długość dolnej krawędzi równa jest szerokości dna cieku. Alternatywnym

28 Strona

Progi drewniane

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

rozwiązaniem jest możliwość zastąpienia bali deskami wspartymi na palach drewnianych Ø 15 cm. W obrębie budowli dno cieku można umocnić faszyną lub brukiem, a brzegi (skarpy) przez darniowanie lub obsiew. " Próg z płotków faszynowych dla piętrzeń < 0,30 m wykonywany z pali drewnianych długości 1,50-2,00 m o średnicy Ø 4-12 cm wbijanych co 0,33 m w dno i skarpy cieku prostopadle do jego osi. Głębokość wbicia pali to min. 2/3 ich długości. Na palach tych wyplata się płotki z faszyny wiklinowej lub krzewów leśnych. Możliwe jest wykonanie mocniejszej konstrukcji progu z podwójnych płotów wypełnionych faszyną lub innym materiałem przepuszczalnym (kamienie, tłuczeń itp.). Konstrukcje te są dość nietrwale i wymagają częstych zabiegów konserwacyjnych i napraw.

!

Strona

29

Ryc. 2. Płotek pojedynczy daszkowy: 1 – palik zabezpieczający, 2 – palik szkieletowy płotka, 3 – oplot z faszyny, b – szerokość dna koryta cieku. Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Ryc. 3. Płotek podwójny, tzw. krzyżakowy: 1 – palik zabezpieczający, 2 – palik szkieletowy płotka, 3 – oplot z faszyny, b – szerokość dna koryta cieku. Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

" Próg w formie palisady dla piętrzeń < 0,20 cm wykonywany z kołków faszynowych długości min. 1,50 m i średnicy Ø 8 cm wbijanych ściśle obok siebie, prostopadle do nurtu cieku. Na brzegu zabezpieczenie przed obmyciem stanowią paliki o średnicy Ø10 cm i długości 2,00 m. Przy wysokościach piętrzeń przekraczających 20 cm stosuje się palisadę w tzw. ząbki, zagłębiając co drugi palik na głębokość 10-20 cm w stosunku do maksymalnego wyniesienia górnej krawędzi progu.

Ryc. 4.Palisada w tzw. ząbki: 1 – palik zabezpieczający, 2 – palisada w „ząbki”, 3 – płotek faszynowy, a – szerokość wcięcia, b – szerokość dna koryta cieku, h – głębokość wcięcia. Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

Strona

30

" Próg drewniano-faszynowy dla piętrzeń < 0,30 m i szerokości cieku do 4,00 m, który tworzą belki oparte na palach o średnicy Ø 15 cm i długości min. 1,50 m. Górne stanowisko stopnia umocnione wyściółką faszynową z kiszek faszynowych, a dolne stanowisko narzutem kamiennym. Stopy skarp cieku w rejonie progu umocnione kiszkami faszynowymi.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Ryc. 5. Próg drewniano-faszynowy: 1 – pal, 2 – kiszka faszynowa, 3 – kamień umacniający przedproże, 4 – belka progowa (drewniana). Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

" Próg ze ścianki szczelnej drewnianej dla piętrzeń o wysokości < 0,20 m składa się ze ścianki szczelnej drewnianej grubości do 20 cm i długości 2,00 m, wbitej w dno i skarpy cieku. Dolne stanowisko dna cieku umocnione narzutem kamiennym grubości 0,20-0,80 m.

!

Strona

Inny rodzaj progu drewnianego ze ścianki szczelnej drewnianej z kamiennym wypadem dla piętrzeń o wysokości < 0,20 m przedstawiono na ryc. 7. Próg ten utworzony jest ze ścianki szczelnej drewnianej grubości 10 cm, wbitej w dwóch rzędach na głębokość 1,80 m. Między ściankami umieszczona jest drewniana belka

31

Ryc. 6. Próg ze ścianki szczelnej: 1 – ścianka szczelna, 2 – kaptur oczepu, 3 – kamień łamany. Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! z drewna dębowego, stanowiąca krawędź przelewową progu. Dno na górnym i dolnym stanowisku umocnione warstwą z kamienia grubości 40 cm.

Ryc. 7. Próg drewniany z wypadem kamiennym: 1 – belka dębowa, 2 – kamień, 3 – ścianka szczelna, 4 – pal, 5 – włóknina. Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

!

Próg kamienny – obecnie najczęściej stosowane są progi z elementów siatkowokamiennych tzw. gabionów. Materiał ten doskonale komponuje się z krajobrazem a także może być zasiedlany przez roślinność i zwierzęta. Schemat progu kamiennego przedstawiono na ryc. 8

Ryc. 8. Próg kamienny z gabionów: 1 – kosz siatkowy wypełniony kamieniami lub żwirem (gabion), 2 – palisada drewniana, 3 – narzut kamienny. Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

Strona

32

Innym rozwiązaniem jest próg z składający się z walca faszynowo-kamiennego podpierającego ściankę szczelną drewnianą i obłożony narzutem kamiennym.

Konstrukcja ta pokazana jest na ryc. 9.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Ryc. 9. Próg z walców faszynowo kamiennych: 1 – ścianka szczelna, 2 – pal, 3 – belka drewniana, 4 – oczep ścianki szczelnej, 5 – śruba łącząca, 6 – walec faszynowo-kamienny lub z włókniny i piasku, 7 – narzut kamienny, h – wysokość piętrzenia. Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

1.7.2. Stopnie Stopień to budowla regulacyjna stanowiąca obudowę dna w miejscu jego uskoku. Budowle te służą głównie zmniejszeniu zbyt dużego spadku dna cieków, stabilizacji dna, a także piętrzeniu wody. Stosowane aktualnie budowle tego typu posiadają konstrukcje drewnianą, mieszaną (drewniano-kamienną) lub kamienną.

Ryc. 10. Stopień z palisad drewnianych z naturalną, wyerodowaną w dnie niecką wypadową: 1– palisada, 2 – przewidywane dno rozmycia (wybój), 3 – nasadzenia roślinne na skarpie. Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

!

33

Stopnie drewniane ze względu na słabą konstrukcję stosowane są tylko w korytach małych cieków nizinnych i rowach melioracyjnych. Budowane są z desek lub kiszek faszynowych. Na ryc. 10. przedstawiono przykładowy stopień z palisad drewnianych.

Strona

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! !

Stopnie o konstrukcji mieszanej budowane są z elementów kamiennych, drewnianych, faszynowych. Zasadniczym elementem konstrukcyjnym tej budowli są pale drewniane o średnicy Ø 15-18 cm i długości ca 3-4 m oraz elementy poziome w postaci belek o przekroju 18x20 cm i prostopadłe do nich o przekroju 20x30 cm. Konstrukcja drewniana stanowiąca szkielet tej budowli wypełniona jest kamieniami na zaprawie cementowo-wapiennej. Koryto rzeki powyżej i poniżej stopnia ubezpiecza się najczęściej narzutem kamiennym.

Ryc. 11. Stopień o konstrukcji drewniano-kamiennej: 1 – kamień na zaprawie, 2 – narzut kamienny, 3 – pal drewniany, 4 – belka drewniana, 5 – śruba. Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

!

Stopnie kamienne z elementów siatkowo-kamiennych (gabionów) są najczęściej stosowane gdy różnica poziomów dna górnego i dolnego waha się w granicach 0,50-1,50 m. Zasadniczy korpus stopnia wykonuje się z gabionów układanych bezpośrednio na wyrównanym podłożu. Dla zwiększenia stateczności budowli każdy kosz łączy się z podłożem za pomocą pali drewnianych o średnicy Ø 12-15 cm i długości do 2,00 m. Gdy wysokość stopnia nie przekracza 1,0 m wypad można umocnić materacem gabionowym grubości min. 30 cm.

Ryc. 12. Stopień siatkowo-kamienny: 1 – kosz siatkowy, 2 – wypad z materaców siatkowo-kamiennych, 3 – pal kotwiący. Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

Strona

34

1.7.3. Jazy Jazy to budowle hydrotechniczne wykonywane w korycie cieków, wylotach zbiorników i jezior, w celu spiętrzenia wody. Pod względem funkcjonalnym dzielą się na stałe i ruchome.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Na ciekach, gdzie chcemy utrzymać bądź też odtworzyć warunki zbliżone do naturalnych, stosuje się jazy stałe bez zamknięć. Pod względem konstrukcyjnym jazy stałe, bez zamknięć ruchomych, można podzielić na faszynowe, drewniane i kamienne. !

Jazy faszynowe – stosowane bardzo rzadko, przeważnie jako obiekty tymczasowe.

Wynika to z faktu braku szczelności ich konstrukcji jak i niskich parametrów wytrzymałościowych. Konstrukcja jazu składa się z kolejno układnych warstw wyściółki faszynowej grubości ca 30 cm i kiszek faszynowych z warstwą żwiru układanych na przemian.

!

Jazy drewniane stale wykonywane dla uzyskania spiętrzeń do 2,00 m. Najprostszą formą takiego jazu jest konstrukcja ze ścianki szczelnej drewnianej wystającej max. 0,50 m nad dno i obłożona od strony dolnego stanowiska narzutem kamiennym.

Ryc. 13. Jaz z drewnianej ścianki szczelnej: 1 – brus, 2 – pal kierujący, 3 – oczep ścianki szczelnej, 4 – narzut kamienny. Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

!

Strona

35

Dla większych piętrzeń zastosowanie ma konstrukcja ze ścianki szczelnej drewnianej (ryc. 27.) ujętej na górnej krawędzi drewnianymi kleszczami o wymiarach 25x25 cm tworzącymi krawędź przelewową. Wypad przy progu w postaci podłogi drewnianej z bali 14x20 cm do 16x25 cm. Od strony dolnej wody na podłodze ułożony narzut kamienny. Przed i za jazem dno rzeki umocnione brukiem kamiennym. Pewną odmianą tego jazu jest jaz kozłowy (ryc. 15.) oraz jazy zastawkowe (ryc. 16. i 17.).

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Ryc. 14. Jaz z drewnianej ścianki zakładanej ze ściągiem: 1 – pal przelewu, 2 – ścianka szczelna, 3 i 4 – zastrzał i ściąg, 5 – belka podłużna, 6 – pal ponuru, 7 – pal poszuru, 8 – ścianka z desek zakładanych, 9 – podłoga z desek, 10 – belka poprzeczna, 11 – oczep, 12 – bruk kamienny, 13 – kleszcze. Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

Strona

36

Ryc. 15. Jaz kozłowy: 1 – pal nośny, 2 – oczep, 3 – bal podporowy dla belek piętrzących, 4 – belka piętrząca, 5 – zastrzał, 6 – ścianka szczelna, 7 – umocnienie dna poszuru (deski), 8 – warstwa gliny. Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Strona

37

Ryc. 16. Jazy zastawkowe stosowane w korytach małych cieków a) jaz z bali poziomych, b) jaz z bali pionowych, c) jaz ze ścianki kamiennej: 1 – drążek, 2 – ścianka z belek poziomych, 3 – ścianka z belek pionowych, 4 – oczep, 5 – belka ograniczająca otwór, 6 – słup podporowy, 7 – umocnienie dna, 8 – ścianka kamienna, 9 – kładka, 10 – zamknięcie zastawki. Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Ryc. 17. Jaz zastawkowy drewniany stosowany na torfach a) przekrój podłużny, b) przekrój poprzeczny: 1 – ścianka szczelna, 2 – pal podporowy, 3 – szpilka, 4 – okrąglak, 5 – kiszka faszynowa, 6 – glina z piaskiem, 7 – podłoga, 8 – wyściółka faszynowa, 9 – dylina drewniana, 10 – kładka, 11 – przyczółek, 12 – ścianka szczelna, 13 – darnina, 14 – szandor, b – szerokość koryta w dnie, h – wysokość ścianki piętrzącej. Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

!

Ryc. 18. Jaz z gabionów: 1 – skrzynia siatkowa wypełniona kamieniami, 2 – dylina drewniana, 3 – nasyp oporowy, 4 – narzut kamienny. Źródło: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty 2006.

38 Strona

Jazy kamienne

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

1.7.4. Wady i zalety różnych rozwiązań technicznych budowli piętrzących Wady i zalety poszczególnych typów konstrukcji należy rozpatrywać mając na uwadze nie tylko ich trwałość, niezawodność czy łatwość obsługi, ale również uwzględniając ich lokalizację.

W przypadku niewielkich piętrzeń na małych ciekach (np. rowy leśne itp.), na obszarach bez możliwości dojazdu lub w przypadkach gdzie dojazd ten wymagałby znaczącego przekształcenia środowiska często lepiej jest wykonać ręcznie, czy też przy użyciu podstawowych środków transportowych budowle piętrzące o mniejszej trwałości.

Pogodzenie się z koniecznością ich okresowej, ręcznej naprawy, minimalizuje jednocześnie obszar inwestycji (plac budowy) i rozmiar wprowadzanych zakłóceń w środowisku naturalnym. Ewentualna awaria takiej konstrukcji często ma niewielkie skutki ujemne i obejmuje niewielki obszar.

W przypadku większych piętrzeń, gdzie w grę oprócz środowiska wchodzi życie ludzkie, czy majątek o znacznej wartości oraz gdzie wymagany jest stały dozór i obsługa eksploatacyjna (dojazd) wykonanie ciężkiej budowli betonowej wespół z umocnieniami zbliżonymi do naturalnych (narzut kamienny, żywe porosty, itp.) i/lub przepławką dla ryb oraz drogą dojazdową może przynieść lepsze efekty. Bez wątpienia ingerencja w środowisko i krajobraz jest znacznie większa niż ma to miejsce w przypadku budowli wykonywanych z materiałów naturalnych (faszyna, drewno, kamień itd.), ale budowla taka zapewnia: !

większe bezpieczeństwo,

!

stabilność i długotrwałość wytworzonych w rzece warunków,

!

ze względu na swój charakter utrzymanie przy prawidłowo prowadzonej bieżącej eksploatacji gwarantuje, że okresy pomiędzy dużymi remontami/naprawami mogą być bardzo długie,

!

przy prawidłowym projekcie, wykonaniu i zabezpieczeniu (dozorze) gwarantuje drożność rzeki dla organizmów żywych i rumowiska.

1.8. Mała retencja na obszarach zurbanizowanych

!

Strona

W miastach administrowanie zasobami wodnymi podlega zwykle kilku (kilkunastu) instytucjom. Z punktu widzenia każdego „cząstkowego” administratora, jego działalność jest słuszna i zmierza do właściwego wykorzystania powierzonych zasobów. Ale spojrzenie na całość wskazuje na straty, jakie wynikają z takiego sposobu zarządzania wodą w mieście.

Jednak samo tylko połączenie instytucji sektora wodnego w mieście nie gwarantuje

39

W Polsce w dziedzinie wód opadowych dominuje „strategia końca rury”, polegająca na zastosowaniu możliwe najsprawniejszych pod względem hydraulicznym urządzeń do jak najszybszego odprowadzenia z obszaru miasta wody z każdego opadu. Reakcja cieków, wód stojących i podziemnych na postępujące procesy urbanizacji jest mierzona w kategoriach zmian reżimu hydrologicznego, natomiast zarządzanie obiegiem wody w zlewni ogranicza się do prób zapobiegania wystąpienia strat w wyniku powodzi. „Gospodarowanie” wodami opadowymi w tym wypadku polega wyłącznie na kierowaniu ich do powierzchniowych systemów, odpowiedzialnych za odprowadzanie wód deszczowych z powierzchni dachów, ulic, parkingów etc. do systemów kanalizacyjnych i dalej do rzek.

Jednak ostatnie lata wskazują na coraz częstsze występowanie zjawiska powodzi miejskich będących symptomem błędnego rozwiązywania problemów wodnych w miastach.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! automatycznie osiągnięcia celu. Problem tkwi w niewłaściwej współpracy, brakach wspólnego projektu, wymiany informacji, chęci do dzielenia się doświadczeniem i wiedzą oraz uczenia się. Stąd konieczność tworzenia zintegrowanej gospodarki wodnej na obszarach zurbanizowanych.

Podstawowym narzędziem w kształtowaniu obiegu wody w zlewniach zurbanizowanych jest mała retencja. Mała retencja winna ograniczać skutki wzrostu udziału powierzchni uszczelnionych, niekorzystnego oddziaływania systemów kanalizacyjnych, zmian zagospodarowania zlewni cząstkowych w miastach i innych szkodliwych zmian w zlewni.

Zgodnie z definicją służy ona sterowaniu odpływem powierzchniowym, transportem zanieczyszczeń i rumowiska oraz zasilaniu wód podziemnych. Dla obszarów planowanych w przyszłości do urbanizacji należy przeprowadzić analizy mające na celu obliczenie potencjalnego odpływu. Ocena taka musi być przeprowadzona na zasadzie porównania warunków panujących w zlewni w okresie przed i po urbanizacji.

Stąd konieczna jest analiza: !

rodzaju obecnego i przyszłego zagospodarowania powierzchni zlewni,

!

typu i budowy gleby,

!

procentu, ilości i lokalizacji obszarów uszczelnionych,

!

sposobu połączenia obszarów uszczelnionych z siecią kanalizacyjną i z siecią hydrograficzną,

!

lokalizacji i wielkości lokalnych zagłębień mogących stanowić miejsca retencji lub dedencji wód pochodzących z opadów lub roztopów (konieczność rozpoznania podłoża pod względem przepuszczalności) w tych miejscach,

!

układu sieci dróg i ich wpływu na odpływ wody.

Rozwinięciem klasycznych metod małej retencji jest zastosowanie metod minimalizujących wpływ urbanizacji. Jest to metoda mająca cele zbliżone do małej retencji, ale rozwinięta o elementy uwzględniające specyficzne cechy środowiska zurbanizowanego, przez to bogatsza w rozwiązania. Metody najmniejszego wpływu, w znacznie większym stopniu poza retencją, posługują się wykorzystaniem lokalnych możliwości dedencji, głównie jako środka wydłużającego czas koncentracji odpływu. Działania ograniczające niekorzystny wpływ urbanizacji na obieg wody mogą być podjęte natychmiast i w pierwszej fazie nie wymagają przedsięwzięć inwestycyjnych.

W celu zwiększenia efektywnego wykorzystania środków małej retencji obszary miast podzielono na pięć kategorii według zagospodarowania terenu: !

śródmieście – gęsta zabudowa,

!

typowe osiedla mieszkaniowe,

!

osiedla domków jednorodzinnych,

!

obszary o luźnej zabudowie,

!

użytki rolne, lasy miejskie np.

Strona

40

W kryteriach wzięto pod uwagę udział powierzchni obszarów uszczelnionych oraz specyficzne cechy wpływu procesu urbanizacyjnego na zmiany w środowisku wodnym.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Mała retencja w miastach stanowić winna najważniejszy element zagospodarowania wód pochodzących z opadów atmosferycznych.

Woda na obszarach zurbanizowanych pełni szereg funkcji: !

elementów krajobrazu miejskiego,

!

czynnika regulującego stosunki wodne w mieście,

!

czynnika poprawiającego mikroklimat miasta,

!

bazy do rozbudowy zieleni miejskich,

!

korytarza ekologicznego,

!

czynnika poprawiającego jakość środowiska miejskiego,

!

elementu wzbogacającego różnorodność biologiczną miasta,

!

składnika poprawiającego mały obieg wód,

!

obniżenia skutków występowania ekstremalnych zjawisk hydro-meteorologicznych.

Wskutek procesów urbanizacji następują niekorzystne dla środowiska wodnego zmiany w zlewniach miejskich.

Podstawowe przedsięwzięcia urbanizowanych to:

zmieniające

reżim

hydrologiczny

wód

obszarów

!

usunięcie naturalnej powierzchni zlewni (usunięcie naturalnej pokrywy roślinnej często lasów),

!

usunięcie naturalnej warstwy gleby, zwykle o lepszych cechach, np. retencyjnych,,

!

utrata naturalnej retencji krajobrazowej,

!

wzrost, a nawet dominacja obszarów uszczelnionych,

!

zniekształcenie oraz likwidacja znacznej części naturalnego drenażu zlewni,

!

likwidacja naturalnych obszarów zapewniających retencję krajobrazową,

!

budowa systemów drenażowych i kanalizacyjnych, które są przeznaczone do najszybszego odprowadzenia wód pochodzących z opadów atmosferycznych poza granice zlewni (to podejście ulega obecnie zmianie).

Przeobrażeniu ulegają praktycznie wszystkie elementy środowiska przyrodniczego a więc: wody, rzeźba terenu, gleby, topoklimat, szata roślinna oraz świat zwierzęcy. Szczególnej zmianie ulega środowisko wodne i od wody zależne.

Zmiany zachodzą tu w czterech płaszczyznach: !

zmiana reżimu hydrologicznego,

!

zmiana geometrii koryt cieków,

!

wzrost zanieczyszczeń,

!

zmiany w środowisku wodnym i od wody zależnym.

!

Strona

41

Zwiększenie intensywności zmian wskutek urbanizacji prezentuje poniższy wykres (ryc. 19.).

Zależność powyższa jest funkcją wzrostu udziału obszarów uszczelnionych.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Ryc.19. Zależność pomiędzy udziałem procentowym powierzchni obszarów uszczelnionych w zlewni, a zmianami reżimu hydrologicznego, zmianami geometrii koryt cieków, wzrostem zanieczyszczenia, jakością cieku, zmianami środowiska wodnego od wody zależnego. Źródło: na podstawie Center for Watershed Protection.

Współczynnik spływu

Konsekwencje antropopresji na stosunki wodne przejawiają się w deformacji reżimu hydrologicznego cieków (ryc. 20.) i zbiorników wodnych, zanikaniu cieków, osuszaniu terenów podmokłych, zanieczyszczaniu wód oraz zmianie reżimu odpływu. Następuje zanik jezior, zbiorników wodnych, stawów, oczek wodnych. Cieki miejskie w większości o prostoliniowym przebiegu, o umocnionych płytami betonowymi korytach, są pod wieloma względami odmienne od cieków zbliżonych do naturalnych płynących na sąsiadujących z miastem obszarach.

Strona

42

Po urbanizacji

Czas Przed urbanizacją

Wpływ zmian klimatycznych

Ryc. 20. Zmiana reżimu hydrologicznego cieku wskutek urbanizacji. Źródło: Piotr Kowalczak.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Drastycznie zmieniają się warunki zasilania cieków. Drastycznie obniża się zasilanie wód podziemnych. Sieć kanalizacyjna silnie wpływa na warunki odpływu. Wraz ze wzrostem udziału powierzchni uszczelnionych, niekorzystnym zmianom ulega bilans wodny miasta.

Miarą oddziaływania miasta na obieg wody jest udział w całkowitej jego powierzchni terenów pokrytych materiałem nieprzepuszczalnym. Obszary uszczelnione ograniczają proces infiltracji, zwiększając jednocześnie wielkość spływu powierzchniowego, co jest zjawiskiem niebezpiecznym.

Jednak największe niebezpieczeństwo dla gospodarowania zasobami wodnymi miast i wzrostu zagrożeń będących skutkiem występowania ekstremalnych zjawisk hydrologiczno-meteorologicznych, powoduje odprowadzanie znacznych ilości wody systemami kanalizacyjnymi (wyłączne uzależnienie od systemu kanalizacji). Dotyczy to w równym stopniu zagrożeń powodziami miejskimi jak i suszami oraz znacznymi ograniczeniami lub wprost wstrzymaniem odpływów najniższych w ciekach.

!

Strona

43

Ryc. 21. Zmiany bilansu wodnego zlewni postępujące wraz ze wzrostem zabudowy zlewni (wzrostem udziału powierzchni uszczelnionych). Źródło: Federal Interagency Stream Restoration Working Group, (2001).

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Ryc. 22. Bilans wodny zlewni miejskiej z uwzględnieniem strat wody powodowanych wprowadzeniem znaczącej części wód opadowych do systemu kanalizacyjnego. Źródło: na podstawie OECD, 1986.

Low Impact Development – LID (autor proponuje polską nazwę – metoda małego wpływu MMW) jest przedsięwzięciem wysoko efektywnym i bardzo atrakcyjnym, służącym sterowaniu odpływem, kontroli zanieczyszczenia wód deszczowych, zasilaniu wód podziemnych i ochronie obszarów na terenach zurbanizowanych. To przedsięwzięcie ma swoich odpowiedników w innych krajach, nosząc inne nazwy np. w Australii Water Sensitive Urban Design (WSUD). Zasady i podstawy działania MMW, zwłaszcza „kontrola u źródła” oraz zintegrowane działania w skali mikro, pozwalają na skuteczne i efektywne podejmowanie działań na rzecz oczyszczania wód deszczowych, nawet na obszarach bardzo silnie zurbanizowanych. MMW różni się od innych działań zastosowaniem strategii naśladujących hydrologię obszarów naturalnych, przy jednoczesnej redukcji wpływu urbanizacji. Zastosowanie MMW pozwala zagospodarować spływ wód deszczowych blisko miejsca wystąpienia opadu, co przyczynia się do zachowania lokalnego środowiska i ochrony zdrowia mieszkańców przy jednoczesnej oszczędności publicznych środków.

Z pojęciem rozwoju metody małego wpływu MMW kojarzone jest wprowadzone w literaturze amerykańskiej pojęcie „hydrologicznie funkcjonalnego krajobrazu”.

Strona

44

W hydrologiczne funkcjonalnym krajobrazie nie tylko utrzymuje się reżim hydrologiczny cieków z okresu sprzed urbanizacji, ale również podnoszona jest estetyka i siedliskowe walory zlewni. Funkcjonalny krajobraz, poprzez realizację odpowiednich budowli takich jak urządzenia bioretencyjne, rowy infiltracyjne etc. oraz właściwe zarządzanie tą infrastrukturą, odtwarza funkcję krajobrazu sprzed urbanizacji. Odtworzone zostają funkcje przetrzymywania wody (wolniejszego odpływu) oraz infiltracji, zostają również powtórzone inne składowe bilansu wodnego takie jak: zwiększone parowanie, zwiększone zasilanie wód podziemnych. „Funkcjonalny krajobraz” pozwala utrzymać na poziomie sprzed rozwoju wszystkie ważniejsze parametry reżimu hydrologicznego cieku w zlewni, takie jak objętość odpływu, natężenie przepływów maksymalnych, kontrolę częstotliwości i czasu trwania przepływu,

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

a także wpływa na wzrost procesów samooczyszczania wód pochodzących z opadów oraz płynących ciekami, ogranicza ruch rumowiska i zniszczenia powodowane erozją.

Utrzymanie objętości fali wezbraniowej oraz natężenia przepływów maksymalnych o stałych parametrach dla obszarów przed- i porozwojowego, polega na zachowaniu tych samych zdolności retencyjnych zlewni. Suma utraconej zdolności retencyjnej wskutek zabudowy i zagęszczenia gruntów musi być równa retencji odtworzonej.

Proponowane w ramach MMW budowle są znacznie bardziej efektywne niż retencja naturalna, stąd można odtworzyć retencję wykorzystując obszary o znacznie mniejszej powierzchni. Ważne jest jednak rozmieszczenie budowli MMW w sposób umożliwiający przechwytywanie wód deszczowych w miejscu opadu lub najbliżej tego miejsca jak to tylko możliwe. Jest to związane głównie z potrzebą kształtowania czasu koncentracji odpływu.

Działania powyższe wymagają pełnej kontroli procesów detencji i retencji zachodzących w zlewni, ze szczególnym uwzględnieniem przebiegu tych zjawisk w okresie wystąpienia opadów ekstremalnych.

Detencja jest to stosunkowo krótkie zatrzymanie części odpływu, mające na celu zmniejszenie wielkości fali wezbraniowej wskutek przesunięcia czasu odpływu ze zlewni cząstkowych. Opóźnienie odpływu powodujące zredukowanie wielkości przepływów, największych w kolejnym odbiorniku i następnie oddanie zatrzymanej wody do cieków, zbiorników i kontynuowanie cyklu hydrologicznego przez przepływ korytem, parowanie, zasilanie wód podziemnych i dopływ do ostatecznego odbiornika w zależności od skali analizy: ciek wyższego rzędu, kolejny zbiornik, morze. Całkowita objętość odpływu powierzchniowego pozostaje bez zmian.

Retencja jest to stosunkowo długie zatrzymanie części odpływu, powodujące kontynuację miejskiego cyklu przez użytkowanie wody dla potrzeb gospodarstw domowych, potrzeb komunalnych, potrzeb przemysłu i naturalnych procesów infiltracji, parowania, ale nie zawsze odbywa się przez bezpośredni zrzut do naturalnych lub sztucznych cieków.

Możliwość zastosowania powyższych metod uzależniona jest w znacznej mierze od lokalnych warunków i potrzeb. Bardzo często detencja stanowi zabezpieczenie wlotów cieków do sieci podziemnej i umożliwia, w przypadku zatarasowania wlotu podczas wystąpienia wielkich przepływów, przetrzymanie określonej ilości wody w bezpiecznym miejscu bez strat dla obszarów przybrzeżnych. Unika się stosowania tej metody na obszarach, gdzie wody podziemne są zasolone lub tam gdzie zanieczyszczone wody wezbraniowe mogłyby mieć z tego powodu kontakt z płytkimi wodami podziemnymi.

W celu minimalizowania skutków urbanizacji,konieczne są działania na wielu płaszczyznach.

Działania te można podzielić na niestrukturalne i strukturalne. Działania w dziedzinie małej retencji w miastach można realizować za pomocą środków strukturalnych i niestrukturalnych.

zmianę istniejącego i tworzenie nowego prawa uwzględniającego zachodzące zmiany na obszarach urbanizowanych,

!

usprawnianie zarządzania zasobami wodnymi na obszarach miast,

!

edukację publiczną,

!

Strona

!

45

Wśród środków niestrukturalnych wymienić można:

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! !

uczestnictwo lokalnej społeczności,

!

planowanie przestrzenne i zarządzanie krajobrazem (kontrola szaty roślinnej, redukcja obszarów uszczelnionych, fragmentaryzowanie obszarów uszczelnionych),

!

kontrola stosowanych materiałów (kontrola metod utrzymania budynków i przyległych ogrodów, wskazywanie bezpieczniejszych dla środowiska materiałów, używanie nawozów i środków ochrony roślin),

!

kontrola materiałów składowanych w zlewni miejskiej, ograniczenie ruchu pojazdów mechanicznych,

!

identyfikacja nielegalnych punktów zrzutów ścieków,

!

kontrola infrastruktury w zlewni np. sieci kanalizacyjnej (przecieki i wylewy),

!

sieć drogowa a spływy sztormowe (utrzymanie dróg w czystości, utrzymanie powierzchni zlewni w czystości).

Strona

46

Wśród rozwiązań strukturalnych stosownych na obszarach zurbanizowanych wymienić można: !

opóźnianie i zmniejszanie przepływu w ciekach poprzez przerzut przepływu przez oczka wodne, zbiorniki,

!

zwiększenie nierówności powierzchni,

!

wyłączanie obszarów uszczelnionych np. wyłączanie dopływu wody z dachów do kanalizacji deszczowej,

!

wykorzystanie naturalnych i sztucznych obszarów podmokłych,

!

skierowanie spływu na obszary przepuszczalne i obszary porośnięte roślinnością,

!

stosowanie stref przejściowych,

!

budowa budowli sterujących odpływem,

!

wydłużanie dróg odpływu,

!

dla zwiększenia infiltracji kanały prowadzące wodę deszczową winny być prowadzone przez obszary o dużej przepuszczalności gleb,

!

bioretencja,

!

zbiorniki dedencyjne,

!

zazielenianie konstrukcji (tu: zielone dachy),

!

niecki filtracyjne,

!

sztuczne obszary wodno-błotne,

!

poldery,

!

budowle infiltracyjne,

!

kształtowanie stref buforowych cieków i zbiorników wodnych,

!

powierzchnie przepuszczalne,

!

biofiltry,

!

chodniki o przepuszczalnej nawierzchni,

!

zbiorniki filtracyjne,

!

systemy rozsączające wody deszczowe.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Strona

Ryc. 24. Przykład bioretencji – obszary zieleni o rzędnej poniżej powierzchni chodników i dróg zbierające wodę podczas opadów. Źródło: GreenWorks.

47

Ryc. 23. Przykład bioretencji i efektywnego sposobu odwadniania dróg. Źródło: GreenWorks.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Ryc. 25. Zbiornik dedencyjny na Bogdance w Poznaniu. Źródło: Piotr Kowalczak.

Strona

48

Ryc. 26. Zielone dachy w Berlinie. Źródło: Piotr Kowalczak.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Strona

Ryc. 28. Zbiornik retencyjny. Źródło: opracowano na podstawie Center for Watershed Protection.

49

Ryc. 27. Niecka filtracyjna. Źródło: Geiger W., Dreiseitl H., 1999: Nowe sposoby odprowadzania wód deszczowych, Oficyna wydawnicza Projprzem–EKO, Bydgoszcz

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Strona

50

Ryc. 29. Zbiornik filtracyjny. Źródło: opracowano na podstawie Center for Watershed Protection.

Ryc. 30. System rozsączający dla wód opadowych. Źródło: PipeLife http://www.pipelife.com.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Ryc. 31. Zagospodarowanie wód deszczowych w centrum Berlina. Źródło: Piotr Kowalczak.

Miarą skuteczności zastosowania małej retencji na obszarach zurbanizowanych są zmiany reżimu hydrologicznego cieków i wód stojących. Podstawą analizy jest ocena wielkości fali wezbraniowej oraz prędkość jej formowania i opadania (zmiana kształtu hydrogramu), częstość występowania przepływu pełnym korytem.

W wyniku działań minimalizujących wpływ urbanizacji na stosunki wodne uzyskujemy: !

podstawy do prawidłowego gospodarowania wodami pochodzącymi z opadów i roztopów,

!

ograniczenie zagrożenia związanego hydrologiczno-meteorologicznych,

!

ograniczenie zagrożenia wynikającego ze zmian poziomu wód podziemnych,

!

zmniejszenie deformacji koryt cieków,

!

zmniejszenie zanieczyszczenia cieków miejskich,

!

kontrolę nad transportem rumowiska,

!

poprawę ochrony środowiska wodnego i od wody zależnego,

!

sposobność do kreowania w mieście korytarzy ekologicznych opartych o sieć hydrograficzną,

!

wzrost wartości nieruchomości położonych nad wodą,

!

możliwość bardziej efektywnego wykorzystania obszarów przywodnych,

!

możliwość pozyskania nowych atrakcyjnych obszarów dla rekreacji,

ekstremalnych

zjawisk

51

wystąpieniem

Strona

!

z

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! !

obniżenie kosztów budowy i eksploatacji infrastruktury przeciwpowodziowej dzięki wykorzystaniu sieci hydrograficznej w mieście,

!

w przyszłości możliwość wykorzystania zasobów wód sztormowych do zaspokojenia potrzeb wodnych miast.

Strona

52

W przyszłości wszelkie działania wyżej opisane będą ewoluować w kierunku maksymalnego zagospodarowania wód pochodzących z opadów i wód roztopowych. Znaczy to, że poza wpływem na kształtowanie reżimu hydrologicznego cieków i wód stojących w zlewniach miejskich, powyższe budowle stanowić będą podstawę do zagospodarowania wody do celów gospodarczych, utrzymania zieleni, ponownego wykorzystania wody w budynkach etc.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

2.

Przyjazne naturze kształtowanie koryt rzek (na przykładzie Regionu Wodnego Warty)

W niniejszym rozdziale opracowania posłużono się podziałem rzek nizinnych ze względu na ich długość, przyjmując następujące wielkości graniczne: !

Rzeki duże

500÷2500 km,

!

Rzeki średnie

200÷500 km,

!

Rzeki małe

100÷200 km,

!

Rzeki b. małe

≤100 km.

2.1. Rzeki będące drogami wodnymi W województwie wielkopolskim drogami wodnymi są: rzeka Warta od km 406,6 (odgałęzienie Kanału Ślesińskiego) do km 120,0 (rejon Międzychodu), rzeka Noteć Dolna (Skanalizowana) od km 60,0 (pomiędzy śluzą Gromadno a śluzą Krostkowo) do km 177,2 (ujście rzeki Drawy) oraz Kanał Ślesiński od km 0,0 (Warta w km 406,6) do km 32,0 wpływ do J. Gopło. Kanał Ślesiński nie będzie przedmiotem rozważań w niniejszym opracowaniu, ponieważ jest kanałem sztucznym, powstałym w wyniku działalności człowieka w latach 1936-1951, w celu połączenia Warty z Notecią Górną, przy wykorzystaniu (połączeniu) ciągu naturalnych jezior na wododziale tych rzek, zwanych potocznie jeziorami konińskimi.

2.1.1. Warta (rzeka duża) Warta od km 406,6 do km 252,0 (rejon Lubonia) jest drogą wodną klasy Ia (najniższej), natomiast poniżej km 252,0, aż do ujścia Noteci (km 68,2), drogą wodną klasy Ib. Są to drogi wodne o znaczeniu regionalnym, których dominującą funkcją w ostatnim okresie zaczyna być funkcja sportowo-turystyczna, ze względu na ich położenie w tzw. wielkiej pętli wielkopolskiej. Świadczą o tym liczne inicjatywy podmiotów prywatnych oraz lokalnych samorządów, przejawiające się inwestycjami w infrastrukturę związaną z nabrzeżami i przystaniami, przeznaczonymi do postoju (cumowania) pływających jednostek sportowo- turystycznych.

!

Strona

W okresie międzywojennym i po II wojnie światowej, do początku lat 70. ubiegłego wieku, uregulowano odcinek Warty od Pyzdr (ujście Prosny) do Sieradza. W latach następnych,

53

Warta na odcinku drogi wodnej jest rzeką całkowicie uregulowaną. Historia jej regulacji sięga końca XVIII w., kiedy to uregulowano dolny odcinek rzeki, stanowiący fragment połączenia Wisła-Odra, oddanego po raz pierwszy do użytku w 1774 r. W latach 1845-1890 uregulowano odcinek Warty od ujścia Noteci do Poznania, natomiast odcinek od Poznania do Pyzdr (ujście Prosny) uregulowano do 1914 r. (wybuchu I wojny światowej).

Na ww. odcinkach dominowała zabudowa poprzeczna – ostrogowa – obejmująca zabudowę zarówno brzegów wklęsłych jak i wypukłych. Budowle regulacyjne – ostrogi – posiadały konstrukcję faszynadowo-kamienną (korpus budowli zbudowany z faszynady, skarpy umocnione narzutem kamiennym gr. 0,3-0,5 m), zwieńczoną u góry koronką kamienną lub brukowaną (bruk początkowo spoinowano mchem). Pola międzyostrogowe i powstające tam naturalne odsypiska obsadzano (sztobrowano) wikliną, która co 3-5 lat zostawała wycinana z przeznaczeniem na budulec do prac regulacyjnych.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! do 1986 r., uregulowano Wartę odcinkowo pomiędzy Sieradzem i Działoszynem oraz w strefie cofkowej zbiornika Jeziorsko. Na ww. odcinkach stosowano zabudowę mieszaną, poprzeczną (ostrogową) oraz podłużną (tamy równoległe, kierownice, opaski brzegowe), przy czym dominującą była zabudowa podłużna. Budowle regulacyjne – ostrogi, tamy równoległe, kierownice, opaski – posiadały konstrukcję faszynadowo-kamienną (korpus budowli zbudowany z faszynady, skarpy umocnione narzutem kamiennym gr. 0,3-0,5 m), zwieńczoną u góry koronką kamienną lub wiklinową. Pola międzyostrogowe i powstające tam naturalne odsypiska obsadzano (sztobrowano) wikliną, która co 3-5 lat była wycinana z przeznaczeniem na budulec do prac regulacyjnych. Ww. zabiegi zaprzestano prowadzić na szeroką skalę w latach 70. ubiegłego wieku z powodu braku taniej siły roboczej (prace te wykonywane były na ogół przez brygady kobiece) i wzrastających kosztów. Pola międzyostrogowe oraz zatamia budowli podłużnych poddawane były naturalnej sukcesji roślinności ekotonowej (na granicy ekosystemów), w której dominowała wiklina.

Końcówka lat 80. ubiegłego wieku była w zasadzie kresem robót regulacyjnych Warty i od tego czasu działania administratora rzeki (b. ODGW w Poznaniu, obecnie RZGW w Poznaniu) ograniczały się do remontu lub odbudowy istniejącej zabudowy regulacyjnej.

Ukształtowane przed laty parametry rzeki (rozwinięcie w planie, szerokość i głębokość koryta średniej wody oraz spadki podłużne) stały się trwałe i pozwoliły zachować jej spory potencjał przyrodniczy. Świadczą o tym liczne obszary Natura 2000 utworzone w dolinie Warty.

Przykładem jest obszar Natura 2000: Dolina Środkowej Warty (PLB 300002) oraz Ostoja Nadwarciańska (PLH 300009), na których Warta od km 340 (rejon Pyzdr) do km 470 (rejon Uniejowa) uregulowana jest za pomocą 1792 budowli regulacyjnych.

Strona

54

Ryc. 32. Zabudowa ostrogowa Warty w rejonie km 380 (odcinek na obszarze Natura 2000 – Dolina Środkowej Warty). Autor: W. Kamiński.

Działania związane z utrzymaniem Warty jako drogi wodnej powinny w szczególności polegać na zachowaniu ukształtowanego przed laty stanu i ograniczać się głównie do miejscowej lub odcinkowej odbudowy lub remontu zabudowy regulacyjnej. Z wyłączeniem odcinków Warty na obszarach zurbanizowanych, w szczególności w Poznaniu, Koninie, Gorzowie, remonty lub odbudowy zabudowy regulacyjnej powinny być wykonywane dawnymi metodami, za pomocą konstrukcji faszynadowo-kamiennych (zwanych w publikacjach organizacji ekologicznych inżynieryjno-biologicznymi), wykonywanych z wikliny zdolnej do wegetacji i kamienia naturalnego (dużych otoczaków) lub w ostateczności z kamienia łamanego (pokruszony materiał skalny np. granit). Konstrukcje

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

faszynadowo-kamienne, w szczególności w pierwszych latach po ich wykonaniu, stanowią tzw. podłoże czynne, w którym zachodzą naturalne procesy samooczyszczania (biofiltracji) wód. W latach następnych porosty wiklinowe na korpusach i koronach budowli regulacyjnych tworzą ekotonowe strefy buforowe, blokujące przedostawanie się do rzeki substancji organicznych i biogenów. Ma to szczególne znaczenie w sytuacjach przebiegu rzeki w sąsiedztwie terenów intensywnie użytkowanych rolniczo w postaci gruntów ornych.

2.1.2. Noteć Dolna Skanalizowana (rzeka średnia)

!

Strona

55

Noteć Dolna Skanalizowana od km 60,0 (pomiędzy śluzą Gromadno a śluzą Krostkowo) do km 177,2 (ujście rzeki Drawy) jest drogą wodną klasy Ib, stanowiącą fragment połączenia wodnego Wisła-Odra, wpisanego w międzynarodową drogą wodną E-70. Spotykane często stwierdzenia, że jest to międzynarodowa droga wodna są mylące, ponieważ taka droga wodna powinna mieć klasę IV lub wyższą. Jeżeli chodzi o znaczenie gospodarcze, to jest to droga wodna o znaczeniu regionalnym, natomiast w odniesieniu do walorów turystycznych (możliwość przepłynięcia z Niemiec do Wielkiej Pętli Żuławskiej i dalej do Kaliningradu) można ją zaliczyć do drogi wodnej o znaczeniu międzynarodowym. Podobnie jak Warta, Noteć Dolna Skanalizowana wpisuje się w tzw. wielką pętlę wielkopolską. Historia jej regulacji sięga końca XVIII w., kiedy w 1774 r. oddano po raz pierwszy do użytku połączenie Wisła-Odra. W latach 1772-1850 wykonano na szeroką skalę roboty regulacyjne w postaci zabudowy poprzecznej – ostrogowej. W ramach tych robót wybudowano ponad 1000 ostróg.

Wykonane prace okazały się niewystarczające i w latach 1863-1888 zmodernizowano zabudowę rzeki tworząc 32 przekopy, które w znaczy sposób skróciły jej bieg. W latach 1891-1898 wykonano kanalizację (zabudowę stopniami wodnymi) odcinka rzeki od ujścia Gwdy (Ujście) do ujścia Drawy (Krzyż). W 1905 r. sejm pruski uchwalił ustawę o gruntownej przebudowie drogi wodnej Wisła-Odra. Na podstawie ww. ustawy w latach 1910-1915 wybudowano siedem stopni wodnych oraz uregulowano odcinki rzeki pomiędzy tymi stopniami. Działania te zakończyły tzw. kanalizację Noteci Dolnej. Od tamtego czasu stopnie wodne oraz wykonana zabudowa regulacyjna funkcjonują do dziś. Działania administratora rzeki (b. ODGW w Poznaniu, obecnie RZGW w Poznaniu) skupiają się na remontach i modernizacjach obiektów hydrotechnicznych oraz zabudowy regulacyjnej.

W minionej dekadzie wszystkie stopnie wodne wpisane zostały do rejestru zabytków, w drodze decyzji wydanych przez Wielkopolskiego Wojewódzkiego Konserwatora Zabytków.

Podjęto również starania w celu wpisania Noteci Dolnej Skanalizowanej na listę Światowego Dziedzictwa Kulturowego i Przyrodniczego UNESCO. W systemie regulacji dominuje zabudowa podłużna w postaci tam równoległych oraz opasek, o konstrukcji faszynadowo-kamiennej. Na odcinkach pomiędzy stopniami wodnymi budowle umacniano okładzinami z narzutu kamiennego, natomiast w rejonie stopni wodnych stosowano również okładziny betonowe. Utrwalony i niezmienny od prawie 100 lat układ rzeki (poprzeczny, podłużny – piętrzenia, rozwinięcie w planie), pozwolił zachować spory potencjał przyrodniczy rzeki, który objęty został ochroną w postaci obszarów Natura 2000, PLH300004 – Dolina Noteci, PLB300001 – Dolina Środkowej Noteci i Kanału Bydgoskiego, PLB300003 – Nadnoteckie Łęgi.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Ryc. 33. Typowa zabudowa podłużna w postaci opaski brzegowej. Autor: W. Kamiński.

Ze względu na uwarunkowania przyrodnicze, dobre praktyki utrzymania Warty oraz Noteci Dolnej Skanalizowanej jako dróg wodnych o znaczeniu regionalnym i turystycznym, powinny w szczególności uwzględniać następujące działania: prowadzenie prac miejscowych lub odcinkowych na zasadzie interwencyjnej z maksymalnym zachowaniem dotychczasowego układu koryta rzeki, w szczególności jego rozwinięcia w planie;

!

pozostawienie drożności starorzeczy (odciętych w czasie dawnej regulacji odcinków rzeki) poprzez rezygnację z odbudowy lub remontu przetamowań (budowla poprzeczna odcinająca starorzecze) do poziomu wody regulacyjnej (zbliżonej do średniej wody – SSW). Przetamowania powinny być remontowane lub odbudowywane do poziomu średniej niskiej wody (SNW) lub zostać zastąpione kierownicami (budowlami podłużnymi kierującymi nurt rzeki);

!

rezygnacja z remontu lub odbudowy budowli na brzegach wypukłych, pozostawiając je naturalnym procesom korytotwórczym, z reguły akumulacji rumowiska rzecznego, i naturalnej sukcesji roślinności;

!

rezygnacja z remontu lub odbudowy tam równoległych i zasypywania zatamia tych budowli, zastępując je kierownicami. Zatamia kierownic powinny być pozostawione naturalnym procesom korytotwórczym (sedymentacja i akumulacja rumowiska unoszonego w czasie wezbrań). Skarpy brzegu na zatamiach, szczególnie w postaci pionowych urwisk, powinny zostać zachowane w stanie naturalnym;

!

dążenie do zachowania lub utworzenia wzdłuż brzegu rzeki ekotonowych stref buforowych (głównie wiklinowych) o szerokości min. 10 m z przylegającym pasem użytkowanym jako łąki lub pastwiska o szerokości min. 10 m. Pożądane jest, aby kierunek orki gruntów przylegających do ww. pasów był równoległy do nurtu rzeki.

Z koryta rzeki powinny być usuwane wyłącznie drzewa zalegające w trasie szlaku żeglownego, mogące powodować wypadki żeglugowe. Drzewa i inne naturalne przeszkody zalegające poza szlakiem żeglownym (np. w polach międzyostrogowych) powinny być pozostawione, szczególnie, jeżeli są w stanie stabilnym np. zamulone;

Strona

56

!

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Ryc. 34. Rezygnacja z remontu lub odbudowy tam równoległych i zasypywania zatamia tych budowli.

Autor: W. Kamiński, P. Hausa.

!

stosowanie konstrukcji faszynadowo-kamiennych, wykonywanych z wikliny zdolnej do wegetacji i kamienia naturalnego (dużych otoczaków) lub w ostateczności z kamienia łamanego (pokruszony materiał skalny np. granit). Konstrukcje te powinny być zwieńczone koronkami wiklinowymi zdolnymi do wegetacji lub kamiennymi w postaci narzutów kamiennych wkomponowanych w płotki wiklinowe zdolne do wegetacji lub przeszpilkowane żywokołami (tzw. żywe narzuty kamienne).

Strona

!

57

Ryc. 35. Schemat stref ekotonowych. Autor: W. Kamiński, P. Hausa.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Pożądane jest wypełnienie wolnych przestrzeni pomiędzy kamieniami mieszaniną ziemi urodzajnej z rozdrobnioną darniną. Zabieg taki zapewni lepsze warunki wegetacji dla wikliny (wykonanej w postaci płotka i/lub żywokołów) oraz zmniejszy dysharmonię naturalnego krajobrazu rzeki nizinnej – „ukryje narzut kamienny”, szczególnie narzut wykonany z kamienia łamanego.

Ryc. 36. Przekrój typowy opaski brzegowej. Autor: W. Kamiński, P. Hausa.

Strona

58

Ryc. 37. Przekrój typowy ostrogi. Autor: W. Kamiński, P. Hausa.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Ryc. 38. Materac faszynowo-taflowy. Autor: W. Kamiński, P. Hausa.

!

Strona

59

Na obszarach zurbanizowanych zastosowana zabudowa regulacyjna jest wypadkową uwarunkowań własnościowych oraz technicznych – bliskiego położenia budynków, infrastruktury drogowej oraz pozostałej infrastruktury technicznej przylegającej do koryta rzeki, jak również krzyżującej się z nią w formie nadziemnej oraz podziemnej. Czynniki te spowodowały, że koryta rzek uregulowano w systemie zabudowy podłużnej, w postaci pionowych nabrzeży oraz opasek faszynadowo-kamiennych z ciężką okładziną żelbetową.

Podstawową zaletą tego typu umocnień jest ich stabilność i trwałość (niskie koszty eksploatacji), natomiast ich wadą jest pozbawienie rzeki wszelkich walorów przyrodniczych i estetycznych. Na ogół (np. w Poznaniu) zabudowa taka często osiągnęła już wiek przeszło 40 lat, co dla betonów narażonych na destrukcyjne działanie zanieczyszczonej wody, oznacza konieczność ich generalnego remontu lub wręcz odbudowy. Jest to niepowtarzalna okazja do złagodzenia skutków cywilizacyjnych dla rzek – dróg wodnych, przebiegających przez tereny zurbanizowane i zastosowania metod trwałego ubezpieczenia brzegów w sposób bardziej przyjazny dla środowiska przyrodniczego. Z inicjatywy Urzędu Miasta Poznania oraz RZGW w Poznaniu, w 2010 r. Biuro Projektów Wodnych Melioracji i Inżynierii Środowiska „BIPROWODMEL” Sp. z o.o. w Poznaniu wykonało pilotażową dokumentację projektową przebudowy odcinka Warty w Poznaniu pomiędzy mostem Królowej Jadwigi i mostem Przemysława I.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Ryc. 39. Betonowe umocnienia brzegów Warty w Poznaniu. Autor: W. Cichy.

Ryc. 40. Skorodowany beton umocnień brzegu. Autor: W. Cichy.

Strona

60

Ryc. 41. Podmyte i połamane płyty betonowe. Autor: W. Cichy.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Rozwiązania projektowe przewidują demontaż istniejących umocnień oraz pokruszenie brył betonu na miejscu (in situ) za pomocą mobilnych maszyn krusząco-sortujących, w celu jego powtórnego wykorzystania (wbudowania). Skarpy, po wyprofilowaniu podsypką z pospółki do nachylenia ok. 1:3, obłożone zostaną geowłókniną separacyjną. Na tak przygotowane podłoże ułożone zostaną materace gabionowe gr. 30 cm z siatki plecionej (o oczkach heksagonalnych), zabezpieczonej galwanicznie powłoką ALZN oraz dodatkowo otuliną PVC. Materace wypełnione zostaną pokruszonym i przesortowanym gruzem betonowym oraz ziemią urodzajną (w przestrzeniach pomiędzy gruzem). Całość przykryta zostanie warstwą humusu gr. do 5 cm z nasionami traw oraz włókniną biodegradalną z wszytymi nasionami traw. Włóknina skrępowana będzie z materacem sznurkami ulegającymi biodegradacji. Stopa skarpy umocniona zostanie w postaci koszy gabionowych o wysokości 0,5 m posadowionych na geowłókninie i wypełnionych gruzem betonowym. W koszach punktowo umieszczone będą gniazda roślinności wodnej (ziemia urodzajna z systemem korzeniowym roślin wodnych otulona włókniną biodegradalną), przewidziane do naturalnej sukcesji. Zakłada się, że tak wykonana skarpa w końcowym efekcie porośnięta zostanie roślinnością łąkową (w górnej części) oraz wodną (w dolnej części), co nada jej charakter i wizerunek bliższy naturze. Projekt ten wpisuje się w działania renaturyzacyjne na obszarach zurbanizowanych, poprawiające walory krajobrazowe miasta na tzw. terenach otwartych (koryto rzeki wraz z przyległym międzywalem).

Ryc. 42. Przekrój normalny projektowanych umocnień rzeki Warty. Autor: K. Drożdżyński, P. Hausa.

!

Strona

Największe nasilenie prac regulacyjnych tych rzek przypada na lata 1950-1980, wykonywano je na ogół w ramach tzw. melioracji podstawowych. Główne dopływy Warty i Noteci (Prosna, Gwda) w swych dolnych odcinkach regulowane były odcinkowo, przeważnie przy zastosowaniu systemu zabudowy podłużnej, za pomocą budowli o konstrukcji faszynadowo-kamiennej. Wyjątek stanowią odcinki tych rzek w terenach zurbanizowanych (Kalisz, Piła), gdzie zastosowano budowle betonowe lub żelbetowe

61

2.2. Rzeki pozostałe (średnie, małe i b. małe)

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! w formie pionowych bulwarów lub opasek brzegowych z okładziną betonową. Górne odcinki tych rzek regulowane były wyłącznie w formie zabudowy podłużnej, przy zastosowaniu umocnień pochodzenia roślinnego (brzegosłony, walce faszynowe, opaski kiszkowe, darniowania itp.) oraz umocnień betonowych, głównie prefabrykowanych (dyble, bruki, płyty pełne, płyty ażurowe itp.). W podobny sposób regulowane były rzeki małe i b. małe, głównie na potrzeby regulacji stosunków wodnych dla potrzeb rolnictwa. Istotnym elementem ww. regulacji były budowle piętrzące (progi, zastawki, przepusty, jazy), które służyły poborom wody do nawodnień. Niemal regułą był brak przepławki przy tego typu budowlach.

Przemiany ustrojowe w latach 90. ubiegłego wieku doprowadziły do zasadniczych, głównie własnościowych, zmian w rolnictwie, które przełożyły się na znacznie mniejsze zainteresowanie eksploatacją systemów melioracyjnych i ponoszeniem kosztów tej eksploatacji. Wiele małych i b. małych rzek (cieków podstawowych), pozbawionych regularnej konserwacji, uległo powolnym procesom „dziczenia”, a budowle piętrzące postępującej degradacji i dewastacji. Z powodu braku rolniczego zainteresowania piętrzeniem, na wielu budowlach administratorzy zdemontowali mechaniczne urządzenia piętrzące (np. na Górnej Prośnie), zapobiegając w ten sposób „dzikiej” gospodarce wodnej (prowadzonej bezprawnie przez okolicznych mieszkańców) oraz licznym aktom wandalizmu.

Trend ten nie został odwrócony nawet przez szeroki strumień środków unijnych, napływających w formie dopłat bezpośrednich do rolnictwa. W literaturze poświęconej ekologii dość powszechnie ostatnio poruszany jest problem renaturyzacji rzek. Pojęcie to w sposób najprostszy rozumiane jest jako przywrócenie rzece, uprzednio przekształconej przez człowieka (uregulowanej), stanu zbliżonego do naturalnego (występującego przed regulacją). Kluczowym celem tego zabiegu z zakresu bioinżynierii wodnej jest poprawa warunków abiotycznych i stanu środowiska przyrodniczego wód danej rzeki. W polskich uwarunkowaniach działania renaturyzacyje prowadzone są w bardzo ograniczonym zakresie, ponieważ krępowane są licznymi ograniczeniami o charakterze prawnym, administracyjnym, własnościowym, technicznym i ekonomicznym. Niestety ograniczenia ekonomiczne są dominujące, pomimo możliwości zaangażowania w te działania tzw. ekologicznych środków finansowych krajowych i zagranicznych.

Ze względu na uwarunkowania przyrodnicze, prawne i ekonomiczne, dobre praktyki utrzymania rzek pozostałych (średnich, małych i b. małych), powinny być maksymalnie zbieżne z celami renaturyzacji i w szczególności uwzględniać następujące działania: zachowanie (tzw. zabudowa zachowawcza) lub w miarę możliwości odtwarzanie rozwinięcia rzeki w planie (skrętność rzeki, różnorodność i zmienność krzywizn) oraz różnorodności kształtu koryta rzecznego (pozostawienie struktur korytowych: głęboczki, odsypiska, namuliska). Zabudowa powinna być prowadzona na zasadzie interwencyjnej, w rozmiarze lokalnym (wręcz punktowym), wyłącznie w sytuacji zagrożenia szkodą o wymiernej wartości lub zagrożenia zdrowia bądź życia;

!

stosowanie umocnień o konstrukcji inżynieryjno-biologicznej z licznymi elementami zdolnymi do wegetacji: brzegosłony ze świeżych pędów wierzbowych, ożywione kierownice oraz ostrogi kierujące, żywe narzuty kamienne w płotkach wilklinowych, żywe narzuty kamienne ze szpilkami z żywokołów, nasadzenia w osłonie siatek biodegradalnych, żywe opaski wielokiszkowe, itp.;

Strona

62

!

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Ryc. 43. Zachowanie wyerodowanych meandrów. Autor: W. Kamiński, P. Hausa.

!

Strona

63

Ryc. 44. Budowa brzegoskłonu płaskiego. Źródło: Begmann W., Schiechtl H., 1999: Inżynieria Ekologiczna w budownictwie wodnym i ziemnym, Wydawnictwo Arkady, Warszawa.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Ryc. 45. Przekrój poprzeczny tamy szkieletowej z chrustem i sadzonkami wierzbowymi. Źródło: Begmann W., Schiechtl H., 1999: Inżynieria Ekologiczna w budownictwie wodnym i ziemnym, Wydawnictwo Arkady, Warszawa, modyfikacje W. Kamiński, P. Hausa.

Strona

64

Ryc. 46. Tama faszynowa. Źródło: Begmann W., Schiechtl H., 1999: Inżynieria Ekologiczna w budownictwie wodnym i ziemnym, Wydawnictwo Arkady, Warszawa.

!

!

Strona

65

Ryc. 47. Brzegosłon krzyżowy. Źródło: Begmann W., Schiechtl H., 1999: Inżynieria Ekologiczna w budownictwie wodnym i ziemnym, Wydawnictwo Arkady, Warszawa.

Ryc. 48. Żywy narzut kamienny z sadzonkami Zdrewniałymi. Źródło: Begmann W., Schiechtl H., 1999: Inżynieria Ekologiczna w budownictwie wodnym i ziemnym, Wydawnictwo Arkady, Warszawa.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Ryc. 49. Umocnienia stopy skarp podwójną kiszką faszynową. Źródło: Projekty typowe, CBPiS Warszawa.

Strona

66

!

!

usuwanie zatorów (głównie z drzew) wyłącznie w sytuacji grożącej wymiernymi szkodami wywołanymi np. wzmożoną erozją boczną lub przełożeniem nurtu rzeki.

Likwidację tego typu zatorów ograniczać do usunięcia korony drzewa (najbardziej blokującej przepływ), pozostawiając pień i fragmenty grubych konarów (bez gałęzi) jako deflektory różnicujące rozkład prędkości wody oraz zwiększające różnorodność morfologiczną koryta. Tego typu zabiegi są szczególnie pożądane na rzekach, na których uprawiana jest turystyka kajakowa (np. Drawa, Piława);

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Ryc. 50. Usuwanie zatorów w postaci drzew. Autor: W. Kamiński, P. Hausa.

!

rezygnacja z budowy lub odbudowy typowych budowli piętrzących i zastępowanie ich bystrzami (rampami – pochylniami), umożliwiającymi swobodną migrację organizmów wodnych;

!

dążenie do utworzenia ekotonowych stref buforowych na brzegach przylegających do terenów intensywnie użytkowanych rolniczo, w celu ograniczenia transferu biogenów poprzez ich spływ powierzchniowy i gruntowy do ekosystemu wodnego.

Odpowiedni dobór roślin (w tym roślin wysokich i drzew) strefy ekotonowej i ich ekspozycja względem rzeki (np. na brzegu południowym lub zachodnim), będzie istotnym elementem poprawiającym warunki termiczne wody (zacienione fragmenty rzeki) w okresie upałów oraz ograniczającym nadmierną wegetację roślinności wodnej, która jest typowym i niepożądanym zjawiskiem w żyznych i dobrze nagrzanych (nasłonecznionych) wodach. Istotnym elementem wspomagającym efektywność strefy ekotonowej mogą być ściany denitryfikacyjne, zapobiegające transferowi gruntowemu (z wodą gruntową) biogenów do ekosystemu wodnego. Funkcjonowanie tego typu ścian polega na wypełnieniu

Strona

!

67

Ryc. 51. Schemat bystrza. Autor: W. Kamiński, K. Drożdżyński.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! rowu o szerokości ok. 1,5 m, przez który przenika woda gruntowa zanieczyszczona biogenami (głównie azotem), wolno degradującym się źródłem cząsteczkowego węgla organicznego, najczęściej w postaci trocin. Stwarza to warunki do powstania stref beztlenowych w profilu glebowym i zapewnia źródło węgla dla heterotroficznych bakterii denitryfikujących.

Ryc. 52. Strefy ekotonowe ograniczające transfer biogenów. Autor: W. Kamiński, P. Hausa.

Strona

68

Ryc. 53. Schemat umiejscowienia ściany denitryfikacyjnej. Źródło: http://www.sciencelearn.org.nz/Contexts/H2O-On-the-Go/Sci-Media/Images/Denitrification-wall-diagram, tłumaczenie: W. Kamiński.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Na obszarach zurbanizowanych zabudowa brzegów (regulacyjna) rzek średnich i mniejszych wynika z uwarunkowań własnościowych oraz technicznych – bliskiego położenia budynków, infrastruktury drogowej oraz pozostałej infrastruktury technicznej przylegającej do koryta rzeki, jak również krzyżującej się z nią w formie nadziemnej oraz podziemnej. Czynniki te spowodowały, że koryta rzek uregulowano w systemie zabudowy podłużnej, w postaci pionowych nabrzeży lub opasek wykończonych często okładziną żelbetową w postaci monolitycznej lub prefabrykowanej. Ciężkie umocnienia są konieczne w sytuacjach odprowadzania do rzeki (w szczególności małej) znacznych ilości wód deszczowych za pomocą systemów kanalizacji deszczowej. Nieodosobnione są sytuacje, kiedy natężenie odprowadzanych ścieków deszczowych (np. w czasie deszczy nawalnych) wielokrotnie przekracza średnie przepływy w odbiorniku (rzece, do której te ścieki są odprowadzane). Sytuacje takie występują w dużych aglomeracjach, przez które przepływają małe rzeki. Przykładem jest Częstochowa, przez którą przepływa Warta o średnim przepływie w tym profilu ok. 6 m3/s. Miejsce zrzutu ścieków deszczowych o dużym natężeniu (ok. 20 m3/s) ilustrują poniższe fotografie.

!

Strona

69

Ryc. 54. Zniszczone umocnienia (resztki faszyny) typu biologicznego po kolejnym deszczu nawalnym.

Autor: W. Kamiński, J. Knioła.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Ryc. 55. Wykonane umocnienia (odcinkowe) z grodzic G62.

Autor: W. Kamiński, J. Knioła.

Kształtowanie koryt rzek średnich i mniejszym w obszarach zurbanizowanych wymaga indywidualnego podejścia do problemu, które musi uwzględniać lokalne uwarunkowania dotyczące w szczególności: !

usytuowania wylotów kanalizacji deszczowej,

!

usytuowania innych wylotów ścieków,

!

usytuowania ujęć wody,

!

położenia infrastruktury nadziemnej i podziemnej, krzyżującej się z rzeką,

!

położenia infrastruktury przylegającej do rzeki,

!

przebiegu granic własności gruntów przyległych do rzeki.

Wobec powyższych uwarunkowań oraz permanentnego braku tzw. „przestrzeni życiowej” dla rzek średnich i mniejszych na obszarach zurbanizowanych, zaleca się stosowanie nw. wytycznych przy kształtowaniu ich koryt: zachowanie maksymalnej skrętności koryta, w szczególności przy jego przebiegu przez tereny tzw. otwarte: parki, skwery itp.;

!

stosowanie umocnień siatkowo-kamiennych wypełnionych dodatkowo ziemią urodzajną, które zdolne będą do porostu roślinnością trawiastą. Zdolność porostu można uzyskać poprzez bezpośredni obsiew lub otulenie materaca biowłókniną z wszytymi nasionami traw (bardziej preferowane);

!

rezygnacja ze szczelnych umocnień betonowych lub żelbetowych na rzecz umocnień ażurowych, w których otwory po wypełnieniu mieszanką pospółki i humusu, posiadałyby dużą zdolność do porostu roślinności trawiastej;

!

zachowanie wzdłuż brzegów pasów podłoża nieuszczelnionego, najlepiej trawiastego porośniętego krzewami, np. ozdobnymi (quasi-ekotonu), które zapobiegać będą lub znacząco ograniczać przedostawaniu się do rzeki

Strona

70

!

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

zanieczyszczeń wraz ze spływem powierzchniowym (np. w czasie ulewnych deszczy); zachowanie (odcinkowe lub punktowe) krzewów i drzew, które poprawią warunki termiczne wody (zacienione fragmenty rzeki) w okresie upałów. Ważny jest odpowiedni dobór drzew i krzewów oraz ich ekspozycja względem rzeki (np. na brzegu południowym lub zachodnim).

!

Strona

71

!

PodrÄ&#x2122;cznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych â&#x20AC;&#x201C; wybrane zagadnienia

Strona

72

!

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

3.

Drożność rzek

!

Strona

Ciągłość ekosystemu rzeki umożliwia żyjącym w niej organizmom przemieszczanie się.

Przemieszczają się prawie wszystkie zwierzęta (w obu kierunkach, biernie i czynnie w dół i czynnie w górę rzeki) i wiele roślin oraz glonów (głównie biernie w dół rzeki).

Bierne spływanie organizmów w dół rzeki nosi nazwę dryfu. Niegdyś sądzono, że dryf ma charakter przypadkowy (organizm został przemieszczony przez nurt tak jak jakaś cząstka mineralna) lub katastrofalny (podczas wysokich stanów wód bardzo dużo organizmów nie może sprostać wzrostowi prędkości przepływu i jest znoszone w dół.

Masowy dryf kojarzono z zajściem jakichś niekorzystnych zjawisk hydrologicznych – katastrofalnych wezbrań, długotrwałych okresów niżówkowych, powodujących wzrost temperatury wody itp. Obecnie wiadomo jednak, że ta wędrówka jest normalnym zachowaniem większości organizmów. Umożliwia ona zmianę warunków życia, znalezienie nowych źródeł pokarmu, cieplejszej wody potrzebnej do dalszego rozwoju, innej struktury dna. Do organizmów stosunkowo najczęściej występujących w dryfie należą owady. Ich larwy są znoszone nurtem w dół rzeki. Powrót w górę rzeki następuje po przeobrażeniu się żyjących w wodzie larw w dorosłe, uskrzydlone osobniki, odbywające tak zwany lot kompensacyjny w górę rzeki. Znoszone nurtem są także inne grupy zwierząt.

Większość z nich odbywa wędrówkę powrotną w następnym pokoleniu – rozmiary młodych osobników są tak niewielkie, że mogą one wędrować w szczelinach między kamieniami, żwirem, a nawet ziarnami piasku. Niektóre organizmy, w tym nawet stosunkowo duże zwierzęta (małże, pijawki), wykorzystują do przemieszczania się w górę rzeki najsprawniej pływające rzeczne organizmy – ryby.

Niektóre organizmy są przenoszone przez ryby w przewodach pokarmowych (glony i ich formy przetrwalne, nie ulegające trawieniu jaja owadów i skorupiaków itp.).

73

Przed przeszło trzydziestu laty ukazała się publikacja międzynarodowego zespołu hydrobiologów (Vannote R.L. 1980), w której przedstawiono teorię ekologicznej ciągłości ekosystemu rzeki. Według tej teorii rzeka jest jednym ekosystemem, rozciągającym się wzdłuż jej całego biegu, w którym warunki fizyczne i chemiczne ulegają stopniowym zmianom, powodując przekształcenia struktury zespołów zamieszkujących rzekę organizmów. Koncepcja ekologicznej ciągłości rzeki nie powstała w próżni. Pod koniec XIX wieku dokonano pierwszych klasyfikacji rzek, w których wykazano, że występowanie poszczególnych gatunków ryb zależy od warunków środowiskowych (Frič A. 1872, Borne M. 1877, Nowicki M. 1882). Wyróżniono, poczynając od źródeł, krainę pstrąga, lipienia, brzany i leszcza, a w dolnym biegu rzeki, w ujściowej strefie mieszania się wód słodkich słonych również krainę stynki (lub też jazgarza albo flądry). Nazwy krain pochodziły od charakterystycznych dla każdej krainy gatunków ryb. Już wtedy obserwowano, że zmiany te nie następują skokowo, tylko płynnie, stopniowo. W krainie lipienia mogą jeszcze bardzo licznie występować pstrągi, w krainie brzany lipienie i nadal, choć już mało już liczne, pstrągi, a jednocześnie leszcze. Później (Huet M. 1954) ustalono, że zmiany zespołów ryb i innych organizmów są spowodowane płynną zmianą warunków fizyczno-chemicznych (czynniki abiotyczne). Od źródła do ujścia stopniowo maleje prędkość przepływu, wzrasta temperatura wody, zmniejsza się ilość rozpuszczonego w wodzie tlenu i jej przezroczystość, z kolei żyzność wody się zwiększa. Maleje możliwość transportu rumowiska, co powoduje zmiany struktury dna – kamieniste i żwirowe dno górnego biegu rzeki zmienia się w dno piaszczyste.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Zachowanie ciągłości morfologicznej rzeki ma największe znaczenie dla ryb. Wszystkie gatunki ryb odbywają wędrówki o różnym zasięgu. Najkrótsze wędrówki odbywają ryby o małych rozmiarach, zamieszkujące strumienie i małe rzeki – głowacz białopłetwy, kiełb, różanka, strzebla potokowa, koza, koza złotawa, piskorz, śliz, cierniczek, ciernik (słodkowodna forma). Przemieszczają się w odcinkach rzeki długości kilkudziesięciu – kilkuset metrów, z reguły w obrębie jednego cyklu bystrzyny i plosa, dlatego często są uważane za gatunki „stacjonarne”, nie wędrujące. Większość ryb regularnie przemieszcza się na odcinku kilku - kilkudziesięciu kilometrów. Wreszcie kilka gatunków wędruje na dystansach kilkuset kilometrów. Długodystansowymi wędrowcami są ryby dwuśrodowiskowe, spędzające część życia w morzu, a część w wodach słodkich.

Wędrówki pozwalają na lepsze wykorzystywanie zasobów pokarmowych oraz warunków siedliskowych, stanowiąc również przystosowanie zabezpieczające występowanie gatunku (Opuszyński K. 1983, Wiśniewolski W. 2008, Błachuta J. 1997). Rozróżniamy dwa typy wędrówek ryb: potamodromiczne (odbywają się wyłącznie w wodach słodkich, dystans od kilkudziesięciu metrów do kilkudziesięciu, wyjątkowo kilkuset kilometrów) oraz diadromiczne (odbywające się między morzem a wodami słodkimi, dystans od kilkudziesięciu do kilkuset kilometrów). Diadromiczne wędrówki mogą być typu anadromicznego, kiedy okres wzrostu i dojrzewania ryby spędzają w morzu, a do wód słodkich wędrują w okresie rozrodu, dla odbycia tarła. Takie wędrówki odbywa większość gatunków naszych ryb diadromicznych: minóg morski, minóg rzeczny, jesiotr bałtycki, łosoś, troć, aloza, parposz, certa. Wędrówki diadromiczne mogą być też typu katadromicznego, kiedy okres wzrostu i dojrzewania ryby spędzają w wodach słodkich, a dla odbycia rozrodu wędrują do morza. Jedynym gatunkiem katadromicznym w wodach Polski jest węgorz.

Strona

74

W zależności od systemu klasyfikacji można wyróżnić bardzo dużo różnych typów wędrówek ryb. Ważniejszy jest jednak ich cel. Najważniejsze są wędrówki rozrodcze.

Ryby muszą dotrzeć do miejsc, w których złożą ikrę. Jedne gatunki składają ją na dnie kamienistym lub żwirowym, inne na roślinach, jest także grupa ryb składających ikrę na piasku, są takie, dla których podłoże na którym złożą ikrę jest obojętne, wreszcie jedna z krajowych ryb, różanka, składa ikrę do jamy skrzelowej małży. Wędrówki rozrodcze są więc ważniejsze dla ryb „wyspecjalizowanych”, których rozród jest zależny od określonego podłoża dna (np. jesiotr, minogi, łososiowate, lipień, certa, brzana, kleń – dno kamieniste i żwirowe, szczupak, lin, karaś, jaź – rośliny), a mniej ważne dla ryb potrafiących złożyć ikrę na dowolne podłoże (płoć, leszcz). Rozrodcza zależność różanek od małży jest do tego stopnia silna, że różanki występują wyłącznie w wodach, w których żyją małże, toteż nie muszą odbywać długodystansowych wędrówek rozrodczych.

Ważne są także wędrówki na żerowiska. Ich celem jest rozproszenie ryb po całym dostępnym obszarze wód, po to, by zmniejszyć wewnątrzgatunkową konkurencję o pokarm. Rozpraszające wędrówki na żerowiska są charakterystyczne dla wszystkich gatunków ryb, nawet dla tych, które prowadzą stadny tryb życia. Najbardziej spektakularnymi wędrówkami na żerowiska są wędrówki anadromiczne. Wielotysięczne stada narybku łososi albo troci lęgnące się z ikry w niewielkiej rzece, w kilkanaście miesięcy wyczerpałyby jej zasoby pokarmowe. Spływanie na morskie żerowiska jest dla nich jedyną szansą znalezienia wystarczającej ilości pokarmu.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Dla wielu gatunków ważne są także wędrówki na zimowiska. Dla przetrwania niekorzystnych warunków zimowych, kiedy ryby mają obniżoną przemianę materii i małą aktywność ruchową, korzystne jest ich przebywanie w głębokich odcinkach rzeki z małą prędkością przepływu. W takich miejscach ryby nie muszą tracić energii na przeciwstawianie się nurtowi. Konsekwencją wędrówek na zimowiska jest konieczność wędrówek rozrodczych i na żerowiska.

Ważne są wreszcie wędrówki dla uniknięcia katastrofalnych zmian środowiska. Mogą to być wędrówki spowodowane wyjątkowo wysokimi stanami wody albo jej zanieczyszczeniami.

Przerwanie ciągłości morfologicznej przez przegrody powoduje, że niektóre z czynników abiotycznych zmieniają się inaczej, niż w rzece bez przegród. Zmiany mogą dotyczyć struktury dna, temperatury wody, zdolności rzeki do transportu rumoszu, warunków tlenowych i szeregu innych elementów abiotycznych. Jednak najważniejszą konsekwencją braku ciągłości morfologicznej jest uniemożliwienie lub utrudnienie możliwości wędrowania ryb. Prowadzi to do znaczących zmian w strukturze zespołów ichtiofauny i wyeliminowania z nich gatunków odbywających wędrówki diadromiczne oraz długodystansowe wędrówki potamodromiczne (w tej grupie najbardziej zagrożone są te, które składają ikrę na dnie kamienistym i żwirowym, czyli litofilne).

!

Strona

Bardziej skomplikowany jest mechanizm zaniku lub zmniejszania liczebności gatunków ryb litofilnych, odbywających wędrówki potamodromiczne. W tym przypadku działają jednocześnie dwa mechanizmy – istnienie przeszkody uniemożliwiającej wędrówki i zmiany struktury dna. Powyżej przegrody prędkość przepływu maleje i na dnie rzeki osadza się drobnoziarnisty rumosz, przykrywający żwiry i kamienie. Maleje powierzchnia tarlisk dla ryb, które znalazły się powyżej przeszkody. Sukces rozrodczy ryb na ograniczonej powierzchni tarlisk jest mniejszy, a część narybku, podczas wędrówek żerowiskowych lub biernych wędrówek podczas wysokich stanów wód, przemieszcza się

75

Mechanizm eliminowania gatunków diadromicznych jest bardzo prosty. Po powstaniu przegrody dorosłe ryby nie mogą dopłynąć do tarlisk. Po kilku latach, z powodu braku uzupełniania stada przez nowe pokolenia, gatunek przestaje w danej rzece występować.

Najbardziej wyrazistym przykładem tego procesu jest wpływ przegrody na Wiśle we Włocławku na stada łososi, troci i cert w Wiśle i wszystkich jej dopływach powyżej Włocławka. W ciągu kilku lat gatunki te zostały wytępione (łosoś), mocno ograniczone w swojej liczebności (troć) lub zastąpione przez formy niewędrowne (certa). Częściowo ten proces można złagodzić poprzez uzupełnianie nowych pokoleń narybkiem hodowanym w specjalnych ośrodkach zarybieniowych i wpuszczanym do rzek powyżej przegród. Zabieg taki jednak nie pozwala nigdy na pełne odtworzenie liczebności gatunku i stabilizację jego egzystencji. Wraz z zaprzestaniem zarybień (wpuszczania narybku do rzek), zagrożenie dla gatunku powraca. Hodowany w ośrodkach zarybieniowych narybek jest z reguły potomstwem niewielkiej liczby ryb (narybek w hodowli ma znacznie większą przeżywalność niż w warunkach naturalnych, dlatego ikrę pozyskuje się z kilkunastu samic, a jest ona zapładniana bardzo często nasieniem tylko kilku samców), co prowadzi do zmniejszenia różnorodności genetycznej ryb.

Dlatego jedynym sposobem na trwałe zabezpieczenie gatunku (niekoniecznie na przywrócenie jego dawnej liczebności) jest umożliwienie mu pokonywania przeszkody, czyli odtworzenie ciągłości morfologicznej rzeki.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! poniżej przegrody. W odcinku o spowolnionym przepływie powyżej przeszkody zachowują dobre warunki do rozrodu ryby mogące składać ikrę na dowolne podłoże (płoć, leszcz, sandacz, okoń). Ich narybek również jest znoszony poniżej przegrody, ale jest go więcej niż narybku ryb litofilnych. W miarę dorastania płociom, leszczom, okoniom i sandaczom zaczyna brakować żerowisk na odcinku o spowolnionym przepływie. Migrują w górę rzeki, konkurując o pokarm z gatunkami litofilnymi i przyczyniając się do dalszego zmniejszania ich liczebności.

Poniżej przegrody często wtórnie wytwarzają się warunki dla ryb litofilnych. Ograniczając transport rumowiska rzecznego, przegroda powoduje, że dno poniżej przegrody staje się kamieniste i żwirowe. Jeżeli powyżej przegrody powstaje głęboki zbiornik zaporowy obniżający temperaturę wody, to poniżej niej mogą się wytworzyć dobre warunki nawet dla ryb łososiowatych i lipieni.

Brak ciągłości morfologicznej ma największe znaczenie w dużych rzekach, którymi wędrują na tarliska gatunki odbywające wędrówki anadromiczne (ryby anadromiczne).

Gdyby w dolnym biegu Odry, poniżej Kostrzyna, została zbudowana zapora bez przepławek, to zostałby przerwany szlak migracji ryb anadromicznych do Warty, jej wszystkich dopływów oraz do górnej Odry i jej wszystkich dopływów. Taka sama zapora na Odrze powyżej Kostrzyna przerwałaby szlak migracji do górnej Odry i jej dopływów, ale pozostałby otwarty szlak wędrówki do Warty. Innymi słowy: im niższy rząd hydrologiczny rzeki i im bliżej do jej ujścia, tym bardziej istotne jest zachowanie jej ciągłości morfologicznej. Ciągłość morfologiczna rzek o wysokim rzędzie hydrologicznym (VI i wyższy) ma dla populacji ryb anadromicznych znaczenie niewielkie i to tylko w przypadku, kiedy mają one żwirowe dno i przez część populacji mogą być wykorzystane jako tarlisko. Powierzchnie tarlisk w tak małych ciekach są niewielkie, a głębokość wody często uniemożliwia dotarcie do nich rybom łososiowatym. Z kolei jesiotr i certa odbywają tarło w dużych rzekach (I-IV rząd). Zachowanie ciągłości morfologicznej w rzekach VI i wyższego rzędu o dnie piaszczystym lub organicznym nie ma istotnego wpływu na ryby odbywające wędrówki anadromiczne i długodystansowe potamodromiczne.

Strona

76

Znaczenie ciągłości morfologicznej rzek dla gatunków ryb objętych ochroną gatunkową zależy od realizowanych przez nie wędrówek. Analizie ichtiofauny rzek Polski wraz z oceną stopnia ich zagrożenia poświęcono ostatnio kilka prac (Witkowski i in. 2004, 2007, 2009, Witkowski i Kotusz 2008). Według tych prac w nizinnych rzekach Polski występuje 17 gatunków objętych ochroną gatunkową na podstawie Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 28 września 2004 r. w sprawie gatunków dziko występujących zwierząt objętych ochroną (Dz. U. Nr 220, poz. 2237) oraz 15 gatunków objętych ochroną na podstawie zał. II i/lub IV Dyrektywy Siedliskowej (Dyrektywa Rady 93/43/EWG). Większość z nich jest objęta ochroną na podstawie obu dokumentów (minóg morski, minóg rzeczny, minóg strumieniowy, minóg ukraiński, jesiotr bałtycki, aloza, parposz, różanka, kiełb białopłetwy, koza, koza złotawa, piskorz i głowacz białopłetwy). Tylko na podstawie Rozporządzenia są chronione 4 gatunki: ciosa, piekielnica, koza dunajska oraz śliz, natomiast tylko na podstawie załączników Dyrektywy Siedliskowej 2 gatunki: łosoś i boleń.

Z ryb objętych ochroną, najdłuższe wędrówki, do kilkuset kilometrów, odbywają gatunki anadromiczne – minóg morski, minóg rzeczny, jesiotr bałtycki i łosoś. Krótsze wędrówki,

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

w dolne i środkowe biegi dużych rzek odbywają dwa kolejne gatunki anadromiczne – aloza i parposz. Długodystansowe (do kilkunastu kilometrów) wędrówki potamodromiczne odbywają boleń i ciosa. Pozostałe gatunki chronione odbywają wędrówki potamodromiczne na dystansach krótkich (do kilku kilometrów) – minóg strumieniowy, minóg ukraiński, piekielnica i kiełb białopłetwy lub bardzo krótkich (kilkaset metrów) – różanka, koza, koza dunajska, koza złotawa, piskorz, śliz i głowacz białopłetwy.

Ciągłość morfologiczna rzeki w niewielkim stopniu kształtuje jakość jej wód. Niskie przeszkody, które stanowią nieprzekraczalne bariery dla ryb (0,4-0,8 m) nie zmieniają w ogóle parametrów fizyczno-chemicznych wody. Wysokie, kilkumetrowe przegrody mają oddziaływanie pośrednie, poprzez powstające powyżej wysokich przegród zbiorniki zaporowe.

Negatywne oddziaływanie na ryby braku ciągłości morfologicznej rzek, wymusiło podjęcie odpowiednich, przeciwdziałających temu uregulowań prawnych: ustawa z dnia 18 lipca 2001 r. Prawo wodne (Dz. U. Nr 115, poz. 1229, z 2001 roku, z późniejszymi zmianami), ustawa z dnia 18 kwietnia 1985 r. o rybactwie śródlądowym (Dz.U. Nr 66, poz. 750, z 1999 r., z późniejszymi zmianami), ustawa z dnia 16 kwietnia 2004 r. o ochronie przyrody (Dz. U. Nr 151, poz. 1220, z późn. zm.) oraz ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (Dz. U. Nr 62, poz. 627 z 2001 r.).

Konwencja o ochronie europejskich gatunków zwierząt i roślin oraz ich siedlisk naturalnych (Konwencja Berneńska) – podpisana w 1979 r. Odnosi się do szerokiego spektrum gatunków, m.in. zasiedlających wody na całym obejmowanym zapisami konwencji obszarze. Obejmuje zarówno gatunki wędrowne, jak i przejawiające w tym zakresie małą aktywność. Konwencja stanowi, że warunkiem zachowania gatunków jest ochrona naturalnych siedlisk.

Zobowiązuje strony konwencji do podejmowania środków, które są niezbędne dla zachowania populacji dzikiej fauny i flory na poziomie odpowiadającym w szczególności wymaganiom ekologicznym, naukowym i kulturowym, uwzględniając jednocześnie wymagania gospodarcze i potrzeby rekreacyjne oraz potrzeby zagrożonych lokalnie podgatunków, odmian lub form. Działaniami podejmowanymi w ramach tej konwencji mogą być m.in. przywracania ciągłości morfologicznej rzek, warunkującej dostęp fauny wodnej do odciętych zabudową siedlisk oraz prace poświęcone renaturyzacji rzek antropogenicznie przekształconych oraz restytucji gatunków;

!

Konwencja o ochronie gatunków wędrownych dzikich zwierząt (Konwencja Bońska) – podpisana w 1983 r., w szczególnym stopniu odnosi się do wędrownych ryb anadromicznych. Żerowiska ryb dorosłych i miejsca ich głównej eksploatacji połowowej znajdują się bowiem na obszarach morskich, będących w gestii wielu państw, podczas gdy miejsca ich rozrodu położone są w wodach śródlądowych, nierzadko na obszarze jednego kraju. Uniemożliwienie dotarcia na tarliska dojrzałym osobnikom może wpłynąć na zmniejszenie liczebności całej populacji gatunku, zaś w skrajnych przypadkach nawet jej

!

Strona

!

77

W odniesieniu do ciągłości morfologicznej rzek i zależnych od niej populacji ryb wędrownych, powinności w zakresie ochrony przyrody, określone obowiązującymi aktami prawnymi oraz kierunkiem polityki ekologicznej państwa, wspierane są zobowiązaniami jakie przyjęła na siebie Polska w następstwie ratyfikowania międzynarodowych konwencji ochrony przyrody, szczególnie następujących konwencji:

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! wyginięcia. Strony konwencji zobowiązane są w związku z tym do podejmowania starań w celu zapewnienia ochrony gatunków wędrownych. Oznacza to wymóg zachowania oraz odtwarzania ciągłości morfologicznej rzek; !

Konwencja o różnorodności biologicznej (Konwencja z Rio de Janeiro), podpisana w 1992 r., ogniskuje się na ochronie siedlisk flory i fauny. Traktuje ochronę siedlisk jako podstawowy warunek możliwości zachowania gatunków.

W odniesieniu do ichtiofauny i ryb wędrownych wskazuje na potrzebę ochrony naturalnego zróżnicowania ekosystemów wodnych, zapewniających możliwości bytowania gatunków o odmiennych wymaganiach oraz zachowania i odtwarzania ciągłości morfologicznej rzek i ich renaturyzacji;

!

Konwencja o ochronie środowiska morskiego obszaru Morza Bałtyckiego (Konwencja Helsińska) – podpisana w 1992 r. Jej celem jest ochrona środowiska przyrodniczego Morza Bałtyckiego. Podjęte przez sygnatariuszy konwencji środki mają umożliwiać odtworzenie środowiska morskiego, zachowanie jego równowagi ekologicznej i zachodzących procesów ekologicznych, a także różnorodności biologicznej oraz zapewnienie możliwości zrównoważonego wykorzystania zasobów naturalnych na obszarze Morza Bałtyckiego. Jednym z elementów podejmowanych działań ochronnych są ryby wędrowne (przyjęty 26 marca 1998 r. program „Ochrony i poprawy populacji dzikiego łososia (Salmo salar L.) w obszarze Morza Bałtyckiego”. Odtworzenie ciągłości morfologicznej rzek poprzez udrożnienie istniejących przeszkód w migracji i niebudowanie nowych stałych lub tymczasowych przeszkód ma doprowadzić do osiągnięcia produkcji naturalnej dzikiego łososia na poziomie przynajmniej 50% ich oszacowanego największego potencjału i w bezpiecznych z punktu widzenia genetyki granicach.

Strona

78

Ratyfikowane międzynarodowe przepisy ochrony przyrodniczych wartości środowiska naturalnego, uzupełniają i wzmacniają zapisy ustawy Prawo wodne. Nakłada ona obowiązek zachowania dobrego stanu ekologicznego wód i charakterystycznych dla nich biocenoz, zaś w przypadku budowli piętrzących wykonania urządzeń umożliwiających migracje ryb, o ile jest to uzasadnione lokalnymi warunkami środowiska (Dz. U. z 2001 r. Nr 115, poz. 1229, art. 63, pkt. 1 i 2). Nawiązują one także do zapisu art. 117, pkt. 1 ustawy z dnia 16 kwietnia 2004 r. o ochronie przyrody (Dz. U. Nr 151, poz. 1220, z późn. zm.), który mówi: „Gospodarowanie zasobami dziko występujących roślin, zwierząt i grzybów oraz zasobami genetycznymi roślin, zwierząt i grzybów użytkowanymi przez człowieka powinno zapewniać ich trwałość, optymalną liczebność i ochronę różnorodności genetycznej, w szczególności przez: (…) 2) stworzenie warunków do rozmnażania i rozprzestrzeniania zagrożonych wyginięciem roślin, zwierząt i grzybów oraz ochronę i odtwarzanie ich siedlisk i ostoi, a także ochronę tras migracyjnych zwierząt”.

Wymienione powyżej uregulowania prawne są zbieżne z obowiązującymi dokumentami Unii Europejskiej, tj.: Dyrektywą Rady 92/43/EEC w sprawie ochrony siedlisk naturalnych oraz dzikiej fauny i flory (Dyrektywa Siedliskowa) oraz Dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2000/60/WE w sprawie ustanowienia ram dla działalności Wspólnoty w dziedzinie polityki wodnej (Ramowa Dyrektywa Wodna – RDW).

Zagadnieniu konieczności utrzymania i odtworzenia ciągłości morfologicznej rzek w aspekcie zachowania/osiągnięcia dobrego stanu ekologicznego wód lub dobrego potencjału ekologicznego wód dla wód silnie zmienionych, poświęcone było opracowanie interdyscyplinarnego zespołu ekspertów, podsumowane w pracy Błachuty i in. 2010.

W opracowaniu tym ustalono, że dla spełnienia celów środowiskowych RDW niezbędne jest utrzymanie lub odtworzenie ciągłości morfologicznej umożliwiającej wędrówki ryb, co

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

jednocześnie warunkuje możliwość migracji innych organizmów wodnych oraz organizmów lądowych, występujących w dolinach rzek, w tym objętych ochroną gatunkową płazów oraz spójność i integralność korytarzy ekologicznych, jakimi są doliny rzek. W celu zachowania/osiągnięcia ciągłości morfologicznej konieczne jest umożliwienie wędrówek dużych ryb (kluczowym gatunkiem w tej grupie jest jesiotr, odtworzenie możliwości jego migracji zabezpiecza jednocześnie potrzeby innych ryb) w głównych rzekach Polski, średnich ryb (kluczowe gatunki – łosoś i troć) oraz małych ryb (kluczowy gatunek – certa). Zachowanie ciągłości morfologicznej spełniającej wymagania migracji jesiotra niezbędne jest w Wiśle do ujścia Skawinki (km 0,0-861,3) i dolnych biegach jej dużych dopływów (Drwęca, Narew, San i Dunajec) oraz w Odrze do ujścia Nysy Kłodzkiej (km 0,0-579,3), Warcie do progu podtrzymującego dolne stanowisko zapory zbiornika Jeziorsko (km 0,0-488,97) i w dolnych biegach dużych dopływów tych rzek (Noteć, Drawa i Nysa Łużycka). Zachowanie ciągłości morfologicznej spełniającej wymagania migracji łososia i troci niezbędne jest w Wiśle do ujścia Skawinki (km 861,3-916,2), w jej dopływach II i III rzędu (Wierzyca, Wda, Brda, Drwęca, San, Tanew, Wisłok, Wisłoka, Dunajec, Biała Tarnowska, Raba, Skawa, Soła), rzekach obszaru dorzecza Wisły wpadających do Bałtyku (Słupia, Łupawa, Łeba, Reda, Bauda, Pasłęka), w Odrze do ujścia Olzy (km 579,3-818,7), w jej dopływach II i III rzędu (Gowienica, Ina, Noteć, Drawa, Gwda, Kończak, Wełna, Ilanka, Pliszka, Nysa Łużycka, Bóbr, Kwisa, Kaczawa, Bystrzyca, Nysa Kłodzka, Olza) oraz w rzekach obszaru dorzecza Odry wpadających do Bałtyku (Rega, Parsęta, Wieprza i Grabowa). Wreszcie zachowanie ciągłości morfologicznej spełniającej wymagania migracji certy niezbędne jest w II, III i IV rzędu dopływach Wisły (Bzura, Bug, Wkra, Pisa, Biebrza, Pilica) oraz w II rzędu dopływie Odry (Barycz). Dokładny kilometraż rzek wymagających zachowania ciągłości morfologicznej oraz wykaz ich dopływów wymagających zachowania ciągłości jest przedstawiony w cytowanym opracowaniu.

3.1. Bariery w migracji ryb Budowa urządzeń służących do retencji wód powierzchniowych – retencji korytowej – zbiorników wodnych, stabilizowanie wody w jeziorach, związana jest zawsze z budową przegród na ciekach (jazy, zastawki, zapory ziemne, betonowe, progi, stopnie, mnichy).

W większości przypadków w wyniku wykonania tych przegród następuje przerwanie ciągłości biologicznej rzeki, przejawiające się ograniczeniem możliwości migracji organizmów wodnych w rzece.

!

Strona

Obiekty hydrotechniczne piętrzące wodę w rzekach powodują przerwanie ciągłości biologicznej rzeki. Następuje rozczłonkowanie rzeki na samodzielnie funkcjonujące odcinki, przez co ograniczona, a niekiedy całkowicie wykluczona jest możliwość przemieszczania się różnych organizmów wodnych, stanowiąca warunek przeżycia wielu gatunków ryb i drobniejszej fauny. Prowadzi to nieuchronnie do zmniejszania się gatunkowej różnorodności, a nawet wymierania gatunków. Efektem końcowym

79

W kontekście potrzeb migracji ryb, organizmów szczególnie wrażliwych na brak ciągłości morfologicznej, przegroda na rzece (bariera) w migracji organizmów wodnych (ryb) to techniczna, behawioralna lub naturalna przeszkoda w korycie rzeki lub potoku, której ze względu na jej wysokość, konstrukcję, właściwości hydrologiczne, morfologiczne lub fizykochemiczne nie mogą pokonać wędrujące w górę lub w dół cieku organizmy wodne (ryby).

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! przerwania ciągłości biologicznej rzeki wraz ze zmianą jej reżimu wód, jest także utrata przez nią naturalnego charakteru.

Na rzekach Polski znajduje się ponad 15 000 obiektów hydrotechnicznych piętrzących wodę, stanowiących przeszkodę w migracji ryb. Znaczna ich część powstała w okresie międzywojennym, a niektóre jeszcze działające w drugiej połowie XIX wieku. Zapisy historyczne podają, że znacząca część rzek na obszarze kraju uległa przekształceniom już pod koniec średniowiecza, na skutek zabudowy głównie piętrzeniami młyńskimi.

W większości przypadków, na miejscu dawnych drewnianych młynów, w XIX i XX wieku powstały obiekty murowane, przeważnie z kamienia lub cegły, w których instalowano turbiny wodne napędzające początkowo młyny i tartaki, następnie przebudowane na elektrownie wodne. Znacząca ilość przegród – budowli piętrzących powstała po roku 1945, ich głównym zadaniem jest piętrzenie wody dla celów rolniczych – nawodnień, głównie użytków zielonych.

W wyniku piętrzenia wody przez obiekty hydrotechniczne – jazy, zapory, młyny wodne, elektrownie wodne – na przestrzeni kilkuset lat powstały różnej wielkości zbiorniki, o układach biocenotycznych, w wielu przypadkach bardzo podobnych do tych, jakie wykształcają się w naturalnych ekosystemach jeziornych o wodach przepływowych.

Z tego względu utrzymanie tych urządzeń w obecnym stanie jest niezbędne dla zachowania ukształtowanego przez setki lat reżimu wodnego. Należy pamiętać, iż jakakolwiek zmiana tego reżimu doprowadzić może do gwałtownych i nieodwracalnych zmian w środowisku przyrodniczym w rejonie oddziaływania piętrzenia wody w rzece.

Podana wyżej definicja przegrody na rzece jest bardzo ogólna i opisuje możliwości migracji różnych gatunków ryb, zarówno diadromicznego jesiotra dorastającego do 3,0 m długości, jak i potadromicznej uklei dorastającej tylko do 0,20 m długości. Dlatego przy ocenie możliwości warunków migracji ryb przez przeszkodę niezmiernie istotne jest określenie składu rodzimej ichtiofauny oraz wielkości i kierunków migracji ryb w poszczególnych stadiach wiekowych. Za przykład może służyć troć wędrowna, która migruje z morza w górę rzeki jako tarlak o wielkości od 60 do 120 cm, a następnie spływa w dół rzeki po odbyciu rozrodu. Przy czym do morza spływa również potomstwo tej ryby, podejmując migracje jako jednoletni lub dwuletni smolt o długości 13-30 cm.

Strona

80

Dotychczasowa praktyka, zmierzająca do ograniczania erozji koryt rzek i potoków przez zmniejszanie spadku rzeki, sprowadzała się do budowy progów i stopni korekcyjnych.

W źródłowych partiach rzek i potoków, gdzie doliny rzeczne są wąskie i silnie wcięte, a spadki koryta rzeki duże, budowane są zapory przeciwrumowiskowe o wysokości od jednego do kilku, a nawet kilkunastu metrów. W górnych oraz środkowych partiach biegu rzek i potoków stosowano korekcje progowe, składające się z kaskady kilku lub kilkudziesięciu progów o wysokości od 0,10 do 1,00 m, skonstruowanych niekiedy w taki sposób, że cofka od niżej położonego progu sięga do progu górnego.

W środkowym i dolnym biegu rzeki i potoków buduje się pojedyncze stopnie z niecką wypadową o wysokości do 1,0 m, projektowane albo jako budowle pojedyncze, albo jako grupa budowli rozmieszczonych w pewnej odległości od siebie tak, aby za ich pomocą uzyskać zakładany mniejszy spadek jednostkowy w korycie rzeki pomiędzy stopniami.

Poza budowlami regulacyjnymi, zmniejszającymi spadek jednostkowy rzek i potoków, stosowane są też budowle piętrzące wodę dla różnych celów:

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

wodociągowych (ujęcia wody),

!

przemysłowych (ujęcia wody),

!

hydroenergetycznych (elektrownie wodne),

!

retencyjnych, przeciwpowodziowych ze zmiennym poziomem piętrzenia,

!

nawodnień rolniczych (piętrzących wodę okresowo),

!

hodowli ryb (ujęcia dla stawów rybnych) ze stałym poziomem piętrzenia,

!

przeciwpowodziowych i rekreacyjnych (ze stałą i zmienną wysokością przelewu) zwykle wyposażone w niecki wypadowe,

!

retencji jeziorowej,

!

retencji korytowej.

i

rekreacyjnych

(zbiorniki

wodne)

Budowle hydrotechniczne utrzymujące stały poziom piętrzenia, do których należą ujęcia wody do celów komunalnych i przemysłowych, stawów rybnych, elektrowni wodnych, młynów i zbiorników wodnych, stanowią wyjątkowo skuteczną przegrodę dla wędrówek ryb. Z tego też względu potrzeba, a wręcz konieczność, budowy przy tych przegrodach urządzeń dla umożliwienia migracji ryb i innych organizmów wodnych nie nasuwa żadnych wątpliwości. Jednakże w przypadku budowli piętrzących wodę okresowo, do których należą jazy i zastawki piętrzące wodę dla nawodnień rolniczych, głównie trwałych użytków zielonych, budowa przy nich przepławek nie zawsze jest w pełni uzasadniona. Urządzenia te piętrzą wodę głównie poza okresem największych natężeń migracji ryb, a w warunkach klimatu Polski, w roku średnim czas trwania nawodnień, czyli piętrzenie wody w rzekach nie przekracza trzechczterech tygodni. Zdecydowana większość tych budowli została wykonana w latach sześćdziesiątych i siedemdziesiątych ubiegłego wieku dla prowadzenia nawodnień na dużych kompleksach użytków zielonych, użytkowanych wtedy przez Państwowe Gospodarstwa Rolne. W wyniku zmian ustrojowych i wprowadzenia zasad gospodarki rynkowej potrzeby nawodnień zostały urealnione i znaczna część użytków rolnych dawniej nawadnianych nie jest użytkowana. Systemy melioracyjne w znacznej mierze uległy dewastacji, w tym również większość budowli piętrzących, które są obecnie nieczynne.

W niektórych przypadkach budowle piętrzące wodę dla nawodnień rolniczych wyposażone są w progi lub stopnie, które pomimo otwarcia zamknięć jazu stanowią barierę dla migracji ryb. W tych przypadkach budowa przy tych przegrodach przepławki jest niezbędna.

3.2. Pokonywanie barier migracyjnych

!

szybkość fizjologiczna (cruising activity), która może być utrzymywana przez rybę przez wiele godzin bez zmęczenia i fizjologicznych zmian w organizmie;

Strona

!

81

Możliwości pokonywania przez ryby barier migracyjnych, jakie stanowią przegrody poprzeczne na rzekach, zależą od predyspozycji poszczególnych gatunków (szybkość pływania), ich rozmiarów osobniczych oraz temperatury wody, a także od samej konstrukcji przegrody. Generalnie wyróżnia się trzy podstawowe szybkości pływania ryb, z którymi wiążą się trzy różne poziomy aktywności:

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! !

szybkość maksymalna inaczej szybkość zrywu (burst activity), występuje przy jednorazowym wysiłku ryby wywołanym przestrachem, atakiem na zdobycz bądź pokonywaniem przeszkody. Na podstawie badań określono, że szybkość maksymalna, wynosząca 8 do 10 długości ryby na sekundę, może być utrzymywana maksymalnie przez ok. 6 sekund. Mięśnie ryby podczas takiego wysiłku pracują w „trybie beztlenowym", podczas którego następuje wydzielanie kwasu mlekowego, więc organizm ryby potrzebuje odpoczynku niezbędnego do regeneracji;

!

szybkość użyteczna (sustained activity), składa się z okresów, w których ryba pływa raz wolniej, raz szybciej, a mięśnie ryby pracują naprzemiennie w „trybie tlenowym" i w „trybie beztlenowym". Zdolność do jej utrzymywania zależy od gatunku i może być rozwijana przez różny, lecz zawsze ograniczony okres czasu.

Możliwości pokonywania przeszkód przez migrujące w górę rzeki ryby są często przeceniane. Najlepiej poznano możliwości ryb łososiowatych. Wędrujące łososie atlantyckie są w stanie skokiem pokonać przeszkody o wysokości od 1,0 do 1,7 m, zaś pstrągi od 0,70 do 0,80 m. Jednakże do oddania takiego skoku ryba musi mieć nieckę wypadową o odpowiedniej głębokości oraz długości. Zagrożenie stanowią tu możliwość zranienia osobnika i zmęczenie ryby po wielokrotnych próbach pokonania przeszkody.

Obserwacje migrujących ryb wykazały, że starają się one pokonać przeszkody jak najmniejszym wysiłkiem i najchętniej wybierają zatopione przelewy lub szczeliny. Tylko w sytuacji, gdy nie ma innych sposobów pokonania przeszkody, decydują się na oddanie skoku. Natomiast dla ryb słabiej pływających barierą nie do pokonania może być przegroda o wysokości zaledwie 10 cm.

Z tego też względu, na podstawie konsultacji w ramach Grupy Roboczej dot. Dobrych Praktyk Urządzeń Służących Migracji Ryb przy Europejskiej Komisji Doradczej Rybactwa Śródlądowego - FAO w Rzymie (EIFAC FAO Working Group on Fish Passage Best Practices) przyjęto, że maksymalna wysokość sztucznej budowli poprzecznej możliwej do pokonania przez ryby, może wynosić od 10 do 30 cm w zależności od składu gatunkowego migrujących ryb (krainy rybnej) i tylko wtedy, gdy przeszkoda wyposażona jest w przelew koncentrujący przepływ wody, zapewniający niezbędną głębokość tranzytową równą trzykrotnej wysokości ciała osobnika.

Z ustaleń tych wynika, że zagadnienie przywrócenia drożności rzek przy przegrodach poprzecznych, oprócz piętrzeń wyższych od 1,0 m (jazy, zbiorniki, elektrownie wodne, ujęcia wody), tworzących skuteczną barierę dla migracji wszelkich organizmów wodnych, odnosi się również do stopni i progów, głównie regulacyjnych o wysokości większej od 0,30 m oraz modernizacji stopni niższych w celu wytworzenia przelewu koncentrującego, dającego możliwość przejścia ryb najsłabszych.

Podstawowe kryteria oceny barier drożności ekologicznej tych budowli przedstawiają się następująco:

Strona

82

!

!

bariera wysokości przeszkody i konstrukcji przelewu. Wysokość przeszkody nie może przekraczać 30 cm, licząc od powierzchni wody górnej na przelewie przeszkody do powierzchni wody dolnej w niecce wypadowej, w warunkach przepływu średniego niskiego. Przelew budowli winien posiadać wycięcie na małą wodę o głębokości minimum 30 cm (rzeki i potoki powyżej trzeciego rzędu hydrologicznego), minimum 40 cm (rzeki i potoki drugiego rzędu hydrologicznego) i minimum 50 cm (rzeki pierwszego rzędu hydrologicznego) i tak dobraną

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

szerokość, aby, przy przepływach równych SNQ cały przelew był wypełniony wodą. Część „odpowietrzna” przelewu winna być ukształtowana w taki sposób, aby przepływająca przez przelew woda miała cały czas kontakt z podłożem (np. w formie przelewu Creagera); !

bariera małej głębokości wody w niecce wypadowej poniżej przegrody.

Budowla winna być wyposażona w nieckę wypadową o głębokości wynoszącej minimum dwie wysokości przeszkody, licząc od powierzchni wody górnej na przelewie przeszkody, do powierzchni wody dolnej w niecce wypadowej.

Natomiast napełnienie w korycie rzeki, potoku poniżej progu powinno zapewnić rybom możliwość pokonania przeszkody – wejścia do niecki;

!

bariera poniżej niecki wypadowej (efekt erozji dennej). Niecka wypadowa poniżej przegrody służy do rozpraszania energii wody pokonującej budowlę.

Jednak w przeważającej liczbie przypadków poniżej „progu” końcowego niecki występuje zjawisko erozji dennej. Powstaje wybój w dnie, który powiększając się stopniowo prowadzi do powstania dodatkowej przegrody migracyjnej;

!

budowle hydrotechniczne na rzekach o piętrzeniach większych od 1,00 m takich jak jazy, stopnie, zastawki, zapory zbiorników wodnych, ujęcia wody, elektrownie wodne. Stanowią one bardzo skuteczną barierę dla migracji wszystkich organizmów wodnych. W tych warunkach udrożnienie rzeki przy tych obiektach wymaga wykonania specjalnych urządzeń – przepławek dla ryb – a w wielu przypadkach także modernizacji już istniejących.

3.3. Urządzenia dla migracji ryb 3.3.1. Urządzenia naśladujące warunki naturalne Urządzania dla migracji ryb przez przegrody, których konstrukcja przypomina naturalny odcinek rzeki lub potoku, mogą być dowolnie długie i wykonywane z materiału naturalnego (kamień, żwir, piasek), niekiedy stabilizowanego betonem. W obrębie tych urządzeń wydziela się: rampy kamienne narzutowe, bystrza (bystrotoki), bystrza kaskadowe oraz obejścia.

3.3.1.1.

Rampy kamienne narzutowe

!

Strona

83

Urządzenia stosowane przy wysokości przegród H<1,0 m budowane z kamieni i głazów o średnicy Ø 0,60-1,20 m zaklinowanych w dnie mniejszymi kamieniami. Długość dowolna lecz nachylenie nie większe niż 1:10 (10%). Przy takiej konstrukcji rampy ułożonej na progu lub stopniu uzyskuje się optymalne prędkości przepływu wody pomiędzy kamieniami, wytwarzające równocześnie prąd wabiący, umożliwiający pokonanie progu przez praktycznie wszystkie ryby i inne organizmy wodne. Rampy narzutowe stosowane są najczęściej na całej szerokości stopni lub progów. Możliwe są rozwiązania rampy zajmującej cześć progu lub stopnia.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Ryc. 56. Rampa kamienna. Źródło: Błachuta J., Rosa J., Wiśniewolski W., Zgrabczyński J. i in., 2010: Ocena potrzeb i priorytetów udrażniania ciągłości morfologicznej rzek w kontekście osiągnięcia dobrego stanu i potencjału części wód w Polsce, BPWMiiŚ Biprowodmel Sp. z o.o., Poznań.

Rampy narzutowe z powodzeniem można stosować przy udrażnianiu istniejących niskich stałych stopni i progów betonowych. Betonową konstrukcję stopnia zastępuje się rampą kamienną, której konstrukcja pozwala na piętrzenie wody, umożliwiając jednocześnie migrację ryb. Konstrukcję taką wykonuje się przeważnie na całej szerokości progu lub stopnia, a narzut kamienny, z którego uformowana jest rampa, stabilizuje się na górnym i dolnym stanowisku palisadą lub ścianką szczelną.

Ryc. 57. Rampa kamienna zastępująca stopień betonowy. Źródło: Błachuta J., Rosa J., Wiśniewolski W., Zgrabczyński J. i in., 2010: Ocena potrzeb i priorytetów udrażniania ciągłości morfologicznej rzek w kontekście osiągnięcia dobrego stanu i potencjału części wód w Polsce, BPWMiiŚ Biprowodmel Sp. z o.o., Poznań.

Strona

84

Według zaleceń opracowanych przez interdyscyplinarny zespół specjalistów niemieckich (opracowanie DVWK 2000), ten typ przepławek dla ryb swą konstrukcją spełniać musi następujące ogólne warunki: nachylenie i<1:15 (0,067); max 1:10 (0,10), przepływ wody Q>100 l/s na 1,0 mb szerokości dna przepławki, minimalne napełnienie h=0,30-0,40 m, minimalna prędkość przepływu vmin=0,40 m/s, maksymalna prędkość przepływu wody vmax=2,00 m/s, średnica kamieni ds=0,60-1,20 m, rozstawa osiowa kamienia = 2-3 ds, różnica poziomów wody w basenach hmax=0,20 m.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

3.3.1.2.

Bystrza (bystrotoki)

Bystrza budowane są przeważnie na części przelewu progu lub stopnia przy jednym z brzegów, a niekiedy na całej szerokości przelewu w granicach koryta rzeki. Dno bystrza ma spadek niemal liniowy i jest wykonane z kamienia, częściowo mocowanego betonem, a częściowo ułożonego w formie luźnego narzutu. Urządzenia te są budowane przy piętrzeniach nieprzekraczających 3,00 m wysokości. Zapewniają doskonałe warunki do migracji całej słodkowodnej faunie i to zarówno w górę, jak i w dół rzeki.

Według zaleceń opracowanych przez interdyscyplinarny zespół specjalistów niemieckich (opracowanie DVWK 2000), ten typ przepławki dla ryb swą konstrukcją spełniać musi następujące ogólne warunki: napełnienie minimalne h=30-40 cm, spadek 1:20-1:30, maksymalne prędkości przepływu vmax=1,60-2,00 m/s, przepływ 0,80 m3/mb szerokości bystrza, średnica kamieni ds=0,60-1,12.

Ryc. 58. Bystrze betonowo-kamienne. Źródło: Błachuta J., Rosa J., Wiśniewolski W., Zgrabczyński J. i in., 2010: Ocena potrzeb i priorytetów udrażniania ciągłości morfologicznej rzek w kontekście osiągnięcia dobrego stanu i potencjału części wód w Polsce, BPWMiiŚ Biprowodmel Sp. z o.o., Poznań.

Bystrza kaskadowe (zwane niekiedy ryglowymi) łączą cechy bystrotoku i przepławki komorowej. Bystrze kaskadowe budowane jest na części lub całości przelewu w granicach koryta rzeki. Spadek dna bystrotoku kaskadowego jest linią łamaną, dna poszczególnych komór są poziome lub mogą mieć spadek odwrotny do kierunku przepływu wody. Ściany bystrotoku kaskadowego wykonuje się z kamienia w formie bliskiej naturze, naśladując naturalny brzeg rzeki bądź z betonu w formie typowych ścian technicznych. Urządzenie to składa się z bardziej lub mniej wyraźnych komór podzielonych ścianami wykonanymi z głazów mocowanych w dnie w betonie. Głazy są ułożone w taki sposób, że pomiędzy nimi pozostają wolne przestrzenie, przez które przepływa woda i przez które mogą migrować ryby. Urządzenia te stosowane są przeważnie przy piętrzeniach w granicach H=1,00–6,00 m. Minimalny przepływ wody

!

85

Bystrze kaskadowe

Strona

3.3.1.3.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! przez bystrze na całej szerokości rzeki przy napełnieniu sięgającym górnych krawędzi kamieni winien odpowiadać wielkości przepływu średniego niskiego (SNQ). Natomiast w warunkach spływu wielkich wód napełnienie na bystrzu może znacznie przekraczać wysokość kamieni, a prędkości przepływającej wody mogą znacznie przekraczać wartości dopuszczalne dla wędrówki ryb. W każdym jednak przypadku warunki przepływu (prędkości) wody pomiędzy kamieniami na bystrzu będą odpowiednie dla migracji ryb. Ponadto wykonanie bystrza na całej szerokości progu wyklucza potrzebę wytwarzania ukierunkowanego prądu wabiącego. W normalnych warunkach eksploatacji praktycznie na całej szerokości stopnia (bystrza) możliwa będzie migracja ryb.

Podstawowe dane techniczne bystrza kaskadowego (przepławki ryglowej) przedstawiają się następująco: przepływ wody Q ≥ 150 l/s na 1 mb szerokości przepławki, nachylenie i=0,010-0,068 albo inaczej 1:10-1:15, szerokość przepławki b≥2,00 m, długość basenów (komór) lb ≥ 2,0 m, różnica poziomu wody pomiędzy sąsiednimi basenami ∆hb ≤ 0,12-0,15 m, maksymalna szybkość przepływu wody Vmax=1,5-1,7 m/s, minimalna głębokość wody w basenach hb ≥ 0,8 m, długość dłuższego boku głazów progu (rygla) 0,9-1,2 m, w basenach pojedyncze kamienie o średnicy 0,4-0,7 m, substrat na dnie przepławki, kamienie o średnicy 0,05-0,30 m, miąższość (grubość warstwy) substratu na dnie ≥ 0,20 m, nachylenie stożka łączącego dno przepławki z dnem zbiornika powyżej jazu oraz poniżej stopnia wlotowego 1:2, szerokość szczelin progu (rygla) 0,1-0,5 m długość komór (basenów) lmin.=3,00 m.

3.3.1.4.

Obejście

Strona

86

Obejście jest to konstrukcja, która naśladuje potok górski lub nizinny strumień. Jego cechą jest naturalny charakter sprawiający, że obejście, pełniąc funkcję przepławki, jest równocześnie siedliskiem stale bytujących w nim licznych gatunków ryb. Do wykonania obejścia wykorzystywane są naturalne materiały (żwir, kamienie, głazy, pnie drzew i ich karpy, pale drewniane, faszyna), a jego brzegi zabudowywane są biologicznie (wiklina, olsza). Dno formowane jest w naturalnym podłożu, w postaci basenów i rozlewisk o zwiększonej głębokości i redukowanej w nich szybkości przepływu wody. Kolejne baseny oddzielane są progami z ułożonych luźno dużych kamieni i głazów, a w nizinnym terenie i małych spadkach, przesmykami pomiędzy rozlewiskami. Obejście prowadzone jest krętą trasą, co ma na celu zminimalizowanie szybkości przepływu wody i wytracenie różnicy poziomów pomiędzy wodą górną i dolną piętrzenia. Jeśli mamy do dyspozycji odpowiednio duży teren, rozwiązanie to stosowane może być w różnych warunkach i piętrzeniach sięgających wysokością nawet powyżej 10 metrów. W takich sytuacjach charakter obejścia musi być bardziej zróżnicowany, bowiem dla wytracenia różnicy poziomów, odcinki o małym spadku muszą przeplatać się z odcinkami o spadku większym.

Według zaleceń opracowanych przez interdyscyplinarny zespół specjalistów niemieckich (Adam et al. 1994 – opracowanie DVWK), ten typ przepławki dla ryb swą konstrukcją spełniać musi następujące ogólne warunki: przepływ wody Q>100 l/s na 0,8 mb szerokości dna przepławki, nachylenie 1:100 maksymalnie 1:20 – zależne od struktury ichtiofauny, szerokość dna przepławki b>0,80 m, długość basenów lb>4,0 m, różnica poziomu wody pomiędzy sąsiednimi basenami ∆hb ≤ 0,10-0,15 m, maksymalnie 0,20 m, średnia prędkość przepływu wody w obejściu Vs=0,4-0,6 m/s, maksymalna szybkość przepływu wody Vmax=1,6-2,0 m/s – zależne od struktury ichtiofauny, głębokość wody

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

w obejściu zmienna – od 0,2 m do 1,5 m, długość dłuższego boku głazów progu (rygla) 0,9-1,2 m, w basenach pojedyncze kamienie o średnicy 0,4-0,7 m, substrat na dnie przepławki, kamienie o średnicy 0,05-0,30 m, gruby żwir, miąższość (grubość warstwy) substratu na dnie ≥ 0,20 m, nachylenie stożka łączącego dno przepławki z dnem zbiornika powyżej jazu oraz poniżej stopnia wlotowego nie większe niż 1:2, szerokość szczelin pomiędzy głazami progu 0,1-0,5 m, w korycie obejścia rozmieszczone nieregularnie pojedyncze głazy, ma to szczególne znaczenie w przypadku obejść o nachyleniu 1:20-1:30, bowiem nie jest możliwe utrzymanie w nich średniej prędkości prądu wody na poziomie 0,4-0,6 m/s. Głazy redukują szybkość przepływu i zwiększają głębokość wody, stwarzając również kryjówki dla ryb. W przypadku obecności elektrowni wodnej, lokalizacja obejścia na tym samym brzegu co elektrowni, a wejście do przepławki od strony wody dolnej musi być zlokalizowane obok wylotu wody spod turbin. Kryterium lokalizacji – strefa spadku szybkości prądu wody poniżej wartości krytycznych dla ichtiofauny (zależne od struktury gatunkowej zespołu ryb).

!

Strona

87

Ryc. 59. Schemat przepławki w formie obejścia. Źródło: Błachuta J., Rosa J., Wiśniewolski W., Zgrabczyński J. i in., 2010: Ocena potrzeb i priorytetów udrażniania ciągłości morfologicznej rzek w kontekście osiągnięcia dobrego stanu i potencjału części wód w Polsce, BPWMiiŚ Biprowodmel Sp. z o.o., Poznań.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

3.3.2. Urządzenia techniczne służące do migracji ryb (przepławki) Są to najczęściej dowolnie długie rynny betonowe lub kamienne, o geometrycznych kształtach ścian, przegród i otworów przelewowych, których celem jest wyłącznie umożliwienie migracji ryb. Dno tych urządzeń wykonywane z elementów skalnych o różnej wysokości, ułożonych „na sztorc" i zamocowanych niekiedy w betonowym dnie.

Wykładzina kamienna ma zmniejszyć prędkości wody przy dnie i umożliwić pokonywanie przepławki słabo pływającym przedstawicielom ichtiofauny. Urządzenia techniczne takie jak przepławki stosowane są przy niewielkich i średnich piętrzeniach maksymalnie do 10 m wysokości.

3.3.2.1.

Przepławka komorowa konwencjonalna

Przepławki komorowe należą do najstarszych konstrukcji umożliwiających rybom wędrówkę w górę rzeki. Główną zasadą ich działania jest przepływ wody poprzez kaskadowo ułożone komory łączące dolną i górną wodę. Rozmiary poszczególnych elementów, a przy tym i całej budowli, zależne są od rozmiarów gatunków ryb migrujących danym ciekiem, różnicy poziomów między wlotem a wylotem przepławki oraz wielkości i charakteru rzeki (Lubieniecki 2002). Minimalne wymiary przepławek technicznych konwencjonalnych zestawiono w tabeli nr 3.

Gatunek Ryb

Wymiary komory [m] Lb

jesiotr łosoś, głowacica, troć lipień, leszcz, kleń i inne

b

h

Wymiary przesmyków dla ryb [m] bs

hs

5,02,5-3,0 1,5-2,0 1,5 1 6,0 2,51,6-2,0 0,8-1,0 0,4-0,50 0,3-0,40 3,0 1,40,250,251,0-1,5 0,6-0,8 2,0 0,35 0,35

Wymiary wycięć górnych [m]

Przepływy w komorach 3

ba

ha

m /s

-

-

2,50

0,30

0,30

0,20-0,50

0,25

0,25

0,08-0,20

Tabela nr 3. Minimalne wymiary przepławek technicznych konwencjonalnych W konstrukcji konwencjonalnej przepławki komorowej ważne jest, aby dno przepławki było szorstkie, co zapewnia możliwość migrowania małym rybom i innym organizmom.

W tym celu w dno komory wbetonowuje się kamienie o średnicy do 30 cm, w taki sposób, aby wystawały na około 20 cm. Różnica poziomów między kolejnymi komorami nie powinna być większa niż 20 cm. Jednostkowa energia przepływającej przez przepławkę wody nie powinna przekraczać wartości 150 W/m3.

Strona

88

Oprócz wymiarów przepławki niezmiernie istotne, o ile nie najważniejsze, jest jej umiejscowienie. Należy zwrócić szczególną uwagę na usytuowanie wylotu, musi ono spełniać dwa warunki: łączyć koryto przepławki z dnem rzeki oraz znajdować się na granicy turbulencji wody wypływającej z turbin elektrowni lub spływającej z jazu.

Umiejscowienie wylotu (wejścia dla ryb) powinno zapewnić powstanie tak szybkiego prądu wody wypływającej, aby stał się on prądem wabiącym dla ryb (Pawlaczyk i in.

2001).

Za główną zaletę przepławek komorowych uważa się to, że mogą one sprawnie działać nawet przy niskich stanach wód. Najkorzystniej układają się w nich linie prądu

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

pomagające rybom w orientacji, kiedy woda nie przelewa się górnymi wcięciami w przegrodach. Przy wyższych stanach występują zbędne turbulencje w komorach dezorientujące rybę. Zwiększa się również wtedy możliwość zablokowania przepływu przez naniesione przez rzekę przedmioty. Przy małych przepływach, a zarazem mniejszych prędkościach, zwiększa się niebezpieczeństwo zamulenia koryta przepławki.

Ryc. 60. Konwencjonalna przepławka komorowa. Źródło: Błachuta J., Rosa J., Wiśniewolski W., Zgrabczyński J. i in., 2010: Ocena potrzeb i priorytetów udrażniania ciągłości morfologicznej rzek w kontekście osiągnięcia dobrego stanu i potencjału części wód w Polsce, BPWMiiŚ Biprowodmel Sp. z o.o., Poznań.

!

Strona

89

Ryc. 61. Poprawne umiejscowienie wlotu do przepławki. Źródło: Błachuta J., Rosa J., Wiśniewolski W., Zgrabczyński J. i in., 2010: Ocena potrzeb i priorytetów udrażniania ciągłości morfologicznej rzek w kontekście osiągnięcia dobrego stanu i potencjału części wód w Polsce, BPWMiiŚ Biprowodmel Sp. z o.o., Poznań.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

3.3.2.2.

Przepławka szczelinowa

Ten typ przepławki opracowany został w drugiej połowie XX wieku na kontynencie północnoamerykańskim, z przeznaczeniem dla gatunków wędrownych ryb łososiowatych (Clay 1961). Rozwiązanie to przeniesione zostało do Europy i zastosowane na dwóch piętrzeniach Loary i jednym Dordoni we Francji. Okazało się przy tym, że dobrze funkcjonuje ono w odniesieniu nie tylko do troci i łososia, lecz również w odniesieniu do ryb karpiowatych (Gebler 1991 za Lepetit et al. 1988).

Przepławka szczelinowa stanowi modyfikację klasycznej przepławki komorowej, w której otwory przelewowe i przesmykowe zastąpione zostały jednostronnie lub dwustronnie ulokowaną pionowo szczeliną, otwartą na całej wysokości przegrody, to jest od dna komory aż po górną krawędź ścianki działowej. Dzięki temu funkcjonowanie przepławki uniezależnione jest od wahań poziomu wody, a w porównaniu do klasycznych przepławek komorowych, szczeliny przesmykowe znacznie rzadziej zatykane są nanoszonymi z wodą przedmiotami. Szerokość szczeliny uzależniona jest od rozmiarów ryb, które mają korzystać z przepławki, zaś jedno- czy dwustronna lokalizacja wynika z ilości dostępnej wody. Gdy jest jej dużo wykonuje się dwie szczeliny. Podstawowe parametry przepławki szczelinowej typu Vertical-slot zestawiono w tabeli nr 4.

Parametry przepławki szerokość szczeliny [m] szerokość komory [m] długość komory [m] długość występu ściany dzielącej komory [m] odległość ściany dzielącej komory od deflektora [m różnica poziomu wody w komorach [m] minimalna głębokość wody w komorach [m] szerokość deflektora [m] 3 wielkość przepływu wody [m /s]

pstrąg s b lb c a ∆h h f Q

0,15-0,17 1,20 1,90 0,16 0,06-0,10 0,20 0,50 0,16 0,14-0,16

Gatunki ryb łosoś, troć, głowacica 0,30 1,80 2,75 -3,00 0,18 0,14 0,20 0,75 0,40 0,41

jesiotr 0,60 3,00 5,00 0,40 0,30 0,20 1,30 0,84 1,40

Tabela nr 4. Źródło: DVWK 2000.

Strona

90

Ryc. 62. Oznaczenie parametrów przepławki szczelinowej z jednym przesmykiem (do tabeli nr 5.). Źródło: DVWK 2000 r.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Wielkość turbulencji (dyssypacji objętościowej) dla przepławek komorowych oblicza się ze wzorów podanych przez Lariniera, określających zdolność rozpraszania energii kinetycznej wody wpływającej do komory przepławki. Wartość ta w poszczególnych komorach przepławki może się wahać w granicach od 150 do 200 W/m3, a w basenach spoczynkowych nie powinna przekraczać 50 W/m3.

Ryc. 63. Przepławka typu vertical-slot z dwoma przesmykami. Źródło: Błachuta J., Rosa J., Wiśniewolski W., Zgrabczyński J. i in., 2010: Ocena potrzeb i priorytetów udrażniania ciągłości morfologicznej rzek w kontekście osiągnięcia dobrego stanu i potencjału części wód w Polsce, BPWMiiŚ Biprowodmel Sp. z o.o., Poznań.

3.3.2.3.

Przepławki deflektorowe

!

Strona

Przepławkę o prądzie wstecznym skonstruował belgijski inżynier Denil w 1909 r. Rynna przepławki biegnie po linii prostej, a w koryto wbudowane są w regularnych odstępach listwy (żebra) ustawione pod kątem 45° pod prąd wody. Powodują one redukcję prędkości, szczególnie przy dnie budowli. Wykonywane były początkowo z mosiądzu lub betonu, ostatnio coraz częściej robione są z drewna. Standardową formą tej przepławki jest litera „U”. Przepławka Denila może z powodzeniem funkcjonować

91

Przepławki tego typu wykonywane są w formie betonowych rynien bez wydzielonych komór, w których elementem spowalniającym prąd wody są gęsto ułożone deflektory denne o różnych kształtach, wykonane z drewna lub metalu. Przepławka ta składa się z rynien o maksymalnej długości 6-8 m i kącie nachylenia nawet do 45°, rozdzielonych basenami spoczynkowymi o różnicy rzędnych poziomu wody 1,5-2,0 m. W grupie przepławek deflektorowych najpopularniejsza jest przepławka systemu Denila, w której zastosowano deflektory wykonane w kształcie litery „U".

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! nawet przy nachyleniu 1:5. Jednak maksymalne nachylenie jak i wymiary żeber, zależne są od gatunków ryb migrujących danym ciekiem.

Ryc. 64. Przepławka typu Denila. Źródło: Błachuta J., Rosa J., Wiśniewolski W., Zgrabczyński J. i in., 2010: Ocena potrzeb i priorytetów udrażniania ciągłości morfologicznej rzek w kontekście osiągnięcia dobrego stanu i potencjału części wód w Polsce, BPWMiiŚ Biprowodmel Sp. z o.o., Poznań.

Ichtiofauna

pstrąg potokowy, karpiowate i inne

łosoś, troć i głowacica

m

%

1:n

Przepływ optymalny przy h*/ba=1,5 3 m /s

0,6 0,7 0,8 0,9 0,8 0,9 1,0 1,2

20 17 15 13,5 20 17,5 16 13

1:5 1:5,88 1:6,67 1:7,4 1:5 1:57 1:6,25 1:7,7

0,26 0,35 0,46 0,58 0,53 0,66 0,82 1,17

Szerokość koryta

Zalecane nachylenie

Tabela nr 5. Źródło: Larrnier 1983

Strona

92

Długość koryta dla ryb karpiowatych nie powinna przekraczać 8 m, a dla łososiowatych 10 m. Jeżeli wysokość pokonywanej przeszkody wymusza dłuższą konstrukcję, projektuje się baseny wypoczynkowe. Powinny one mieć długość 4-6 m wg Lubienieckiego, lub 3-5 m wg DVWK (2000). Na jego brzegach i w środku powinna się znajdować roślinność szuwarowa umocowana w odpowiedni sposób (Żelazo, Popek 2002). Wylot z przepławki, nawet przy najniższych stanach, powinien znajdować się pod wodą, zapewniając tak samo jak w przepławkach komorowych powstanie odpowiedniego prądu wabiącego. Dno przy wylocie z przepławki powinno być umocnione kamieniami, żeby ograniczyć możliwość wystąpienia erozji. Przy wlocie do przepławki powinno znajdować się zamknięcie używane podczas konserwacji budowli.

Do zalet przepławek Denila można zaliczyć to, że nadają się do łączenia górnej i dolnej wody na krótkim odcinku. Rynna wraz z żebrami może być z racji małych rozmiarów wykonywana jako prefabrykat poza miejscem montażu i transportowana w elementach.

Tego typu konstrukcje charakteryzuje mała wrażliwość na wahania dolnej wody, a zarazem dobrze wykształcony prąd wabiący. Poza bardzo nienaturalnym charakterem budowli, jej wadą jest duża łatwość blokowania przepływu przez dryfujące przedmioty

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

z racji wąskiego przekroju. Przepławki Denila dla odpowiedniej skuteczności wymagają dużych ilości wody, a co za tym idzie, ich działanie zależy bardzo od stanów górnej wody. Wśród ryb tylko łososiowate i niektóre karpiowate dobrze radzą sobie w tych przepławkach, toteż stosuje się je tylko tam gdzie niemożliwe jest zastosowanie innego rodzaju budowli umożliwiającej rybom wędrówkę.

3.3.2.4.

Przepławki węgorzowe (rynny)

Węgorz wędruje z rejonu Morza Sargassowego na żerowiska do europejskich jezior i rzek. Jako forma dojrzała wraca i po rozrodzie ginie (katadromiczny charakter wędrówki). Młode węgorze (długość ciała 7-20 cm) są zdolne pokonać niskie, mokre, pionowe przeszkody. Podczas wędrówki węgorz jest w stanie pokonać czasem krótkie odcinki pełzając po wilgotnej trawie do następnego zbiornika wodnego lub cieku. Dorosłe węgorze długości powyżej 30 cm mogą wędrować przez konwencjonalne przepławki (komorowe).

Dawniej dla ułatwienia migracji węgorzy stosowano rury w dnie rzeki wypełnione gałązkami związanymi w pęczki. Taki typ konstrukcji nie spełniał jednak zbyt długo swojej roli z racji dużej podatności na zamulanie przy wysokiej wodzie (Lubieniecki 2002).

Skutecznym pomysłem okazały się niewielkich rozmiarów (około 16x23 cm) rynny łączące górną wodę z dolną. Konstrukcja ich może być betonowa, stalowa lub z tworzyw sztucznych, jednak dno powinno być wyłożone materiałem umożliwiającym wędrówkę węgorzy pod prąd wody. Stosuje się szczotki nylonowe osadzone pionowo do podłoża na skośnie założonej tafli (ryc. 10.15.). Imitują one naturalną roślinność. Rozpraszając energię płynącej wody, stwarzają zróżnicowane warunki dla wędrówki ryb (zróżnicowana prędkość wody w przekroju). Jako podłoże stosowane są gałązki w wiązkach, kamienie lub drewniane kratownice. Z góry rynnę przykrywa pokrywa, mająca za zadanie ochronę przed drapieżnikami, jak i kłusownikami. Rynny węgorzowe, poza konstrukcją, różnią się też od konwencjonalnych przepławek usytuowaniem wlotu do przepławki od dolnej wody. Ponieważ przepławki węgorzowe służą prawie wyłącznie ułatwieniu wędrówki form młodocianych w strefie powierzchniowej wody, połączenie rynny węgorzowej z dnem rzeki nie jest konieczne. Koniecznością jednak jest usytuowanie dolnego stanowiska przy brzegu cieku. Na górnym stanowisku prąd musi być słaby i miejsce to musi być oddalone od krat zamontowanych przed turbinami elektrowni.

!

Strona

93

Rynny węgorzowe buduje się głównie w ujściach rzek, jako uzupełniające przy przepławkach konwencjonalnych lub Denila. Rynny węgorzowe stosuje się wszędzie tam, gdzie nie ma możliwości zastosowania przepławek o charakterze naturalnym.

Sprawdzają się one jako najlepsze z urządzeń ułatwiających węgorzom wędrówkę w górę rzek.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Ryc. 65. Rynna węgorzowa na ścianie budowli piętrzącej. Źródło: Błachuta J., Rosa J., Wiśniewolski W., Zgrabczyński J. i in., 2010: Ocena potrzeb i priorytetów udrażniania ciągłości morfologicznej rzek w kontekście osiągnięcia dobrego stanu i potencjału części wód w Polsce, BPWMiiŚ Biprowodmel Sp. z o.o., Poznań.

Ryc. 66. Umiejscowienie rynny węgorzowej: 1– rynna, 2 – przepławka komorowa, 3 – wejście do rynny, 4 – wejście do przepławki komorowej. Źródło: Błachuta J., Rosa J., Wiśniewolski W., Zgrabczyński J., i in.

2010: Ocena potrzeb i priorytetów udrażniania ciągłości morfologicznej rzek w kontekście osiągnięcia dobrego stanu i potencjału części wód w Polsce, BPWMiiŚ Biprowodmel Sp. z o.o., Poznań.

Strona

94

Ryc. 67. Przykładowe umiejscowienie rynny węgorzowej w przepławce.1 i 2 – przesmyki przepławki, 3 – rynna węgorzowa. Źródło: Błachuta J., Rosa J., Wiśniewolski W., Zgrabczyński J., i in. 2010: Ocena potrzeb i priorytetów udrażniania ciągłości morfologicznej rzek w kontekście osiągnięcia dobrego stanu i potencjału części wód w Polsce, BPWMiiŚ Biprowodmel Sp. z o.o., Poznań.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

3.3.2.5.

Śluzy dla ryb

Konstrukcja jak i działanie śluz dla ryb nie różni się prawie wcale od śluz dla statków.

Jednakże istnienie śluzy dla statków nie zapewnia rybom warunków swobodnej migracji w górę rzeki. Śluza dla ryb ma dużą komorę oraz górną i dolną regulację dopływu i odpływu wody. Otwieranie górnej i dolnej części jest zsynchronizowane i najczęściej następuje w półgodzinnych lub godzinnych odstępach czasowych. Śluzy dla statków otwierane są na krótko, nie zapewniając długotrwałego prądu wabiącego. W dużych komorach usytuowanych w środku nurtu rzeki wytwarza się duża turbulencja dezorientująca ryby. W śluzach dla ryb, aby zapewnić odpowiedni prąd wabiący, stosuje się rurę z dodatkowym dopływem wody z górnego poziomu i ujściem na wylocie komory.

Dla sprawnego działania śluzy wymiary wylotu i wlotu do komory powinny zapewnić średnią prędkość wody około 1,2 m/s. Prędkość opadania zwierciadła wody w komorze nie powinna przekraczać 2,5 m/min (SNiP 1987). Śluzy dla ryb z racji swojej konstrukcji zajmują niewiele miejsca oraz umożliwiają połączenia górnego i dolnego poziomu przy dużych różnicach wysokości. Wymagają one jednak ciągłego dozoru ze względu na ruchome części, napęd oraz urządzenia sterujące (Lubieniecki 2002).

Takie rozwiązanie w celu zachowania ciągłości biologicznej rzek jest od dawna stosowane w wielu krajach europejskich (Jens 1982). Należy nadmienić, że: „nieznane są dotąd możliwości wędrówek przez śluzę organizmów stanowiących pokarm dla ryb” (Lubieniecki 2002).

!

Strona

95

Ryc. 68. Schemat działania śluzy dla ryb. Źródło: Błachuta J., Rosa J., Wiśniewolski W., Zgrabczyński J., i in. 2010: Ocena potrzeb i priorytetów udrażniania ciągłości morfologicznej rzek w kontekście osiągnięcia dobrego stanu i potencjału części wód w Polsce, BPWMiiŚ Biprowodmel Sp. z o.o., Poznań.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

3.3.2.6.

Windy dla ryb

Windy dla ryb buduje się przy dużych różnicach poziomów pomiędzy górną a dolną wodą (powyżej 6,0 m), ograniczeniu ilości wody dla przepławki i jeżeli brakuje miejsca.

Tego rodzaju budowle mają w swojej dolnej części dużą wannę, do której prowadzi ryby prąd wabiący uzyskany poprzez połączenie górnej wody z dolną rurą. Składana i ruchoma krata (wrota dwuczęściowe), przesuwana w kierunku wanny, gromadzi ryby w wannie. Wanna wyciągana jest do góry, a przez otwór w jej dolnej części ryby dostają się do górnej wody i płyną dalej w górę rzeki.

Ryc. 69. Winda dla ryb. Źródło: Błachuta J., Rosa J., Wiśniewolski W., Zgrabczyński J., i in. 2010: Ocena potrzeb i priorytetów udrażniania ciągłości morfologicznej rzek w kontekście osiągnięcia dobrego stanu i potencjału części wód w Polsce, BPWMiiŚ Biprowodmel Sp. z o.o., Poznań.

3.3.3. Urządzenia do ochrony ryb spływających rzekami

Strona

96

Wykorzystywanie energetyczne piętrzeń wody na rzekach stwarza poważne zagrożenie w migracji ryb zstępujących. Przy elektrowniach wodnych przeważnie tylko nieznaczna część wody kierowana jest na przepławkę.

Na dużych rzekach, takich jak Odra czy Wisła, wielkość przepływu wody przez urządzenia umożliwiające migrację ryb winna stanowić ca. 1-5% średniego rocznego

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

przepływu z wielolecia (SSQ). Natomiast w rzekach mniejszych udział tego przepływu powinien się proporcjonalnie zwiększać, zbliżając się do poziomu przepływu nienaruszalnego. Jednakże przepływ ten winien być tak dobrany, aby zaprojektowane urządzenia mogły zapewnić możliwość migracji dla wszystkich gatunków ryb zamieszkujących rzekę. Minimalny dyspozycyjny przepływ wody przez urządzenia służące do migracji ryb waha się od 80 do 140 l/s w zależności od typu urządzenia.

Z ustaleń tych wynika, że tylko nieznaczna część przepływu rzeki przeprowadzana jest przez przepławkę, podczas gdy jego większość o wielkości zbliżonej najczęściej do SSQ kierowana jest na turbiny elektrowni. Tam też najczęściej trafiają spływające z wodą ryby.

Szkodliwe oddziaływanie elektrowni wodnych na spływające ryby jest dość dobrze udokumentowane. Badania tego problemu wykazały, że przy prędkości turbiny poniżej 100 obrotów na minutę uszkadzanych było poniżej 35% dostających się do jej kanału węgorzy, przy obrotach 125 na minutę straty sięgały 40 do 60% ryb, natomiast przy obrotach 150 na minutę uszkadzanych było 50 do 90% wpływających ryb (Wiśniewolski 2002 za Jens i in. 1997). W odniesieniu do pstrągów tęczowych o wielkości odpowiadającej spływającym smoltom łososia i troci doświadczalnie wykazano, że ich śmiertelność w zależności od wysokości piętrzenia i typu turbiny sięgać może nawet 60% (Bartel et al. 1993).

Istotne znaczenie posiada również rozstaw łopatek turbiny, im rzadziej są one osadzone tym straty mniejsze. Z przesłanek tych wynika konieczność stosowania turbin wolnoobrotowych o dużym rozstawie łopatek. Zastosowanie wolnoobrotowych turbin nie rozwiązuje jednak problemu, dlatego niezbędne jest wykonywanie jeszcze innych zabezpieczeń. Powszechnie stosowane są więc kraty zamykające wlot do kanału turbin. Zastosowanie kraty o rozstępie 20 mm, zamiast powszechnie stosowanej o rozstępie 60 mm, powoduje na piętrzeniu o wysokości 4 m spadek sprawności turbiny zaledwie o 0,3% (Wiśniewolski 2002 za Jens 1987). Obawy przed stosowaniem zabezpieczeń w postaci gęstych krat nie są więc uzasadnione.

Kraty służą głównie do ograniczania rybom dostępu do turbin, lecz stają się również przyczyną strat w ichtiofaunie, istnieje więc potrzeba stosowania zabezpieczeń dodatkowych, które poprawiać będą skuteczność kierowania (oprowadzania) spływających z wodą ryb do przepławki lub swobodnego przelewu. Dlatego też należy zwrócić uwagę na to, aby kratę lokalizować tak, aby siła prądu przy niej nie przekraczała podanych wcześniej krytycznych wartości pokonywania przez ryby prądu wody. Jeśli tego nie uwzględnimy, ryby nie mogąc przezwyciężyć siły prądu wody, będą ginęły na kracie. Korzystne będzie odsunięcie kraty od wlotu do kanału turbin, jak również skośne poprowadzenie od brzegu w kierunku przepławki.

!

systemy akustyczne – wytwarzające pod wodą mieszaninę dźwięków w zakresie częstotliwości od 10 Hz do 3 KHz. Są one bardziej skuteczne dla jednych

Strona

!

97

Od szeregu lat próbowano również stosowania różnych urządzeń odstraszających ryby przed wejściem do turbin elektrowni i nadal prowadzone są badania zmierzające do znalezienia najbardziej uniwersalnego i skutecznego rozwiązania. Najczęściej stosowane rozwiązania to:

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! gatunków ryb, a mniej dla innych. I tak np. smolty łososia są bardziej wrażliwe na dźwięk aniżeli węgorze, które z kolei są bardziej wrażliwe na światło; !

bio-akustyczne ekrany – w celu poprawy skuteczności jak również spektrum oddziaływania, połączono metodę akustyczną z kurtyną wytworzoną z pęcherzyków sprężonego powietrza;

!

światło stroboskopowe – stwierdzono, że światło to działa skuteczniej jako element odstraszający dla ryb aniżeli stała iluminacja świetlna. Światło stroboskopowe jest szczególnie efektywnym elementem odstraszającym w przypadku łososi i węgorzy.

W celu zwiększenia skuteczności tej metody stosuje się równocześnie kurtyny z pęcherzyków powietrza;

!

kurtyny z pęcherzyków sprężonego powietrza – raczej rzadko stosowane samodzielnie, najczęściej jako dopełnienie systemów akustycznych i metody stroboskopowej.

Od szeregu lat próbowano również stosowania odstraszających urządzeń elektrycznych, które miały nie tylko trzymać ryby z dala od turbin, lecz również kierować je w określone miejsce. Jednakże głównym czynnikiem ograniczającym efektywność stosowania tej metody była jej stosunkowo niska skuteczność w warunkach silnego prądu wody. Napływające szybko ryby nie są wówczas w stanie odpowiednio wcześnie zareagować ucieczką na działanie pola elektrycznego i wpływają w obszar jego rażenia.

Często niezadowalające dotychczas rezultaty stosowania barier elektrycznych do ochrony spływających ryb, ugruntowały ogólne przekonanie o faktycznie małej przydatności tej metody ochrony.

Obecnie coraz częściej stosowane już są bariery elektryczne. Jest to wynikiem poprawy skuteczności tych urządzeń, dzięki zastosowaniu w nich nowoczesnej elektroniki. Pozwala ona na wytwarzanie stopniowanych elektro-impulsów pola elektrycznego niskiego napięcia (natężenie pola <0,1 Wcm), które oddziaływają na układ nerwowo-mięśniowy (elektroreceptorowy) organizmu. Trafiając w takie pole jeszcze daleko od chronionego miejsca, zarówno ryby dorosłe jak i narybek zmieniają kierunek ruchu płynąc w przeciwną stronę.

Wpływ pola elektrycznego na reakcję ryb wykorzystuje się od dawna zarówno dla wabienia a następnie odłowu, jak również w celu odstraszania ryb z danego obszaru.

Dotychczas stosowane bariery elektryczne składały się z zespołu metalowych elektrod zanurzonych w wodzie, do których podłączano napięcie. Źródłem napięcia była najczęściej sieć elektryczna o częstotliwości 50 Hz, a pole elektryczne generowane pomiędzy elektrodami było jednorodne. Stąd ilość energii elektrycznej działającej na ryby uzależniona była od ich rozmiarów, czasu przebywania w obszarze między elektrodami, a także od natężenia pola elektrycznego.

Strona

98

Ryba wpływając w obszar chroniony (pomiędzy dwa rzędy elektrod) otrzymywała taką samą ilość energii elektrycznej zarówno na początku bariery jak i przy jej końcu, co skutkowało tym, że pole elektryczne, które odstraszało średnie i duże ryby (bez ich porażenia), nie wywoływało z kolei odstraszania u małych ryb. Przy zwiększeniu natężenia pola elektrycznego poprzez zwiększenie napięcia zasilającego, wywoływano efekt odstraszania u małych ryb powodując jednocześnie porażanie średnich i dużych.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Kanadyjska firma Smith-Root opracowała barierę elektryczną dla ryb niwelującą te problemy. Urządzenie to wytwarza w środowisku wodnym niejednorodne pole elektryczne, z natężeniem wzrastającym w miarę zbliżania się ryby do obszaru chronionego. Uzyskano to poprzez zasilanie poszczególnych elektrod z niezależnych generatorów impulsów prostokątnych, gdzie każdy następny generator zasila elektrody impulsami o większym niż poprzedni napięciu (amplitudzie).

Ryc. 70. Schemat działania bariery Smith-Root. Źródło: Ochrona ichtiofauny w rzekach z zabudową hydrotechniczną. M. Mokwa, W. Wiśniewolski (red.). Monografia naukowa, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław.

Efektem tego jest odstraszanie ryb dużych i średnich na początku obszaru chronionego (elektrody nr 1, 2 lub 3). Małe ryby odstraszane są po dopłynięciu w okolice następnych elektrod (nr 3, 4 lub 5). Takie rozwiązanie zapewnia dużą efektywność działania i zapobiega rażeniu ryb poprzez pole elektryczne o zbyt dużym natężeniu

!

Strona

Aby bariera elektryczna działała skutecznie, musi być jednak zlokalizowana w strefie słabego prądu wody, gdyż tylko wówczas ryby będą miały dość czasu, aby zareagować

99

Elektrody wykonane są z prętów stalowych zatopionych w płycie betonowej, umieszczonej w dnie rzeki. Długość elektrod równa jest szerokości cieku.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! na działanie prądu i uciec ze strefy jego oddziaływania (Wiśniewolski 2002 za Jens i in.

1997).

Ryc. 71. Schemat elektrod firmy Smith-Root. Źródło: Ochrona ichtiofauny w rzekach z zabudową hydrotechniczną. M. Mokwa, W. Wiśniewolski (red.). Monografia naukowa, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław.

3.4. Rzeka jako korytarz ekologiczny i jego rola (Jelonek M.)

Strona

100

Urządzania dla migracji ryb przez przegrody, których konstrukcja przypomina naturalny odcinek W powszechnym rozumieniu korytarze ekologiczne umożliwiają przemieszczanie się różnorodnych gatunków, zarówno roślin jak i zwierząt, między odizolowanymi siedliskami oraz swobodną wymianę genów między populacjami.

Ponadto korytarze zapewniają możliwość formowania się lokalnej szaty roślinnej.

Dodatkowo korytarz ekologiczny spełnia bardzo praktyczną funkcję z punktu widzenia człowieka. Jest swoistym rezerwatem, w którym mogą żyć i rozmnażać się dzikie zwierzęta z dala od osad ludzkich. Tym samym korytarz minimalizuje śmiertelność wśród dzikich zwierząt i straty wyrządzone człowiekowi przez niektóre zwierzęta. Bez występowania korytarzy ekologicznych nie byłyby możliwe nie tylko migracje i wędrówki wielu gatunków, ale także regeneracja wielu organizmów np. po zniszczeniach spowodowanych przez człowieka czy po kataklizmach.

Najważniejsze korytarze ekologiczne tworzą doliny rzeczne wraz z rzekami. Rzeki stanowią swoisty szlak komunikacyjny dla roślin i zwierząt – z nurtem, lub wzdłuż rzek różnorodne gatunki roślin i zwierząt mogą przemieszczać się na wiele kilometrów w górę, jak i w dół rzeki. Rzeka, jako korytarz ekologiczny, nie tylko gwarantuje gatunkom roślin i zwierząt warunki do przemieszczania się, ale także daje możliwość schronienia, rozmnażania się i dostępu do pożywienia. W odniesieniu do różnych gatunków, korytarz ekologiczny nie zawsze oznacza to samo. I tak np. dla ryb korytarzem ekologicznym jest tylko rzeka, z różnorodnym korytem i prądem wodnym, a już np. dla ptaków wodnych pojęcie korytarza ekologicznego obejmuje, poza rzeką, także brzegi, zadrzewienia, stawy służące im, jako miejsce odpoczynku czy żerowania.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Rzeki, jako korytarze ekologiczne pełnią podstawową funkcję w utrzymaniu bioróżnorodności. Ich istnienie zapobiega szybkiemu wymieraniu wielu gatunków flory i fauny. Pozbawienie doliny rzecznej korytarza ekologicznego oznacza drastyczny spadek różnorodności biologicznej. Funkcja rzeki, jako korytarza ekologicznego ściśle związana jest z utrzymaniem ciągłości rzeki. W dużym uproszczeniu można powiedzieć, że ekologiczna ciągłość rzek i ich dolin to warunki dla swobodnego i bezpiecznego przemieszczania się organizmów wodnych w górę i w dół rzeki. Przerwanie ciągłości cieku zaburza procesy życiowe niektórych organizmów wodnych. Najbardziej wrażliwe na skutki przerwania ciągłości ekologicznej rzek są gatunki minogów i ryb dwuśrodowiskowych, odbywających wędrówki tarłowe na odległość setek, a czasem nawet tysięcy kilometrów. Przez odcięcie drogi przez budowle piętrzące wodę organizmy te, w okresie tarła nie mogą dotrzeć do miejsc, gdzie wydają potomstwo, co prowadzi do wyginięcia całych gatunków ryb dwuśrodowiskowych.

!

Strona

101

W Polsce największe korytarze ekologiczne są ściśle związane z dolinami rzecznymi.

Szczególnie ważnymi korytarzami są Wisła, Odra, Bug i San.

PodrÄ&#x2122;cznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych â&#x20AC;&#x201C; wybrane zagadnienia

Strona

102

!

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

4.

Renaturyzacja rzek

4.1. Wprowadzenie „Naturalność koryt rzek, cechująca się niekorzystnymi warunkami hydraulicznymi i dużą dynamiką zmian poziomów wody – bardzo często pozostaje w kolizji z gospodarczym wykorzystaniem doliny i może generować poważne zagrożenie wodami wielkimi. Z tych względów, od wieków występowała silna presja na przekształcanie i zagospodarowanie rzek w celu dostosowania warunków ukształtowanych przez naturę do potrzeb i wymagań gospodarki. Regulacje rzek wykonywano najczęściej w celu ochrony przed powodzią terenów przyległych do rzeki, poprawy warunków żeglownych, intensywnego rolniczego wykorzystania dolin rzecznych oraz ujęć i zrzutów wody. Gdy regulację przeprowadzano według modelu tzw. „regulacji technicznej” rzeki ulegały radykalnym przekształceniom: trasa rzeki uzyskiwała regularny (wyprostowany) układ, a koryto jednolity i regularny kształt przekroju poprzecznego. Zmienia to znacząco charakterystykę prędkości przepływu oraz morfologię koryta, czyli powoduje drastyczną zmianę warunków życia flory i fauny” (Kajak 1992).

Zdzisław Kajak w 1992 roku podczas XII Ogólnopolskiej Szkoły Hydrauliki trafnie ujął dominujący sposób zagospodarowania rzek i dolin rzecznych. Analiza jego skutków stała się impulsem do modyfikacji sposobu regulacji rzek, ze szczególnym uwzględnieniem potrzeb środowiska przyrodniczego.

Jak podaje prof. dr hab. inż. Jan Żelazo, można w nim wyróżnić dwa nurty: !

!

realizacja przedsięwzięć z zakresu „renaturyzacji rzek”, których celem jest przywrócenie walorów przyrodniczych rzekom, nadmiernie w przeszłości przekształconym lub zdegradowanym, opracowanie i wdrożenie zasad zagospodarowania rzek (regulacji rzek), które pozwalają ochronić najcenniejsze zasoby przyrodnicze rzek – tzw. „regulacja przyjazna środowisku”.

4.2. Podstawy renaturyzacji rzek

!

Strona

Renaturyzacja, ze względu na brak możliwości całkowitego przywrócenia rzekom stanu naturalnego, jest działaniem kompromisowym i skomplikowanym. Spowodowane jest to faktem, iż w naturalnych warunkach rzeka podlega ciągłym zmianom, a więc ustalenie stanu pierwotnego, do którego należy rzekę przywrócić jest praktycznie niemożliwe.

Renaturyzację planuje się zatem w celu uzyskania stanu zbliżonego do występującego

103

Pod pojęciem renaturyzacji rzek rozumie się przeważnie zespół działań z zakresu inżynierii wodnej i ochrony środowiska zmierzających do odzyskania przez nadmierne przekształcone lub zdegradowane rzeki cech zbliżonych do naturalnych. Renaturyzacja rzek powinna w zrównoważony sposób łączyć zarówno wymagania gospodarki, możliwości techniki jak i ochrony środowiska. W renaturyzowanach obszarach dolin rzecznych często niemożliwe jest osiągnięcie takich korzyści ekonomicznych jak ma to miejsce na ciekach całkowicie uregulowanych, co jest wynikiem braku możliwości całkowitego odrzucenia korzyści gospodarczych.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! w naturze (charakterystycznego dla określonego obszaru), odpowiadającego stanowi rzeki przed jej przekształceniem.

a

niekoniecznie

Renaturyzacja rzek jest procesem długotrwałym i wymagającym, wiąże ona bowiem bezpośrednią, krótkotrwałą, techniczną działalność człowieka z powolnymi naturalnymi procesami realizowanymi przez samą naturę.

Dla zwiększenia szans realizacji renaturyzacji rzek powinna ona przynosić również korzyści inne od przyrodniczych, np.: rekreacyjne, komunalne czy gospodarcze.

4.3. Przeszkody w renaturyzacji rzek Należy jasno powiedzieć, że praktycznie niemożliwym jest, aby w efekcie procesu renaturyzacji rzeki, doprowadzić do odtworzenia naturalnej doliny rzeki wraz z jej korytem. Jak już wcześniej wspomniano, renaturyzacja jest swego rodzaju kompromisem godzącym aspekty przyrodnicze, techniczne, prawno-administracyjne i ekonomiczne. Decydując się na renaturyzację danego odcinka rzeki należy w pierwszej kolejności ocenić, czy możliwe jest uzyskanie zadowalających celów przyrodniczych, uwzględniających konieczność zachowania chociażby częściowo konkretnych efektów gospodarczych.

Jednym z głównych elementów renaturyzacji jest tworzenie zróżnicowanego w planie układu rzeki. Polega to na odtworzeniu meandrów czy też wykonaniu prac, które doprowadzą do ich samoistnego powstania. Wykonywane w trakcie wielu dziesięcioleci regulacje rzek obejmowały często „prostowanie” koryt rzecznych, umożliwiające bezpieczne zagospodarowanie pozyskanych w ten sposób terenów. Przez lata tereny te stały się naturalną (suchą) częścią pól uprawnych, miast, stref zabudowy mieszkaniowej i innych obszarów użytkowanych gospodarczo przez człowieka.

W podobny sposób opisać można skutek budowy budowli hydrotechnicznych i to zarówno tych, które służą ochronie przeciwpowodziowej (zbiorniki, wały itp.), jak i tych, które służą np. energetyce. Przywrócenie rzece w pełni naturalnego stanu na tak silnie przekształconych odcinkach może być niemożliwe lub bardzo ograniczone w związku z tym, że usunięcie tych budowli spowodowałoby powrót uciążliwości (powodzie, zabagnienia itp.) z czasów przed ich wykonaniem.

Strona

104

Względy ekonomiczne i związane z nimi konflikty społeczne stanowią istotny problem w zamierzeniach związanych z renaturyzacją rzek. Renaturyzacja związana jest bardzo często z koniecznością znacznego zwiększenia obszaru zajmowanego przez koryto rzeki i tym samym powoduje konieczność jego wykupu od obecnych właścicieli czy też wprowadzenia odpłatnego ograniczenia w jego użytkowaniu. Dobrym przykładem obrazującym skalę problemu jest rzeka Skjern w Dani, gdzie ok. 30% wartości zadania pochłonęły koszty wykupów gruntów (łącznie 22 km2) dokonywanych w czasie 12 lat.

Należy zaznaczyć, że ok. 10% gruntów nie udało się wykupić i na ich obszarze wprowadzono odpłatną zmianę sposobu użytkowania.

Przywracanie naturalności w znacznym stopniu determinowane jest zjawiskami występującymi w korytach rzek. Pełne przywrócenie naturalności rzece nadmiernie przekształconej (uregulowanej według zasad technicznych) jest niemożliwe, gdyż procesy rzeczne są nieodwracalne. Nawet wierne odtworzenie kształtu układu

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

poziomego rzeki nie zagwarantuje przywrócenia warunków abiotycznych i pełnego powrotu organizmów żywych (w układzie gatunkowym i populacyjnym) z okresu przed wykonaniem robót regulacyjnych (Żelazo 2010).

4.4. Charakterystyka przedsięwzięć z zakresu renaturyzacji rzek (Żelazo 2010) Główne cele przedsięwzięć renaturyzacyjnych planowanych na rzekach można zestawić następująco: !

wzrost zróżnicowania biologicznego i zwiększenie walorów przyrodniczych,

!

wzrost walorów krajobrazowych, rekreacyjnych i turystycznych,

!

poprawa jakości wody i zwiększenie możliwości retencyjnych,

!

zachowanie (przywrócenie) ciągłości ekosystemu rzeki.

Do zamierzonych celów renaturyzacji powinny być dostosowane odpowiednie działania, których szeroki zakres zaprezentowano w tab. 7. Nie w każdym przypadku niezbędny jest pełny zakres tych działań i nie zawsze i nie wszędzie realizacja wszystkich tych zamierzeń będzie możliwa. Dlatego proces renaturyzacji powinien być realizowany etapowo, poczynając od działań najpotrzebniejszych, takich które przyniosą najlepsze skutki przyrodnicze, a których realizacja może być zaakceptowana przez innych użytkowników wód. Niezwykle ważne jest jednak sporządzenie planu działań strategicznych, który powinien nakreślać zarówno dalsze działania zmierzające do zbliżenia wód do natury jak i monitoring skutków przeprowadzonych działań oraz stosowne reakcje w zależności od uzyskanych wyników.

Najbardziej efektywne przyrodniczo są działania renaturyzacyjne prowadzone w korycie rzeki i strefie brzegowej w celu zwiększenia różnorodności morfologii koryta. Ta różnorodność jest jedną z najważniejszych cech naturalnych rzek i jest efektem ruchu wody i rumowiska oraz, ściśle z tym ruchem związanych, zjawisk erozji i sedymentacji.

Wzrost aktywności morfodynamicznej osiągnąć można poprzez likwidację lub ograniczenie czynników krępujących ten proces: zmiany w ukształtowaniu układu poziomego, umocnieniach brzegów oraz profilu podłużnym, w tym usunięcie przeszkód zaburzających reżim ruchu rumowiska rzecznego.

Odtworzenie naturalnego kształtu biegu rzeki (zmienionego w wyniku regulacji) jest możliwe rzadko, gdyż starorzecza przeważnie zostały zasypane lub trwale odcięte od rzeki uregulowanej. Z tych względów w ramach przedsięwzięć renaturyzacyjnych „odzyskuje” się zazwyczaj jedynie fragmenty starorzeczy lub zapewnienia organizmom komunikację między starorzeczami a korytem głównym albo nadaje się rzece uregulowanej (wyprostowanej) krzywoliniowy układ w planie, przypominający spotykany na rzekach naturalnych.

!

budowle i umocnienia

częstość i czas zalewów

ukształtowanie skarp

profil podłużny

ukształtowanie linii brzegowej

morfologia terenu zalewowego zróżnicowanie wilgotnościowe

zagospodarowanie zlewni jakość wody retencjonowanie wody

105

aktywność morfodynamiczna układ poziomy rzeki

Dopływ i obszar zlewni

Strona

Koryto rzek

Strefa przedsięwzięć Strefa brzegowa Teren zalewowy

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! przekrój poprzeczny

roślinność brzegowa

zróżnicowanie struktur rzecznych

elementy habitatowe

komunikacja z korytem głównym roślinność

działania przeciwerozyjne komunikacja dla organizmów

Tabela nr 6. Przestrzenny zakres przedsięwzięć renaturyzacji rzek.

Często jednak nawet takie lokalne odtworzenie trasy rzeki jest niemożliwe i przywracanie naturalności sprowadza się odbudowy charakterystycznych struktur rzek naturalnych: zatok, półwyspów, wysp i lokalnych przeszkód, powodujących zmiany rozkładów prędkości, które prowadzą do zwiększenia różnorodności morfologii koryta.

W szczególności odnosi się to do uregulowanych dużych rzek, w których przedsięwzięcia renaturyzacyjne mogą obejmować zazwyczaj tylko fragmenty brzegu, likwidację lub zamianę umocnień brzegowych, udrożnienie bocznych ramion rzeki, odnowę pól międzyostrogowych czy też „odzyskanie” części terenów zalewowych.

Ważnym elementem przywracania rzekom dobrego stanu ekologicznego jest zwiększenie zróżnicowania kształtów przekrojów poprzecznych. W warunkach naturalnych to zróżnicowanie jest skutkiem złożonej struktury hydraulicznej strumienia wody płynącej po zakrzywionej trasie. Jeśli niemożliwe jest przywrócenie krzywoliniowego układu rzeki w planie, w celu zróżnicowania topografii dna wprowadza się systemy kierujące strumieniem wody (deflektory, kierownice, odpowiednio ukształtowane progi), zróżnicowanie szerokości przekroju poprzecznego, przeszkody w korycie rzeki, które różnicują rozkład prędkości przepływu, co skutkuje zwiększeniem zróżnicowania morfologii koryta.

Istotną rolę w przywracaniu rzekom naturalności odgrywa roślinność. W ramach działań renaturyzacyjnych realizuje się: zabudowę roślinną brzegów, zadrzewienia obszarów przybrzeżnych i terenów zalewowych, wprowadzanie roślinności w istniejącą zabudowę techniczną brzegów (tzw. ożywianie budowli istniejących lub zastępowanie ich umocnieniami roślinnymi). Roślinność brzegowa poprawia warunki stabilności brzegów oraz posiada duże znaczenie przyrodnicze i krajobrazowe. Przy doborze gatunków roślin do zabudowy brzegów rzek uwzględnione powinny zostać warunki hydrauliczne i hydrologiczne, a w przestrzennym rozmieszczeniu roślinności należy wziąć pod uwagę funkcje przyrodnicze roślin, np. znaczenie ornitologiczne.

4.5. Przykłady 4.5.1. Rzeka Isaar (Niemcy)

Strona

106

4.5.1.1.

Odcinek miejski – Monachium

Podobnie jak inne większe rzeki środkowej Europy, również rzeka Isar, tocząca swe wody od Alp (pasmo Karwendel) do Dunaju, została skanalizowana ponad 200 lat temu, głównie po to, aby zapobiegać powodziom i korzystać z dobrodziejstw energetyki wodnej. Występujące w końcu XX wieku powodzie wywołały dyskusje na temat poprawy ochrony przeciwpowodziowej w dolinie rzeki, ze szczególnym uwzględnieniem poprawy walorów krajobrazowych i rekreacyjnych wzdłuż brzegów rzeki przy równoczesnym zastosowaniu rozwiązań bliskich naturze. Rozpoczęty w 2000 roku projekt obejmował 8-kilometrowy odcinek rzeki w mieście Monachium jak i (w dłuższej perspektywie) ok. 100-kilometrowy odcinek rzeki przebiegający przez obszary rolnicze.

Podstawowe dane o rzece Isaar:

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

powierzchnia zlewni ok. 9000 km2,

!

długość rzeki ok. 260 km,

!

opad średnioroczny u źródeł 2000 mm/rok,

!

opad średnioroczny w okolicach Monachium 700 mm/rok,

!

wysokie stany występują głównie wiosną i jesienią,

!

przepływy w przekroju Monachium (wg oznaczeń niemieckich): " NMQ (przepływ niski) 30 m3/s, " MQ (przepływ średni) 90 m3/s, " HQ (przepływ wysoki) 350 m3/s, " HHQ (przepływ maksymalny) 1440 m3/s,

!

obszar NATURA 2000 – ok. 100-kilometrowy odcinek rzeki na terenie Bawarii znajduje się na obszarach NATURA 2000. Dolina rzeki stanowi korytarz migracji łączący Alpy z Dunajem.

Realizacja projektu była początkowo warunkowana koniecznością poprawy jakości wody, a dopiero potem zwiększeniem ochrony przeciwpowodziowej i stworzeniem terenów rekreacyjnych. Projekt ten jest bardzo dobrym przykładem skutecznego połączenia renaturyzacji rzeki z jednoczesnym przybliżeniem jej mieszkańcom i utworzeniem ciekawych form krajobrazu.

Prace badawcze i projektowe prowadzone były przez zespół inżynierów, architektów krajobrazu, planistów miejskich i biologów przy udziale społeczeństwa (w tym wędkarzy i kajakarzy) i obejmowały m.in.: !

przebudowę umocnień brzegów kanalizujących koryto cieku i zastąpienie ich rozwiązaniem, które pozwala rzece na samoistne ich kształtowanie przez płynącą wodę, w ustalonych granicach.

Zastosowano ciekawe rozwiązanie z wykorzystaniem materiału pozyskanego z rozbiórki dotychczasowych umocnień brzegów i elementów konstrukcji przebudowanych/rozebranych obiektów hydrotechnicznych. Na granicy obszaru, na którym dopuszcza się dynamiczne kształtowanie brzegów, utworzono pas ciężkich ubezpieczeń poprzez wykonanie liniowego wykopu, który wypełniono materiałem z rozbiórek;

!

poszerzenie koryta rzeki (doliny) o ok. 30%, z jednoczesnym zachowaniem ok. 60% terenów zielonych na potrzeby rekreacji, poprzez relokację istniejących obwałowań; utworzenie łach, odsypisk i progów dennych dla wytworzenia stref o zróżnicowanych prędkościach przepływu wody; przebudowę większości z istniejących obiektów hydrotechnicznych (m.in. zamiana jazów na bystrza) i uzyskanie ciągłości morfologicznej koryta rzeki zarówno poprzez umożliwienie migracji organizmów żywych jak i rumowiska.

! !

!

Strona

We wrześniu 2005 r. powódź zweryfikowała pozytywnie wykonany projekt. Poza jednym odcinkiem brzegu na długości ok. 350 m, nie było w zasadzie większych szkód.

107

Istotnym jest fakt, że pomimo zaangażowania wielobranżowego zespołu specjalistów i szerokiego zakresu prac badawczo-projektowych w pierwszej kolejności wykonano odcinek pilotażowy, którego celem była weryfikacja założeń i zdobycie niezbędnego doświadczenia przed renaturyzacją kolejnych odcinków rzeki.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Naniesione przez rzekę odpadki, drzewa i śmieci zostały usunięte, podobnie jak to miało miejsce przed renaturyzacją. Uszkodzone umocnienia brzegu naprawiono i dodatkowo wzmocniono. Rumosz był transportowany przez przebudowane budowle bez większych problemów, powstały nowe odsypiska i łachy, a część z wcześniej wykonanych została przemieszczona, ale w niewielkim stopniu, niezmieniającym ich pierwotnego przeznaczenia.

Strona

108

Dzięki urozmaiconej zabudowie koryta rzeki, znajdują się w nim strefy stale zalane jak i okresowe zalewane, co przyczynia się do powstawania lokalnych cennych biotopów.

Na wielu obszarach pojawiła się cenna roślinność trawiasta i łąkowa.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Ryc. 72. Plan 8-kilometrowego odcinka rzeki poddanego renaturyzacji. Źródło: Arzet K., Joven S., The Isar Experience – Urban River Restoration in Munich, autor grafiki: Stefan Joven.

Ryc. 73. Ograniczenie koryta rzeki. Źródło: Arzet K., Joven S., The Isar Experience – Urban River Restoration in Munich.

!

Strona

109

Ryc. 74. Efekty dynamicznego procesu tworzenia brzegu rzeki. Źródło: Arzet K., Joven S., The Isar Experience – Urban River Restoration in Munich.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Ryc. 75. Koryto rzeki przed (z lewej) i po renaturyzacji (z prawej). Źródło: Arzet K., Joven S., The Isar Experience – Urban River Restoration in Munich.

4.5.1.2.

Rzeka Isaar na południe od Monachium

Na południe od Monachium rzeka Isaar przepływa przez zalewową dolinę pokrytą lasami. Wody z rzeki są ujmowane w kanały na potrzeby energetyki, dla której stosowne koncesje wygasły w 1997 r. Aby otrzymać nowe pozwolenia na energetyczne wykorzystanie wód rzeki Isaar, przedsiębiorstwa energetyczne zostały zmuszone do zwiększenia przepływów minimalnych (z 5 m3/s do 15 m3/s) i sfinansowania 50% kosztów renaturyzacji rzeki, która obejmowała: !

usunięcie dotychczasowych betonowych umocnień brzegów i tym samym zwiększenie powierzchni terenu „dostępnego” dla rzeki,

!

stworzenie kanałów obiegowych dla zachowania ciągłości morfologicznej rzeki,

!

poprawę dostępności terenów nadrzecznych na potrzeby rekreacji,

!

wykonanie parkingów i toalet publicznych,

!

budowę systemu informacyjnego o projekcie.

4.5.1.3.

Rzeka Isaar na północ od Monachium

Projektem objęto 70-kilometrowy odcinek rzeki na północ od Monachium. Przedmiotem projektu są działania analogiczne do tych, które opisano w pkt. 4.5.1.2. Zakłady energetyczne eksploatujące elektrownie wodne utraciły koncesję na produkcję energii w 2001 r. Udział finansowy zakładów energetycznych w całkowitych kosztach projektu wynosi 20 mln euro (w ciągu 10 lat). Ponadto zakłady energetyczne muszą zwiększyć przepływ minimalny do 13-17 m3/s.

4.5.2. Renaturyzacja stosunków wodnych na obszarze Biebrzańskiego Parku Narodowego (Żelazo 2010)

Strona

110

Aktualny układ hydrograficzny Basenu Środkowego Bagien Biebrzańskich, ukształtowany został w połowie XIX wieku, kiedy to wykonane zostały duże kanały odwadniające: Woźnawiejski i Rudzki (rys. 75.). Kanał Woźnawiejski zastępuje ujściowy odcinek rzeki Jegrzni, łącząc jej koryto z rzeką Ełk. Wody Jegrzni nie zasilają więc (jak to miało miejsce w przeszłości) obszaru bagienngo położonego w jej dolinie, lecz są odprowadzane tranzytowym kanałem bezpośrednio do koryta Ełku. Po zejściu wód wielkich, Kanał Woźnawiejski spełnia rolę systemu drenującego dla przyległych do niego obszarów. Koryto Jegrzni odprowadza obecnie jedynie część wód wielkich oraz wody z własnej zlewni. Kanał Rudzki łączy koryto rzeki Ełk z Biebrzą, przez co odcięte zostało zasilanie w wodę bagiennych obszarów doliny Ełku na odcinku od ujścia Jegrzni do Kanału Woźnawiejskiego. Ten sztuczny układ hydrograficzny stworzył warunki umożliwiające rolnicze wykorzystanie dużego kompleksu łąk, co w przeszłości wyraźnie zwiększyło bazę paszową regionu.

Wybudowanie kanałów oznaczało dla ekosystemów bagiennych w dolinach rzek Biebrza-Jegrznia-Ełk zmianę warunków zasilania i stosunków wodnych, zatrzymanie procesów torfotwórczych i degradację związanych z nimi ekosystemów. Podstawowym czynnikiem kształtującym cenne warunki przyrodnicze na terenie Biebrzańskiego Parku

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Narodowego są stosunki wodne. Dla ochrony siedlisk mokradłowych, a także stabilizacji procesów torfotwórczych, niezbędne jest utrzymanie wysokiego poziomu wód gruntowych. Ochrona zasobów przyrodniczych BPN wymaga więc przywrócenia stosunków wodnych, zbliżonych do tych, które występowały przed wybudowaniem kanałów odwadniających. Te działania, oczywiste i przekonywujące z punktu widzenia potrzeb środowiska przyrodniczego, budzą jednak liczne kontrowersje, jeśli weźmie się pod uwagę oczekiwania gospodarcze tego obszaru. Niezbędne było rozpoznanie warunków hydrologicznych, hydraulicznych i opisanie zjawiska zasilania w wodę renaturyzowanych terenów. Niezbędne były również rozpoznania potrzeb wodnych upraw rolniczych prowadzonych na tym terenie, a także rozpoznań o charakterze społecznym i socjologicznym, które miały dać odpowiedź na pytania związane z zamierzeniami samych rolników, perspektywami prowadzenia gospodarstw, możliwością sprzedaży gruntów itp.

O skali problemów (ograniczenia, konieczność uwzględnienia potrzeb i interesów różnych użytkowników) związanych z opracowaniem koncepcji stosunków wodnych na terenie BPN, świadczy przykład działań na jednym z jego fragmentów – w Kanale Woźnawiejskim i w korycie Jegrzni. Kanał Woźnawiejski pełni w obecnych warunkach funkcję kanału „ulgi”, który przejmuje wody Jegrzni i prowadzi je znacznie skróconą trasą bezpośrednio do Biebrzy. W efekcie w dolinie Jegrzni ograniczone zostały wylewy wód wielkich i do tego stanu wilgotnościowego rolnicy dostosowani zagospodarowanie i wykorzystanie przyległych do rzeki terenów. Po zejściu wód wielkich, Kanał Woźnawiejski pełni funkcję drenującą dla dużych obszarów bagiennych, co z punktu widzenia potrzeb przyrodniczych BPN, jest zdecydowanie niekorzystne.

potrzebna jest renaturyzacja rzeki Jegrzni – udrożnienie koryta w celu przejęcia części wody wód wielkich prowadzonych korytem Kanału Woźnawiejskiego, w ilości, która nie będzie powodować zniszczeń w rolnictwie i uniemożliwiać dotychczasowego wykorzystania gruntów;

!

Kanał Woźnawiejski mimo że jest obiektem sztucznym, powinien być pozostawiony, gdyż w jego pobliżu powstały cenne biotopy, a ponadto może być on wykorzystany do odprowadzenia nadmiaru wód wielkich (ponad dozwoloną przepustowość koryta Jegrzni);

!

poziom wody w Kanale Woźnawiejskim powinien być podniesiony, tak by poprawić stan wilgotnościowy obszarów dolinowych. W tym celu w korycie kanału przewidziano budowę 5 progów piętrzących.

Przebieg prac nad renaturyzacją stosunków wodnych na terenie BPN wskazuje, że przygotowanie koncepcji renaturyzacji może wymagać wnikliwych studiów stanu

!

Strona

!

111

Oczekiwania renaturyzacji można więc w tym przypadku sformułować bardzo prosto – podniesienie poziomu wody na terenach dolinowych do stanu przywracającego możliwość zachodzenia procesów bagiennych i zapewniającego korzystne warunki rozwoju roślinności bagiennej, co najprościej można uzyskać poprzez eliminację funkcji odprowadzalnika i systemu drenującego koryta Kanału Woźnawiejskiego. Likwidacja kanału, spowoduje jednak istotne zmiany w odprowadzeniu wód wielkich i w wilgotności gruntów użytkowanych rolniczo. Wnikliwe studia hydrauliczne – zdolności przepustowej koryta Jegrzni oraz zasięgu potencjalnych zalewów jej doliny i hydrogeologiczne – systemu zasilania poziemnego, wykazały, że (Okruszko 2005):

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! cieków wodnych, potrzeb przyrodniczych oraz uwarunkowań gospodarczych.

Doświadczenia wskazują, że w przypadkach tak złożonych jak w BPN, jedynie współdziałanie specjalistów z różnych dziedzin (hydrologii, biologii, hydrogeologii, rolnictwa i in.) daje możliwość opracowania rozwiązań realnych do wykonania i akceptowanych przez różne podmioty.

Ryc. 76. Sieć hydrograficzna na obszarze Biebrzańskiego Parku Narodowego. Źródło: Żelazo J., Renaturyzacja rzek – działania dla poprawy różnorodności biologicznej ekosystemów wodnych, materiały z Seminarium „Ochrona różnorodności biologicznej w Polsce” z posiedzenia Komisji Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa (20 maja 2010 r.), Warszawa.

Strona

112

4.5.3. Rzeka Skjern (Dania) Rzeka Skjern uchodząca do Morza Północnego w zatoce RingkØbing Fjord jest największą rzeką Dani o powierzchni zlewni F=2490 km2 i średnim przepływie Q=35 m3/s. W latach 1962-1968, w celu intensyfikacji rolnictwa (głównie na potrzeby uprawy kukurydzy) i zapewnienia ochrony przeciwpowodziowej, uregulowano ujściowy odcinek rzeki o długości 19 km, a ok. 4000 ha łąk leżących w jej dolinie zamieniono

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

na tereny uprawne wraz z mechanicznym ich odwadnianiem. Łąki i tereny zalewowe zostały znacząco zredukowane. Bezpośrednio po zakończeniu prac pogorszeniu uległy warunki na terenach odwodnionych: zauważono znaczne osiadanie torfowisk (nawet ponad 1 metr), a intensyfikacja rolnictwa doprowadziła do wzrostu zawartości fosforu i azotu w rzece oraz w zatoce, co w konsekwencji doprowadziło do drastycznego spadku liczebności ryb i zaniku fauny – głównie ptaków.

Ryc. 77. Rzeka Skjern przed renaturyzacją (obszar objęty projektem). Źródło: Pedersen M., Andersen J., Nielsen K., Linnemann M., 2006: Restoration of Skjern River and its valley: Project description and general ecological changes in the project area, Ecological Engineering 30 (2007) 131-144.

W 1987 roku podjęto decyzję o przywróceniu rzeki do stanu przed jej skanalizowaniem i tym samym odtworzeniu procesów samooczyszczania się rzeki. W 1998 roku parlament Danii uchwalił ustawę o Odtworzeniu rzeki Skjern (tłum. autora). Założeniami projektu były: !

przywrócenie zdolności do zatrzymywania składników pokarmowych w rzece i jej dolinie,

!

odtworzenie rozlewisk i miejsc lęgowych ptaków o znaczeniu międzynarodowym,

! !

wspieranie rybołówstwa w ujściu rzeki do morza, wzrost wartości rekreacyjnej i turystycznej obszaru objętego projektem.

odtworzenie meandrów i tym samym przywrócenie rzece jej naturalnej długości (z 19-kilomertowego odcinka uregulowanego utworzono 26-kilometrowy odcinek „naturalnego” koryta), a co się z tym wiąże zmniejszenie spadku podłużnego,

!

przywrócenie pierwotnych poziomów zwierciadła wód gruntowych wraz z ich naturalną zmiennością zależną od reżimu hydrologicznego rzeki, odtworzenie terenów podmokłych,

! !

!

usunięcie zabudowy hydrotechnicznej lub jej przebudowę (rampy, umożliwiające migrację ryb i innych organizmów oraz transport rumowiska).

progi

Strona

!

113

Projektem objęto obszar 22 km2. Prace renaturyzacyjne trwały od 1999 do 2003 roku i obejmowały:

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Dzięki odtworzeniu połączenia rzeki z terenami zalewowymi udało się uzyskać znaczącą poprawę stanu ekologicznego całego obszaru objętego projektem. Przeprowadzone prace pozwoliły faunie i florze na ponowną kolonizację obszarów „zabranych” rzece w trakcie jej regulacji przeprowadzonej w XX wieku. Już krótkoterminowe badania dowiodły, że znacząco spadła ilość azotu i fosforu. Dzięki odtworzeniu terenów zalewowych poprawiła się przeżywalność płazów. Rzadkie gatunki bezkręgowców i makrofitów gwałtownie skolonizowały nowe (odtworzone) koryto rzeki i utrzymują znaczną liczebność populacji. Renaturyzacja miała niewielki negatywny wpływ na wzrost śmiertelności ryb dwuśrodowiskowych, ale jest to związane ze wzrostem odtwarzającej się populacji ptactwa wodnego, dla których ryby te są źródłem pokarmu.

Należy zaznaczyć, że już w trakcie prowadzenia prac renaturyzacyjnych obszar projektu objęto monitoringiem, który jest stale kontynuowany, a wyniki badań stanowią doskonałe źródło wiedzy dla kolejnych tego typu przedsięwzięć.

Strona

114

Ryc. 78. Odcinek rzeki Skjern przed renaturyzacją (obszar objęty projektem). Źródło: Danish Ministry Of The Environment, 2005: The Skjern River, History of the river valley, Major projects. The new landscape and the nature, Visiting the River valley.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Ryc. 79. Rzeka Skjern po renaturyzacji (obszar objęty projektem). Źródło: Pedersen M., Andersen J., Nielsen K., Linnemann M., 2006: Restoration of Skjern River and its valley: Project description and general ecological changes in the project area, Ecological Engineering 30 (2007) 131-144.

!

Strona

115

Ryc. 80. Odcinek rzeki Skjern po renaturyzacji (obszar objęty projektem). Źródło: Danish Ministry Of The Environment, 2005: The Skjern River, History of the river valley, Major projects. The new landscape and the nature, Visiting the River valley.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

4.6. Wnioski Prace renaturyzacyjne w dolinach rzek nie muszą wpływać negatywnie na bezpieczeństwo przeciwpowodziowe i mogą nieść korzyści gospodarcze dla społeczeństwa, choć z pozoru w mniejszym stopniu niż ma to miejsce w przypadku stricte „technicznej” regulacji rzek. Realizacja tego typu projektów jest trudna i wymaga nadrzędnej roli państwa ustanawiającego priorytety i skalę jej realizacji. Odpowiednie regulacje prawne mogą wydatnie ułatwić realizację projektów renaturyzacyjnych, choć nadal wymagać one będą znacznych nakładów finansowych. Na przykładzie rzeki Skjern widać wyraźnie że nawet w krótkim horyzoncie czasowym można uzyskać bardzo dobre wyniki środowiskowe.

Niezbędnym jest, aby w obecnie podejmowanych działaniach nie stosować rozwiązań, które w przyszłości skutkować będą koniecznością prowadzenia prac renaturyzacyjnych i to zarówno ze względów ekonomicznych, społecznych jak i środowiskowych. Dlatego też przy realizacji prac melioracyjnych i hydrotechnicznych w dolinach rzek, wszędzie gdzie jest to możliwe, należy w maksymalnym stopniu kierować się zasadami regulacji naturalnej (Żelazo 2010): !

trasy rzeki nie powinno się zmieniać, a przekroje poprzeczne powinny zachować zróżnicowane kształty i wymiary,

!

poprowadzenie rzeki nową trasą traktować należy jako wyjątek uzasadniony jedynie bardzo ważnymi argumentami i brakiem rozwiązania alternatywnego,

!

nie należy likwidować struktur korytowych: wysp, obszarów spowolnionego przepływu, odsypów, namuleń i innych zróżnicowań koryta,

!

brzegi powinny być umacniane jedynie na odcinkach, gdzie występuje erozja mogąca wywołać poważne zagrożenie,

!

w nasadzeniach stosować wyłącznie gatunki rodzime zgodnie z art. 120 ustawy o ochronie przyrody z dnia 16 kwietnia 2004 r. (Dz.U. 2009 Nr 151 poz.1220 z późn. zm.).

Strona

116

Należy jasno powiedzieć, że regulacja naturalna wymaga często większych nakładów finansowych niż regulacja techniczna (rozważając tylko koszty jej wykonania) i w naszym kraju przez to często nie jest stosowana. W dłuższej perspektywie może jednak okazać się, że ponoszone nakłady będą zdecydowanie mniejsze niż to ma miejsce w przypadku rzek uregulowanych technicznie, nie wspominając o znaczącej poprawie jakości środowiska.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

5.

Ramowa Dyrektywa Wodna

Ramowa Dyrektywa Wodna 2000/60/WE (RDW) zobowiązuje wszystkie państwa członkowskie do podjęcia działań na rzecz ochrony śródlądowych wód powierzchniowych, wód przejściowych, wód przybrzeżnych oraz wód podziemnych. Jej celem jest osiągnięcie do 2015 r. (a w uzasadnionych przypadkach do 2021 lub 2027 r.) dobrego stanu wód i ekosystemów od nich zależnych Cel wynika z wprowadzenia do polityki zasady zrównoważonego rozwoju i dotyczy: !

zaspokojenia zapotrzebowania na wodę ludności, rolnictwa i przemysłu,

!

promowania zrównoważonego korzystania z wód,

!

ochrony wód i ekosystemów znajdujących się w dobrym stanie ekologicznym,

!

poprawy jakości wód i stanu ekosystemów zdegradowanych działalnością człowieka,

!

zmniejszenia zanieczyszczenia wód podziemnych,

!

zmniejszenia skutków powodzi i suszy.

Transpozycja przepisów RDW do prawodawstwa polskiego nastąpiła przede wszystkim poprzez ustawę Prawo wodne (Dz. U. z 2005 r. Nr 239, poz. 2019 – t. j. ze zm.) wraz z aktami wykonawczymi. Ponadto RDW transponowana jest także poprzez ustawę Prawo ochrony środowiska (Dz. U. z 2008 r. Nr 25, poz. 150 – t. j. ze zm.) oraz ustawę o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków (Dz. U. z 2006 r.

Nr 123, poz. 858 ze zm.) wraz z aktami wykonawczymi do tych ustaw.

!

Strona

Zawartość oraz układ planów wynika z art. 114 ustawy - Prawo wodne oraz załącznika VII RDW. Znajduje się w nich m.in. opis cech charakterystycznych dla danego dorzecza, podsumowanie identyfikacji znaczących oddziaływań antropogenicznych wraz z oceną ich wpływu na stan wód, cele środowiskowe dla części wód, podsumowanie wyników analizy ekonomicznej korzystania z wód, podsumowanie działań zawartych w programie wodno-środowiskowym kraju, informacje na temat monitoringu wód i obszarów chronionych, informacje o działaniach podjętych w celu informowania społeczeństwa i konsultacji publicznych. Po zatwierdzeniu przez Radę Ministrów dokumenty te zgodnie z ustawą – Prawo wodne ogłaszane są w Dzienniku Urzędowym Rzeczypospolitej Polskiej „Monitor Polski”. W dniu 22 lutego br. Rada Ministrów

117

Zapisy RDW wprowadzają system planowania gospodarowania wodami w podziale na obszary dorzeczy. Dla potrzeb osiągnięcia dobrego stanu wód opracowywane zostały plany gospodarowania wodami na obszarach dorzeczy oraz program wodnośrodowiskowy kraju. Dokumenty te są podstawą do podejmowania decyzji mających wpływ na stan zasobów wodnych, a ponadto określają zasady gospodarowania wodami w trakcie 6-letniego cyklu planistycznego. Ustalenia planów gospodarowania wodami uwzględnia się w koncepcji przestrzennego zagospodarowania kraju, strategii rozwoju województwa oraz w planach zagospodarowania przestrzennego województwa. Plany mają wpływ nie tylko na kształtowanie gospodarki wodnej, ale także na inne sektory, w tym m.in. na: przemysł, gospodarkę komunalną, rolnictwo, leśnictwo, transport, rybołówstwo, turystykę.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

! zatwierdziła Plany gospodarowania wodami na obszarach dorzeczy: Wisły, Odry, Jarftu, Świeżej, Pregoły, Niemna, Dunaju, Dniestru, Łaby, Ücker. W chwili obecnej dokumenty te czekają na publikację. Od chwili ich publikacji wszelkie przedsięwzięcia związane z gospodarką wodną muszą być zgodne z celami RDW, które szczegółowo określone są w ww. planach.

Warunki referencyjne dla wdrażania RDW, zgodnie z planami gospodarowania wodami na obszarze dorzecza, określają szczegółowo niżej wyszczególnione przepisy wykonawcze do ustawy Prawo wodne: !

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 23 lipca 2008 r. w sprawie kryteriów i sposobu oceny stanu wód podziemnych (Dz. U. z 2008 r. Nr 143, poz. 896);

!

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 20 sierpnia 2008 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych (Dz. U. z 2008 r.

Nr 162, poz. 1008);

!

Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 22 lipca 2009 r. w sprawie klasyfikacji stanu ekologicznego, potencjału ekologicznego i stanu chemicznego jednolitych części wód powierzchniowych (Dz. U. z 2009 r. Nr 122, poz. 1018).

Obecnie harmonogram wdrażania RDW przedstawia się następująco: 2012 r. Uruchomienie działań ujętych w programie wodno-środowiskowym kraju.

Przekazanie Komisji Europejskiej sprawozdania tymczasowego opisującego postęp we wdrażaniu planowanego programu działań;

!

2015 r. Aktualizacja planów gospodarowania wodami na obszarach dorzeczy oraz programu wodno-środowiskowego kraju;

!

2015/2021/2027 Osiągnięcie dobrego stanu wód i dobrego potencjału

Strona

118

!

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Literatura Arzet K., Joven S., The Isar Experience – Urban River Restoration in Munich, http://www.wwam.bayern.de/projekte_und_programme/isarplan/doc/the_isar_experience.pdf.

Bednarczyk S., Duszyński R., 2008: Hydrauliczne i hydrotechniczne podstawy regulacji i rewitalizacji rzek, Politechnika Gdańska, Gdańsk.

Begmann W., Schiechtl H., 1999: Inżynieria i ziemnym, Wydawnictwo Arkady, Warszawa.

Ekologiczna

w

budownictwie

wodnym

Bieroński J., 2005: Zbiorniki małej retencji, problem funkcjonowania. W: Horska-Schwarz S., Szponar A. (red.), Struktura przestrzenno-funkcjonalna krajobrazu, Uniwersytet Wrocławski, Wrocław, http://www.paek.ukw.edu.pl/wydaw/vol17/vol_17.htm.

Binder W., Bavarian Environment Agency, Munich Germany http://www.zaragoza.es/contenidos/medioambiente/cajaAzul/10B-S3-P2klaus%20ArzetACC.pdf.

BPWMiIŚ Biprowodmel Sp. z o.o., 2005: Mała retencja wodna na terenie województwa wielkopolskiego – Aktualizacja programu, BPWMiIŚ Biprowodmel Sp. z o.o.

BPWMiIŚ Biprowodmel Sp. z o.o., 2005: Program małej retencji wodnej w lasach na terenie działania RDLP w Poznaniu i Pile, BPWMiIŚ Biprowodmel Sp. z o.o.

Błachuta J., Witkowski A., 1997: Problemy gospodarki wędkarskiej w rzekach. W: Konferencja Naukowa „Wędkarstwo w ochronie wód i rybostanów”, Łódź, 26-27.05.1997. Wydawnictwo PZW, Warszawa, 11-2.

Błachuta J., Rosa J., Wiśniewolski W., Zgrabczyński J., i in., 2010: Ocena potrzeb i priorytetów udrażniania ciągłości morfologicznej rzek w kontekście osiągnięcia dobrego stanu i potencjału części wód w Polsce, BPWMiiŚ Biprowodmel Sp. z o.o., Poznań.

Bojarski A., Jeleński J., Jelonek M., Litewka T., Wyżga B., Zalewski J., 2005: Zasady dobrej praktyki w utrzymaniu rzek i potoków górskich, Ministerstwo Środowiska, Warszawa.

Borne M., 1877: Wie kann man unsee Gewässernach den in ihnen vorkommenden Arten klassifizieren. Circular des Deutschen Fischerei-Vereines. IV. Borysiak J., Zgrabczyński J., 2005: Mała retencja wodna na terenie województwa wielkopolskiego – aktualizacja programu, BPWMiIŚ Biprowodmel Sp. z o.o., Poznań.

Borysiak J., Zgrabczyński J., 2005: Program małej retencji wodnej na terenie działania RDLP w Poznaniu na lata 2005-2015, BPWMiIŚ Biprowodmel Sp. z o.o., Poznań.

Czoch K., Kulesza K. Wawręty R., 2004: Renaturyzacja rzek (5), materiały Kampanii na rzecz przyjaznych środowisku metod ochrony przeciwpowodziowej, Oświęcim.

Danish Ministry Of The Environment, 2005: The Skjern River, History of the river valley, Major projects. The new landscape and the nature, Visiting the River valley.

Depczyński W., Szamowski A., 1999: Budowle i zbiorniki wodne, Politechnika Warszawska, Warszawa.

Dubgaard A., KellesØe M., Petersen M., Ladenburg J., 2002: Cost-Benefit Analysis of the Skjern River Restoration Project, Department of Economics and Natural Resources, Royal Veterinary and Agricultural University Copenhagen.

Center for Watershed Protection http://www.cwp.org/.

Frič A.,1872: Die Wierbeltiera Böhmens. Prag. Archiv. F. Landes durchforschung vom Böhmen.

II.2 Abt.: 1-152.

!

Strona

Górniak A., (red.), 2006: Ekosystem zbiornika Siemianówka w latach 1990-2004 i jego rekultywacja, Zakład Hydrologii Uniwersytet w Białymstoku, ss. 235.

119

Geiger W., Dreiseitl H., 1999: Nowe sposoby odprowadzania wód deszczowych, Oficyna wydawnicza Projprzem–EKO, Bydgoszcz.

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

!

Górniak A., Wiśniewolski W., Kornijów R., 2006: Założenia i realizacja programu rekultywacji zbiornika Siemianówka. W: A. Górniak (red.): Ekosystem zbiornika Siemianówka w latach 1990-2004 i jego rekultywacja. Zakład Hydrologii Uniwersytet w Białymstoku, ss. 119-124.

GreenWorks http://greenworkspc.wordpress.com/.

Huet M., 1954: Biologie, profils en long et travers des eaux courantes. Revue Suisse d’Hydrologie, 11: 332-352.

Jak skutecznie chronić przyrodę dolin rzecznych, 2007: Towarzystwo na rzecz Ziemi i Polska Zielona Sieć, Materiały szkoleniowe dla uczestników warsztatów zorganizowanych w dniach 29-30 maja 2007.

Januchta-Szostak i in., 2009: Woda w krajobrazie miasta (tom 1 i 2), Politechnika Poznańska, Poznań.

Jędryka E., 2006: Proekologiczne budowle wodne – Poradnik, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty.

Jelonek M: Rzeka jako korytarz ekologiczny i jego rola, http://www.krakow.rzgw.gov.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=402%3Arz eka-jako-korytarz-ekologiczny-i-jego-rola-&catid=87%3Awiatowy-dzieziemi&Itemid=321&lang=pl.

Kowalczak P., 2001: Hierarchia potrzeb obszarowych małej retencji w dorzeczu Warty, IMGW, Warszawa.

Kowalczak P, Nieznański P., Stańko R., Mas F., Sanz M., 2009: Natura 2000 a gospodarka wodna, Ministerstwo Środowiska, Warszawa.

Kowalczak P., Wysoczańska A., 2009: Hydrological and environmental impacts of the urbanization. The International Scientific Conference: Water in the townscape, Poznań 13.02.2009 r.

Lubieniecki B., 2002: Przepławki i drożność rzek, Instytut Rybactwa Śródlądowego, Olsztyn.

Mioduszewski W., 2003: „Mała Retencja” Poradnik ochrona zasobów wody i środowiska naturalnego, IMUZ, Falenty.

Mioduszewski W., 2006: Małe zbiorniki wodne, Instytut Melioracji i Użytków Zielonych, Falenty.

Mioduszewski W., 2007: Budowa stawów, Oficyna wydawnicza „Hoża” Spółdzielnia Pracy, Warszawa.

Monografia dróg wodnych śródlądowych w Polsce, Praca zbiorowa, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1985.

Nowicki M., 1882: Krainy Rybne Wisły. Kraków, Gazeta Rolnicza 23/24, Reforma 23, 16 ss.

Okruszko T., 2005: Kryteria hydrologiczne ochrony mokradeł. Rozprawy Naukowe i Monografie, Wydawnictwo SGGW. Opuszyński K., 1983: Podstawy biologii ryb. PWRiL, Warszawa, ss. 591.

Pedersen M., Andersen J., Nielsen K., Linnemann M., 2006: Restoration of Skjern River and its valley: Project description and general ecological changes in the project area, Ecological Engineering 30 (2007) 131-144, http://swamp.osu.edu/academics/PDFs/EcoE07.pdf.

Przyjazne naturze kształtowanie rzek i potoków – praktyczny podręcznik, Polska Zielona Sieć, Wrocław-Kraków 2006.

Vannote R.L., Minshall G.W., Cumminis K.S., Sedell J.R., Cushing C.E., 1980: The river continuum concept. Can. J. Fish. Aq. Sci., 37: 130-137.

Strona

120

Wiśniewolski W., 2002: Czynniki sprzyjające i szkodliwe dla rozwoju i utrzymania populacji ryb w wodach płynących. Supplementa ad Acta Hydrobiologica, 3: 1-28.

Wiśniewolski W., Mokwa M., Zioła S., 2008: Migracje ryb – przyczyny, zagrożenia i możliwości ochrony. W: Ochrona ichtiofauny w rzekach z zabudową hydrotechniczną. M. Mokwa, W. Wiśniewolski (red.). Monografia naukowa, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław: 10-19.

!

Podręcznik dobrych praktyk w gospodarce wodnej na terenach nizinnych – wybrane zagadnienia

Witkowski A., Kotusz J., 2008: Stan ichtiofaunistycznych badań inwentaryzacyjnych rzek Polski, Rocz. Nauk. PZW, 21: 23-60.

Witkowski A., Kotusz J., Przybylski M., 2009: Stopień zagrożenia słodkowodnej ichtiofauny Polski: Czerwona lista minogów i ryb – stan 2009. Chrońmy Przyr. Ojcz. 65(1): 33-52.

Witkowski A., Kotusz J., Przybylski M., Marszał L., Heese T., Amirowicz A., Buras P., Kukuła K., 2004: Pochodzenie, skład gatunkowy i aktualny stopień zagrożenia ichtiofauny w dorzeczu Wisły i Odry, Arch. Pol. Fish. 22, Suppl.2: 7-20.

Witkowski A., Penczak T., Kotusz J., Przybylski M., Kruk A., Błachuta J., 2007: Reofilne ryby karpiowate dorzecza Odry, Rocz. Nauk. PZW, 20: 5-33. Żelazo J. 2006: Renaturyzacja rzek i dolin. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich.

Nr 2006/ 4 (1).

!

Strona

121

Żelazo J., 2010: Renaturyzacja rzek – działania dla poprawy różnorodności biologicznej ekosystemów wodnych, materiały z Seminarium „Ochrona różnorodności biologicznej w Polsce” z posiedzenia Komisji Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa (20 maja 2010 r.), Warszawa.