02-06-2020 r.

W sytuacji powtarzających się cyklicznie okresów niedoborów wody, rolnicy są zmuszeni do zmiany gospodarowania na obszarach rolniczych. Należy tutaj zwrócić uwagę na retencję. Retencja to pojęcie znane, najczęściej kojarzone z magazynowaniem wody w tzw. zbiornikach retencyjnych. Jednak jest to pojęcie znacznie szersze zawierające w sobie szereg bardziej lub mniej oczywistych działań mających na celu magazynowanie wody i jej maksymalne wykorzystanie, w tym retencjonowanie w różnej wielkości zbiornikach.

Zacznijmy od określenia rodzajów retencji naturalnej i sztucznej, które są z sobą powiązane. Magazynowanie wody w sposób sztuczny i naturalny zależy od wielu czynników, na które w różnym stopniu wpływają działania prowadzone w środowisku.

Można wyróżnić retencję krajobrazową, która zależy od ukształtowania terenu, jego zagospodaro¬wania i użytkowania oraz roślinności. Zwiększenie zdolności magazynowania wody polega głównie na ograniczeniu na ograni¬czeniu powierzchniowego spływu wody roztopowej i po opadowej za pomocą tworzenia różnych barier. Spowolnienie oraz zahamowanie odpływu wody z powierzchni terenu powoduje wsiąkanie (infiltrację) większej części wody w podłoże, co zasila również cieki wodne i głębsze warstwy gleby. Spore znaczenie mają tutaj lasy. Zagad¬nienie wpływu lasu na obieg wody pod względem ilościowym nie dla wszystkich zlewni w Polsce jest dostatecznie wyjaśnione, jednak wiadomo, że las wyrównuje odpływ, akumulując wodę do momentu całkowitej intercepcji (chwilowe zatrzymanie się wody opadowej na powierzchni liści, konarów, pni drzew i pędów roślin) i nasycenia podszytu, runa i ściółki, a dopiero potem następuje spływ powierzchniowy. Tak więc odpływ wody z lasu jest wyraźnie opóźniony w porównaniu z odpływem z obszarów niezalesionych. Im większy obszar zlewni jest zalesiony i im bardziej naturalny charakter ma las (mieszany o wielopiętrowej strukturze), tym jego oddziaływanie na bilans wody jest większe. Obserwacje z ostatnich lat wskazują, że zmniejszają się zasoby wody w lasach, co wymaga podejmowania działań związanych z małą retencją (opracowanie Pierzgalski 2012). Korzystny wpływ ograniczenie spływu powierzchniowego mają zabiegi przeciwerozyjne między innymi: zmniejszenie spadków poprzez tworzone tarasy, nasadzenia pasów drzew i krzewów, wzajemny układ pól ornych i użytków zielonych itp.

Rolnikom najbliższa jest retencja glebowa. Warstwa gleby znajdująca się. powyżej poziomu wód gruntowych, posiada zdolność retencyjną. Część wody z opadów i rozto¬pów jest zatrzymywana w porach gleby, a następnie wykorzystywana przez rośliny. Wielkość retencji zależy od rodzaju, składu granulometrycznego i struktury gleby - gleby piaszczyste, mineralne są bardziej przepuszczalne, a więc mają małą zdolność zatrzymywania wody, dlatego woda opadowa szybko przesiąka do wód gruntowych. Większe zdolności magazynowania wody w wierzchniej warstwie posiadają gleby słabo przepuszczalne zawierające sporo frakcji gliniastych i ilastych. Poprawienie struktury gleb, szczególnie wierzchniej ich warstwy, może istotnie zwiększyć możliwość magazynowania wody w porach glebowych. To jest szczególnie ważne dla roślin. Tutaj rolnik na spore pole do działania, aby móc ja najwięcej retencjonować wody w glebie. Poprzez tzw. zabiegi agromelioracyjne, polegające m.in. na głębokim spulchnianiu podłoża umożliwiają magazynowanie wody w porach, także jej większe wsiąkanie i przesiąkanie do głębszych warstw gleby. Takie zabiegi polepszają strukturę gleby, zwiększają jej przewodność wodną i likwidują słabo przepuszczalne przewarstwienia utrudnia¬jące pionowy przepływ wody. Rola zabiegów agromelioracyjnych jest podwójna - zwiększają retencyjność wodną gleby oraz umożliwiają przepływ wody w pod¬łoże gruntowe, przyczyniając się do większego zasilania wód podziemnych. Kolejnym dobrym zabiegiem jest wykonanie niskich grobelek lub bruzd wzdłuż warstwie, np. na linii miedz co ogranicza spływ powierzchniowy. Według opracowania W. Mioduszewski 1993 r. można przyjąć, że w sprzyjających warunkach poprzez odpowiednie może zwiększyć się zdolność retencyjna gleby o około 20-50 mm.

Magazynowanie wód gruntowych i podziemnych. Zasoby wód gruntowych pierw¬szego poziomu wodonośnego i wód podziemnych zalegających na większych głę¬bokościach zależą od budowy geologicznej danego regionu, a także wielkości infil¬tracji, tj. dopływu wód pochodzących z opadów atmosferycznych. Ocenia się, że zasoby wód gruntowych i podziemnych stanowią ponad 90% zasobów wód słod¬kich na kuli ziemskiej (nie wliczając wody zmagazynowanej w lodowcach). W ostatnich latach obserwuje się wyraźne obniżenie poziomu wód gruntowych spowodowane zarówno małymi opadami atmosferycznymi, jak również wyczer¬pywaniem wody na skutek intensywnej eksploatacji. Również intensywna pro¬dukcja rolnicza ma wpływ na obniżenie się poziomu wód gruntowych. Rośliny mogą korzystać z wód gruntowych, gdy zwierciadło wody gruntowej znajduje się na głębokości mniejszej od 1,5 m pod powierzchnią terenu, a wody zalegające głębiej są wykorzystywane w największym stopniu na potrzeby ludności.

Retencja wód powierzchniowych. Magazynowanie wód powierzchniowych w naturalnych i sztucznych ciekach oraz małych zbiornikach wodnych istot¬nie wpływa na poprawę struktury bilansu wodnego zlewni, nie naruszając jedno¬cześnie walorów przyrodniczych krajobrazu. Gromadzenie wody w małych zbior¬nikach (stawy i zbiorniki kopane, zbiorniki zaporowe o niskich piętrzeniach) na niewielkich ciekach jest zaliczane do działań w ramach tzw. małej retencji w od¬różnieniu od retencji dużych zbiorników wodnych budowanych na większych rze-kach. Do małej retencji, oprócz zbiorników, można zaliczyć również wszelkiego typu rowy, kanały i inne cieki, na których istnieją budowle umożliwiające regula¬cję poziomów i odpływów wody. Gromadzenie wody w zbiorniku czy cieku zwiększa zasoby nie tylko w obrębie samego zbiornika, ale na terenach przyległych do zbiornika następuje, niekiedy na dość dużym obszarze. Jeśli taki zbiornik będzie jeden no to nie będzie miał on dużego znaczenia. Jeżeli natomiast takich zbiorników, czy cieków będzie dużo – cała sieć to wtedy ma to bardzo istotne znaczenie dla danego obszaru.

Duże ilości wody można również gromadzić w istniejących systemach melioracyj¬nych, o ile nie są one zniszczone. Budowane były w głównie w celu odwaniania i drenarki, jednak mają one zastosowanie zarówno odwadniające jak i nawadniające. O możliwości wykorzystania istniejących urządzeń melioracyjnych rowów, małych zbiorniczków, oczek itd. do nawadniania się często zapomina. A jak pokazują ostanie lata, ta rola jest bardzo ważna w łagodzeniu skutków niedoboru opadów.

Retencja śnieżna i lodowcowa. Śnieg i lodowce również stanowią pewną formę retencji wody. Na pewnych obszarach topnienie śniegu jest rozłożone w czasie, co stopniowo wpływa na poziom wód gruntowych. Retencję śnieżną można zwiększyć, zwiększając szorstkość powierzchni, np. dzięki uprawie międzyplonu i pozostawieniu go na polu na okres zimowy.

Możliwość dowolnego w czasie dysponowania zgromadzonymi zasobami jest bardzo istotna dla rolnictwa i gospodarki wodnej. W celu poprawy bilansu wodnego podejmowanie są różne działania:

• Przekształcanie krajobrazu rolniczego, polegające na zalesianiu gruntów na obszarze zlewni, szczególnie w jej partii wododziałowej. Nasadzenia pasów drzew i krzewów stanowią element ograniczający spływ powierzchnio¬wy. Istotne znaczenie może mieć układ sieci dróg rolniczych przyśpieszający lub opóźnia¬jący spływ wód opadowych z powierzchni terenu. Z powierzchni łąk woda spływa wolniej niż po powierzchni gruntów or¬nych (szczególnie wiosną i jesienią, gdy pola nie są porośnięte roślinnością). Struktura układu pól ornych, użytków zielonych i lasów (zadrzewień) ma dodatni lub ujemny wpływ na retencję powierzchniową. Oznacza to, że w przestrzennym planowaniu zagospodarowania przestrzeni należy uwzględniać zagadnienia związane z ochroną zasobów wody.
• Zabiegi przeciwerozyjne stosowane na obszarach o większych spadkach terenu, oprócz zasadniczej funkcji ograniczenia zmywów gleby, wywierają również dodatni wpływ na zasoby wody: ograniczają i hamują spływ wody po po¬wierzchni terenu. Dlatego też wszelkie działania przeciwerozyjne, jak wykony¬wanie tarasów, zabudowa roślinna jarów, orka wzdłuż warstw, uprawa międzyplonów poprawiają możliwość zatrzymania jak największej ilości wody. Poprawa struktury zarówno gleb ciężkich, jak i lekkich zwiększa zdolności retencyjne gleby. Poprawę struktury można uzyskiwać poprzez prawidłową agrotechnika, stosowanie nawożenia organicznego, wapnowanie gleb oraz inne zabiegi zwiększające zawartość próchnicy. Gleba o gruzełkowatej strukturze zwiększa potencjalne zasoby wody w glebie.
• Zabiegi agromelioracyjne, polegające m.in. na głębokim spulchnianiu podłoża, wykonywane są głównie na glebach ciężkich słabo przepuszczalnych i nie przewiewnych. Zabiegi agromelioracyjne zwiększają retencyjność wodną gleby oraz umożliwiają przepływ wody w pod¬łoże gruntowe.
• Drenowanie rolnicze przyśpiesza odpływ nadmiaru wody w okresie wiosennym i po opadach atmosferycznych, jednakże w połączeniu z prawidłową agrotech¬niką (drenowanie umożliwia stosowanie prawidłowych metod agrotechnicz¬nych) przyczynia się do poprawy struktury gleby, głębszego korzenienia się roślin oraz do zwiększenia wykorzystania retencji glebowej. Zainstalowanie urzą¬dzeń regulujących odpływ wody z systemu drenarskiego znacząco przy¬czynia się do ograniczenia bezproduktywnych strat wody. Regulowanie odpływu z systemu drenarskiego ma szczególnie istotne znaczenie w latach suchych, gdy objętość wód roztopowych jest mała. Woda zgromadzona w glebie na skutek zahamowania odpływu może być wykorzystana przez roślinność w okresie wegetacyjnym. Wody powierzchniowe w okresach ich nadmiaru są doprowadzane do stawu o specjalnej konstrukcji lub do systemu studni chłonnych, skąd infiltrują do głębszych warstw wodonośnych. Tak zgromadzona woda może być pobierana w okresach posusznych do różnych celów gospodarczych.
• Melioracyjne systemy dolinowe to na ogół z duża liczba rowów odwadniających lub odwadniająco-nawadniających, wyposażonych w różne urządzenia i budowle regulacyjne (zastawki, przepustozastawki, małe jazy, mnichy itp.). Odpowiednio wczesne zamykanie budowli piętrzących wiosną lub po dużych opadach atmosferycznych umożliwia zmagazynowanie znacznych ilości wody do wykorzystania w produkcji roślinnej. Zwiększenie retencji dolinowej polega na opóźnieniu przepływu wód wielkich. Tak oddziaływają szerokie bagienne doliny, charakteryzujące się dużą szorstko¬ścią hydrauliczną. Do działań zwiększających retencję dolinową zalicza się także budowę tzw. suchych zbiorników lub stawów w dolinie rzeki i dopuszczenie do zalania przez wody wezbraniowe niezagospodarowanych lub słabo wykorzystywanych rolniczo części doliny, chronionych wałami przeciwpowodziowymi.
• Małe zbiorniki wodne są jednym ze skuteczniejszych sposobów retencjonowa¬nia wody. Najczęściej budowane są poprzez przegrodzenie koryta i doliny rzeki zaporą ziemną wyposażoną w budowle regulacyjne. Do małych zbiorników zalicza się również stawy kopane i lokalne zagłębienia terenowe, w których mogą być gromadzone wody opadowe, a także odpływające z systemów odwadniających, źródeł naturalnych itp.

Marta Ceglarek
Materiały Źródłowe: IMGW - PIB, Państwowe Gospodarstwo Wodne Wody Polskie. Meteomodel.pl, alert pogodowy.pl.; opracowania Instytutu Technologiczno – Przyrodniczego w Falentach, opracowania PAN, Materiały naukowe UP Poznań, opracowania UAM Poznań.