Retencja powodziowa, suszowa i na potrzeby konsumpcyjne

Wszystkie ekosystemy lądowe są zależne od wód, a wszystkie organizmy zamieszkują któryś z tych typów ekosystemów. Warto jednak przypomnieć, że podstawą tej zależności jest naturalna retencja wodna, czyli czasowe przetrzymanie (zatrzymanie) wody w różnej ilości i formie, a także w różnej skali czasowej i przestrzennej. Zmienność bilansu wodnego w czasie jest czymś oczywistym i naturalnym, lecz jego wahania w Polsce (w skali kraju) w ostatnim okresie osiągnęły znaczącą i niepokojącą skalę.

Spadek retencji w Polsce

Średni odpływ wód w Polsce w latach 2001-2020 wyniósł 56,6 km³, co stanowi wartość o blisko 10 proc. niższą od średnich wieloletnich XX w.: w latach 1901-2000 wyniósł 61,5 km³, a w 1951-2000 aż 62,4 km³. Tak znaczące obniżenie wartości odpływu w pierwszych dwudziestoleciu XX w. należy zapewne wiązać ze wzrostem parowania i bezzwrotnym nawadnianiem rolnym, a tym samym z obniżeniem zasilania podziemnego rzek w czasie upałów. To niewątpliwie w znacznej mierze skutek wpływu zmiany klimatu.

Obecny potencjał zatrzymywania wody nie rekompensuje tych strat ani też nie zapewnia oczekiwanej retencji powodziowej i łagodzącej skutki suszy, w tym zbiornikowej, szacowanej na około 4,6 km³ (PPNW, 2020). Skutki zmiany klimatu prowadzą do nasilenia ekstremalnych zjawisk: gwałtownych opadów, a także wzrostu częstości i długości okresów suszy. Generalnie obniża to skuteczność retencji powodziowej (rzecznej i miejskiej) i wymaga rekompensaty w postaci zatrzymania wody, głównie w szacie roślinnej i glebie oraz w błękitno-zielonej infrastrukturze. W tym kontekście warto pamiętać, że każda retencja jest wartościowa, ale nie każda rozwiązuje problem.

Retencja a zapobieganie skutkom powodzi

Oceniając skuteczność istniejącej retencji i biorąc pod uwagę potrzebę jej zwiększenia dla ograniczenia zagrożenia powodziowego, musimy odnieść się do dwóch rodzajów tego zagrożenia oraz ich źródeł i przyczyn. W pierwszej kolejności problem dotyczy powodzi rzecznych, o znaczącej skali przestrzennej, najczęściej ponadregionalnej, a okresowo krajowej. Źródłem tych powodzi są najczęściej nawalne i długotrwałe opady letnie, a siłę ich oddziaływania determinuje podatność terenów narażonych na zagrożenie.

Ostatnie lata to również problem nasilania się szybkich (błyskawicznych) powodzi miejskich, głównie opadowych, wywołujących podtopienia na skutek braku możliwości szybkiego odprowadzenia deszczu i jego retencjonowania. Przed powodzią rzeczną, ale także miejską, obok wałów i bulwarów przeciwpowodziowych, powinna chronić nas też zbiornikowa retencja powodziowa.

Sztuczna retencja w Polsce

W Programie przeciwdziałania niedoborowi wody (PPNW, 2021) maksymalna pojemność zbiorników wodnych w Polsce szacowana jest na około 4,6 mld m³, z czego:

• 3,5 mld m³ wody mogą zgromadzić zbiorniki wodne, głównie wielozadaniowe,
• blisko 0,3 mld m³ wody mogą zgromadzić suche zbiorniki i poldery przeciwpowodziowe.

Mamy w kraju niskie możliwości sztucznej – sterowanej retencji. Związane jest to z niewielką pojemnością zbiorników w stosunku do objętości rzecznej fali powodziowej. Skutki zmiany klimatu oraz wypłycenie zbiorników retencyjnych powodują, że ich funkcjonalność w zakresie redukcji kulminacji fali powodziowej, a tym samym obniżenia zwierciadła rzecznych wód powodziowych na terenach chronionych, znacznie spadła i dalej spada.

Naturalna retencja

Atrakcyjną i poszukiwaną alternatywą dla technicznej retencji powodziowej jest oczywiście retencja naturalna, wspomagana technicznie i technologicznie. Problem w tym, że ma ona ograniczoną funkcjonalność. Skuteczna w ochronie przed najwyższymi wezbraniami rzecznymi jest jedynie „przestrzeń dla rzek”, czyli utrzymywanie na długich odcinkach naturalnej szerokości doliny wielkich wód. Zalesienia są efektywne dla redukcji wpływu pierwszej fazy opadu, czyli ich skuteczność maleje wraz ze wzrostem sumy opadu nawalnego. Mikroretencja, do której możemy zaliczyć także infrastrukturę błękitno-zieloną, ma znaczenie dla redukcji wezbrań częstych, a nawet bardzo częstych.

Reasumując, naturalna retencja powodziowa jest skuteczna w przypadku:

• powodzi rzecznych wywołanych rozległymi opadami nawalnymi, jeśli przestrzeń rzeki i zalesienia ograniczają ryzyko zalewów na terenach nadrzecznych;
• powodzi miejskich wywołanych gwałtownymi opadami, jeśli mikroretencja, oparta na błękitno-zielonej infrastrukturze, ilościowo i przestrzennie rekompensuje nadmiar spływu wód opadowych odprowadzanych kanalizacją i zrzucanych przelewami burzowymi do rzek.

Retencja dla złagodzenia skutków suszy

Problem suszy odnosimy na ogół do obszarów rolniczych, szczególnie gdy zagrożone są uprawy rolne. W skali regionalnej i lokalnej uznaną miarą zagrożenia suszą jest wskaźnik suszy rolniczej, czyli wartość Klimatycznego Bilansu Wodnego (KBW). Dotychczas na obszarach rolnych za skuteczny sposób przeciwdziałania skutkom suszy uznawano małą retencję wodną, którą rozwijano bez głębszych analiz i ocen w odniesieniu do jej skuteczności. PPNW podtrzymuje planowanie i rozwój małej retencji.

Obecne opinie ekspertów w odniesieniu do poprawy warunków wodnych w walce ze skutkami suszy na obszarach rolnych, obok rozwoju małej retencji, kierują uwagę na wzrost retencyjności gleby poprzez:

• zwiększenie wilgotności w profilu glebowym poprzez modernizację systemów melioracyjnych, głównie na bazie opóźnienia odpływu i retencjonowanie wód drenarskich w lokalnych zbiornikach;
• zwiększenie zdolności retencyjnych gleby za pomocą metod agrotechnicznych;
• interwencyjne nawodnienia, także z wykorzystaniem odnawialnych zasobów wód podziemnych.

Retencja na obszarach miejskich

Na obszarach miejskich skutki suszy są coraz bardziej odczuwalne poprzez uciążliwości związane z tworzeniem się wysp ciepła, które mają wpływ przede wszystkim na zdrowie, głównie osób starszych. Obecne rozwiązania retencyjne, poprawiające warunki życia w miastach, są związane z mikroretencją i błękitno-zieloną infrastrukturą. W skali regionalnej i krajowej pogodzenie potrzeb retencyjnych dla ograniczenia skutków powodzi i suszy wymaga:

• zintegrowania działań retencyjnych ukierunkowanych na regulację stosunków wodnych dla ilości i ochrony jakości zasobów;
• ukierunkowania i wzmocnienia retencji dla ograniczenia skutków większych powodzi rzecznych, często potęgujących skutki powodzi miejskich ze względu na brak możliwości zrzutu wód burzowych do cieku;
• rozwinięcia skutecznego systemu nawodnień terenów rolnych w okresie suszy.

Retencja na potrzeby konsumpcyjne

Problem retencji na potrzeby konsumpcyjne jest ograniczony i dotyczy utrzymania tej części zbiorników wodnych, które już istnieją, ale nie powstawania nowych – ze względu na współczesną politykę wodną ograniczającą przerzuty wody pomiędzy zlewniami rzek. Pobory powierzchniowe wody pitnej w większości dotyczą jednak ujęć rzecznych, a w kraju duży udział mają ujęcia wód podziemnych w eksploatacji sieci wodociągowej.

Co jest pilnie potrzebne dla realnego zwiększenia niezbędnej retencji?

Rozwój skutecznego planowania oraz kontroli i okresowej oceny efektów realizacyjnych retencji, która uwzględniać będzie:

• realną – ilościową ocenę skuteczności istniejącej i planowanej retencji w stosunku do potrzeb zlokalizowanych przestrzennie i czasowo;
• ilościową ocenę oddziaływania i synergii różnych rodzajów retencji w zróżnicowanych skalach przestrzennych, począwszy od lokalnej po regionalną.

Wymaga to:

• rozwoju prac studialnych i koncepcyjnych, opartych na odpowiednich regulacjach proceduralnych i metodycznych (w tym analizy kosztów i korzyści), wspartych projektami badawczo-rozwojowymi;
• tworzenia systemowych, interdyscyplinarnych baz danych – wyjściowych, wynikowych, monitoringowych i kontrolnych oraz upowszechniania rozwiązań typu case-study.

Obecne plany (np. PPNW, 2021) w zakresie diagnozy uwarunkowań i sumarycznej retencji w skali kraju i dorzeczy są precyzyjne, ale już w odniesieniu do planowania pozostają jedynie na poziomie strategii. Skutkuje to zaleceniem realizacji ogromnej liczby zgłoszonych w różnym okresie i przez różnych decydentów propozycji działań/inwestycji retencyjnych bez oceny skuteczności i zasięgu ich oddziaływania.

Materiał powstał w oparciu o treść artykułu pt. “Retencja powodziowa, suszowa i na potrzeby konsumpcyjne – jak to pogodzić?” opublikowanego w numerze 12/23 czasopisma naukowego „Gospodarka Wodna”. Opracowanie: Mateusz Balcerowicz, redaktor naczelny. Zapraszamy do zapoznania się z pełną treścią artykułu.