Zasoby wodne, ich użytkowanie i ochrona

Dr hab. inŜ. Mirosław Wiatkowski, prof. nadzw.
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Instytut InŜynierii Środowiska
Zakład Hydrologii i Gospodarki Wodnej
e-mail: [email protected]
ZASOBY WODNE, ICH UśYTKOWANIE
I OCHRONA - RETENCJONOWANIE
WÓD DLA POTRZEB ROLNICTWA
Konferencja
„WODA W ROLNICTWIE W OKRESIE NOWYCH WYZWAŃ”
Centralna Biblioteka Rolnicza, Centrum Doradztwa Rolniczego w Brwinowie
Warszawa-Brwinów, 21.10.2016 r.
WSTĘP
Rozwój cywilizacyjny kraju jest jedną z przyczyn stale
zwiększającego się zuŜycia wody na potrzeby ludności,
przemysłu i rolnictwa.
Odpowiednia ilość wody jest takŜe waŜna dla
zachowania w stanie naturalnym niektórych elementów
środowiska przyrodniczego (np. przepływ nienaruszalny
w rzekach).
Wszyscy którym leŜy na sercu problematyka wody są
zgodni co do konieczności ochrony ilości i jakości
istniejących zasobów wodnych.
ZASOBY WODNE POLSKI
Zasoby wodne Polski to wody
powierzchniowe w rzekach,
jeziorach i zbiornikach wodnych
oraz wody podziemne.
Zasoby wodne Polski obejmują
zasoby własne kraju, których
źródłem są opady na jego
obszarze, jak i zasoby pochodzące
z dopływu wód spoza Polski (ok.
13% zasobów całkowitych).
Całkowite zasoby wód płynących
Polski wynoszą średnio 61,9 mld
m3/rok, z czego zasoby własne
wynoszą 54,3 mld m3/rok, co
odpowiada odpływowi
jednostkowemu 5,0 l/s km2, przy
średniej europejskiej 9,5 l/s km2.
Charakterystyka zasobów wodnych Polski
w latach 1951-2006
(Projekt Strategii Gospodarowania wodami 2008)
Cele i zadania zbiorników wodnych
Zbiorniki budowane są w następujących celach:
gromadzenie wód na potrzeby ludności, przemysłu i
rolnictwa,
Rys. Nawadnianie warzyw wodą ze zbiornika Psurów na Prośnie
Cele i zadania zbiorników wodnych
Zbiorniki budowane są w następujących celach:
ochrona przed powodziami lub utrzymanie
Ŝeglowności rzeki poprzez zmniejszenie
nieregularności przepływów wody,
Rys. Rzeka Widawa,
poniŜej zbiornika Michalice
Rys. Rzeka Odra - Ŝegluga odrzańska
Cele i zadania zbiorników wodnych
Zbiorniki budowane są w następujących celach:
wykorzystanie energii wodnej (hydroenergetyka),
Rys. Mała elektrownia wodna na zbiorniku Michalice na rzece Widawie
Cele i zadania zbiorników wodnych
Zbiorniki budowane są w następujących celach:
rozwój turystyki, rekreacji i sportu.
Rys. Rekreacja na zbiorniku Psurów na Prośnie
Rys. Staw rybny
Rys. Staw Adymacz
Zbiorniki - elementy systemu
nawadniającego
Rys. Początek układu ssącego
zanurzonego w zbiorniku
wodnym (fot. J.Bartusz)
Rys. Koniec układu ssącego
połączonego z pompą
ciągnikową (fot. J.Bartusz)
Zbiorniki - elementy systemu
nawadniającego
Rys. Wózek z działkiem wodnym ( fot. J.Bartusz)
Cele i zadania zbiorników wodnych
Dzięki moŜliwości
regulowania przepływu
zamknięciami urządzeń
upustowych zbiorników
następują zmiany
przepływu rzeki z
naturalnego na
sterowany.
MoŜna stwarzać
odpowiednie warunki
przepływu w rzece
poniŜej zbiornika w celu
zachowania
charakterystycznych
okazów flory i fauny.
Rys. Zbiornik Włodzienin na rzece Troi
Podział zbiorników wodnych
(Ciepielowski 1987,
1987, 1999)
1999)
(Ciepielowski
Ze względu
na funkcje i
zadania
Ze względu
na
usytuowanie
Ze względu na
przeznaczenie i
wykorzystanie
zbiorników wodnych
Ze względu na
sposób
uzyskania
pojemności
Ze
względu
na sposób
zasilania
Ze względu
względu na
na
Ze
skutki społecznospołecznoskutki
gospodarcze
gospodarcze
ewentualnej
ewentualnej
katastrofy
katastrofy
Zbiornik duŜy – poj. powyŜej 50 mln m3,
Zbiornik średni – poj. 5-50 mln m3,
Zbiornik mały – poj. do 5 mln m3,
Podział zbiorników wodnych
W NIEMCZECH
NIEMCZECH (za
(za Stauanlagen
Stauanlagen Teil
Teil 11:
11: Talsperren,
Talsperren, DIN
DIN 19700-11,
19700-11, Berlin
Berlin
W
2004).
2004).
Ze względu
względu na
na parametry
parametry geometryczne
geometryczne zbiornika
zbiornika
Ze
Klasa
Klasa II -- Zbiorniki
Zbiorniki duŜe
duŜe
Wysokość zapory
zapory >
> 15
15 m,
m,
Wysokość
Pojemność zbiornika
zbiornika >
> 11 mln
mln m
m33
Pojemność
Klasa
Klasa II
II -- Zbiorniki
Zbiorniki małe
małe
Wysokość zapory
zapory <
< 15
15 m,
m,
Wysokość
Pojemność zbiornika
zbiornika <
< 11 mln
mln m
m33
Pojemność
Rys. Zbiornik Klingenberg na rzece
Wilde Weisseritz (Niemcy)
Rys. Zbiornik Neunzehnhain I na
cieku Lautenbach (Niemcy)
Podział zbiorników wodnych
W NIEMCZECH
NIEMCZECH (za
(za Hydrologie
Hydrologie U.
U. Maniak
Maniak 2005).
2005).
W
Zbiorniki zaporowe
zaporowe
Zbiorniki
Zbiorniki
Zbiorniki oo wysokości
wysokości zapory
zapory
przynajmniej 5m
5m
przynajmniej
Rys. Zbiornik Neunzehnhain II na
cieku Lautenbach (Niemcy)
Zbiorniki
Zbiorniki oo pojemności
pojemności
przynajmniej 100000
100000 m
m33
przynajmniej
Rys. Zbiornik Eibestock na rzece
Zwickauer Mulde (Niemcy)
Rys. Zbiornik Michalice
Rys. Przelew zbiornika Brzózki
MOśLIWOŚCI MAGAZYNOWANIA WODY
W ZBIORNIKACH RETENCYJNYCH SZTUCZNYCH
W Polsce łączna pojemność wszystkich zbiorników to: 4,1-4,3
mld m3 (przy uwzględnieniu planowanych w najbliŜszym czasie
zbiorników to 4,7 mld m3).
Magazynuje się ok. 6,0% średniego rocznego odpływu.
Warunki topograficzne Polski, gęstość zaludnienia i stopień
zagospodarowania kraju nie pozwalają na przekroczenie
wskaźnika 15%. Odpowiada mu pojemność rzędu 8,4 mld m3.
Pojemność naszych zbiorników stanowi ok. 0,05% pojemności
zbiorników świata (Ciepielowski 1999).
Rys. Zbiornik Bukówka na rzece Bóbr
Podstawowe problemy gospodarki wodnej
w zlewniach zbiorników
ZagroŜenie powodziowe,
Gospodarka wodno-ściekowa,
Brak naleŜytego wykorzystania energetycznego
zasobów wodnych retencjonowanych w zbiorniku
Brak przepławki dla ryb.
UŜytkowanie. Wpływ zbiorników wodnych
na przebieg wezbrania
Rys. rzeka Widawa – dopływ
do zbiornika Michalice
Rys. rzeka Widawa – dopływ
do zbiornika Michalice
Rys. Zrzut wody w czasie roztopów ze
zbiornika Michalice
Rys. Podtopienia w zlewni
zbiornika Michalice
Rys. Zrzut wody w czasie roztopów ze
zbiornika Michalice
Zanieczyszczenia pochodzące ze źródeł rolniczych
Zlewnia zbiornika Racibórz
Zlewnia zbiornika Brzózki
Zlewnia zbiornika Młyny
Zlewnia zbiornika Młyny
Nasilenie procesu eutrofizacji środowisk wodnych, w wyniku nadmiernego ich
obciąŜenia związkami azotu, fosforu i węgla stanowi obecnie problem o zasięgu
światowym. Zewnętrzne obciąŜenie zbiornika wodnego wyraŜone wielkością
rocznego ładunku związków fosforu, przypadającego na jednostkę jego
powierzchni, stanowi waŜny parametr określający stan zagroŜenia środowiska
wodnego.
Rys. Badania jakości wody dopływającej do zbiornika Klingenberg
OCHRONA JAKOŚCI ZASOBÓW WODNYCH
- ochrona przed zanieczyszczeniami
obszarowymi
likwidacja zanieczyszczeń u źródeł ich powstawania
poprzez prowadzenie odpowiedniej gospodarki rolnej,
budowę
oczyszczalni,
wprowadzenia
technologii
bezopadowych,
ograniczanie
rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń
poprzez powodowanie i
stymulowanie procesów
samooczyszczania się wód powierzchniowych i
gruntowych.
Ochrona jakości zasobów
wodnych
-
zakładanie pasów ochronnych wzdłuŜ cieków
i czaszy zbiorników,
budowę rowów opaskowych słuŜących do
przechwytywania spływów powierzchniowych,
odpowiednie uŜytkowanie gruntów rolnych wokół
zbiorników, w pobliŜu koryt rzecznych a nawet
na obszarze całej zlewni.
Ochrona jakości zasobów
wodnych
-
-
w zlewni zbiornika dostosować dawki
nawoŜenia do potrzeb pokarmowych roślin
oraz unikać wysiewania nawozów na śnieg i
zamarzniętą glebę a takŜe nawoŜenia z
samolotów,
preferować stosowanie nawozów o
spowolnionych działaniu,
zmierzać do zmiany struktury uŜytków;
przedzielać grunty orne pasami uŜytków
zielonych i zadrzewieniami,
Metody ograniczania dopływu
zanieczyszczeń do zbiorników
W celu ograniczenia dopływu
zanieczyszczeń do zbiornika stosuje się
dwie metody:
uporządkowanie gospodarki wodno - ściekowej w
zlewni cieku zasilającego,
zastosowanie zbiornika wstępnego.
Zastosowanie zbiorników wstępnych
Zbiornik wstępny Klingenberg w cofce zbiornika Klingenberg na rz. Wilde Weißeritz
PODSUMOWANIE
Jednym z zagroŜeń ludzkości jest mała ilość
wody i zmniejszanie się jej zapasów.
W przyszłości naleŜy liczyć się z ograniczeniami w
produkcji rolniczej z powodu braku odpowiedniej
ilości wody i jej jakości.
Woda więc będzie czynnikiem ograniczającym
realizację rzeczywistych potrzeb rolnictwa i innych
gałęzi gospodarki narodowej.