PROGRAM ROZWOJU MELIORACJI WODNYCH W PERSPEKTYWIE ŚREDNIO- I DŁUGOOKRESOWEJ

Transkrypt

1 INSTYTUT TECHNOLOGICZNO-PRZYRODNICZY W FALENTACH Zakład Inżynierii Wodnej i Melioracji PROGRAM ROZWOJU MELIORACJI WODNYCH W PERSPEKTYWIE ŚREDNIO- I DŁUGOOKRESOWEJ WOJEWÓDZTWO ŁÓDZKIE Redakcja naukowa: prof. dr hab. Edmund Kaca Falenty 2015 WYDAWNICTWO ITP

2 INSTYTUT TECHNOLOGICZNO-PRZYRODNICZY Dyrektor: dr hab. Piotr Pasyniuk Wykonano w ramach realizacji Programu wieloletniego Standaryzacja i monitoring przedsięwzięć środowiskowych, techniki rolniczej i rozwiązań infrastrukturalnych na rzecz bezpieczeństwa i zrównoważonego rozwoju rolnictwa i obszarów wiejskich (Uchwała Nr 201/2011 Rady Ministrów z dnia 14 października 2011 r. w sprawie ustanowienia programu wieloletniego na lata ) Priorytet 5. Rozwój standardów gospodarowania zasobami wodnymi na obszarach wiejskich Działanie 5.2 Standaryzacja metod oceny potrzeb melioracji rolnych, z uwzględnieniem nowych wymagań rolnictwa i ochrony środowiska naturalnego Recenzenci: prof. dr hab. Stanisław Twardy dr hab. Józef Lipiński, prof. nadzw. Kierownik Działu Wydawnictw: dr hab. Halina Jankowska-Huflejt, prof. nadzw. Opracowanie redakcyjne: Grażyna Pucek Skład komputerowy i przygotowanie do druku: Elżbieta Golubiewska ISSN Copyright by Instytut Technologiczno-Przyrodniczy w Falentach 2015 Adres Redakcji: Falenty, al. Hrabska 3, Raszyn wydawnictwo@itp.edu.pl; tel , tel./fax Realizacja wydania: Agencja Wydawniczo-Poligraficzna Gimpo Ark. wyd. 2,6. Nakład 120 egz.

3 3 1. WSTĘP Opracowanie powstało w ramach działania 5.2. pt. Standaryzacja metod oceny potrzeb melioracji rolnych z uwzględnieniem nowych wymagań rolnictwa i ochrony środowiska naturalnego. Działanie to było częścią programu wieloletniego na lata Standaryzacja i monitoring przedsięwzięć środowiskowych, techniki rolniczej i rozwiązań infrastrukturalnych na rzecz bezpieczeństwa i zrównoważonego rozwoju rolnictwa i obszarów wiejskich (Uchwała Nr 202/2011 Rady Ministrów z dnia 14 października 2011 r.), realizowanego przez Instytut Technologiczno-Przyrodniczy. Przedmiotem opracowania są uwarunkowania i program rozwoju melioracji w województwie, w szczególności zaś rozwoju cieków tzw. rolniczych, oraz urządzeń wodnych i melioracyjnych. Przez rozwój melioracji rozumie się ciągłe skoordynowane zmiany, dostosowujące melioracje do zmieniających się warunków, w szczególności do zmieniającego się rolnictwa, wymagań środowiska naturalnego i oczekiwań społeczeństwa. Rozwój jest procesem jakościowym, polegającym na wprowadzaniu innowacji produktowych, procesowych, strukturalnych oraz innowacji w obszarze organizacji i zarządzania melioracjami. Rozwój może być realizowany poprzez wzrost zakresu i jakości (innowacyjności) utrzymywania urządzeń w sprawności i zdatności technicznej, jak również poprzez ich odbudowę, w tym rozbudowę i modernizację. Celem pracy jest przedstawienie uwarunkowań rozwoju melioracji i propozycji programów rozwoju melioracji w województwie w średnio- i długookresowej perspektywie odpowiednio do 2020 r. i w latach Opracowanie stanowi syntetyczny materiał informacyjno-wdrożeniowy i jest przeznaczone dla planistów oraz decydentów w województwie, a także innych specjalistów zajmujących się sprawami rozwoju rolnictwa i obszarów wiejskich, szczególnie zagadnieniami związanymi z gospodarką wodną i melioracjami. Na niniejsze Materiały Informacyjne składa się siedem rozdziałów. Szczególnie istotne są rozdziały 3, 4, 5 i 6. W rozdziale 3. Diagnoza stanu odwodnień i nawodnień w województwie zawarte są najbardziej istotne dane charakteryzujące stan ilościowy i jakościowy urządzeń wodnych i melioracyjnych. Szczególną uwagę zwraca się na urządzenia melioracji wodnych szczegółowych, a więc na systemy odwodnień i nawodnień użytków rolnych. W rozdziale 4. Ocena potrzeb rozwoju odwodnień i nawodnień w świetle dokumentów strategicznych i planistycznych województwa zaprezentowano poglądy na rozwój melioracji wynikające z różnych dokumentów, w tym strategii rozwoju województwa. Bardziej szczegółową (z wykorzystaniem map i tabel) charakterystykę potrzeb (zasadności) rozwoju melioracji przedstawiono w rozdziale 5. Ocena potrzeb rozwoju odwodnień i nawodnień w województwie na podstawie wskaźników. Uwzględniono uwarunkowania klimatyczne, hydrologiczne, glebowo-wodne i przyrodniczo-ekologiczne powiatów w województwie oraz uwarunkowania społeczno-ekonomiczne. W rozdziale 6. Planowany zakres oraz koszty utrzymania i odbudowy/modernizacji

4 4 urządzeń w województwie przedstawiono wyniki obliczeń zakresu oraz kosztów utrzymywania i odbudowy urządzeń wodnych i melioracyjnych, a także cieków rolniczych (tzw. marszałkowskich) w województwie do 2020 r. i na lata Dane zawarte w tym rozdziale są propozycją autorów, do ewentualnego wykorzystania. Specyfika opracowania polega na tym, że proponowane rozwiązania dla województwa zostały przygotowane przez jeden zespół specjalistów pracowników Instytutu Technologiczno-Przyrodniczego reprezentujących różne dyscypliny. W skład zespołu weszli specjaliści w zakresie melioracji, gospodarki wodnej, hydrologii, agrometeorologii, ekonomii zasobów wodnych, gleboznawstwa i ekologii. Prezentowane jest zatem jednolite spojrzenie tego wielodyscyplinarnego zespołu na problemy województwa. Oczekuje się, że praca przyczyni się do poprawy informacyjnego przygotowania planistów i decydentów na szczeblu centralnym i wojewódzkim oraz poprawy trafności podejmowanych decyzji dotyczących dostosowania działalności melioracyjnej do specyfiki rolnictwa intensywnego, integrowanego (zrównoważonego) i ekologicznego, wymagań wynikających z potrzeby ochrony przyrody i środowiska oraz potrzeb przeciwdziałania skutkom coraz częstszych ekstremów pogodowych. Autorzy liczą, że wywoła ono żywą dyskusję na temat roli melioracji wodnych w województwie oraz kierunków i zakresu ich rozwoju. Wyniki tej dyskusji będą prezentowane społeczeństwu województwa za pośrednictwem środków masowej komunikacji, w tym prasy fachowej. 2. ZARYS METODYKI OPRACOWANIA I OBLICZEŃ W materiałach wykorzystano informacje zawarte w sprawozdaniach RRW-10, opracowane w MRiRW na podstawie danych z wojewódzkich zarządów melioracji i urządzeń wodnych, jak również informacje z opracowań monograficznych wykonanych w Instytucie Technologiczno-Przyrodniczym w Falentach w ramach ww. programu wieloletniego. Do opracowań tych zalicza się: Uwarunkowania rozwoju melioracji wodnych w Polsce [KACA (red.) 2014], Rozwój melioracji i gospodarowania wodą w świetle wojewódzkich opracowań strategicznych [KACA (red.) 2015], Podstawy metodyczne obliczeń w programowaniu rozwoju melioracji wodnych. Aspekty rzeczowo-kosztowe [KACA 2015b], Średnio- i długookresowe programy rozwoju melioracji w skali kraju i województw [KACA 2015c]. Podstawą propozycji programu rozwoju melioracji w województwie są wyniki analizy stanu melioracji w województwie w 2013 r. Analizy te wykonano, posługując się głównie danymi statystycznymi zawartymi w sprawozdaniach RRW-10, dotyczącymi m.in. stanu ilościowego i utrzymania urządzeń melioracji wodnych szczegółowych, podstawowych oraz cieków tzw. marszałkowskich. Na potrzeby

5 niniejszej pracy oceny stanu technicznego i efektów melioracji dokonano, posługując się specjalnie opracowanymi miarami, jednolitymi dla wszystkich województw. Miary te zostały szczegółowo zaprezentowane w rozdziale 3.1. Propozycje rozwiązań programowych sformułowano, kierując się wynikami badań na temat uwarunkowań rozwoju melioracji w Polsce [KACA (red.) 2014], jak również informacjami zawartymi w dokumentach strategicznych i planistycznych województw [KACA (red.) 2015]. W wyniku realizacji tych prac został opracowany m. in. wskaźnik względnej zasadności rozwoju melioracji w województwie [KACA 2015b]. Obliczenia programowe, w wyniku których powstały tabele zakresu rzeczowego i kosztowego prac utrzymaniowych i odbudów urządzeń wodnych i melioracyjnych, wykonano posługując się metodyką opisaną w pracy Podstawy metodyczne obliczeń w programowaniu rozwoju melioracji wodnych. Aspekty rzeczowo-kosztowe [KACA 2015b]. W niniejszej pracy wyraźnie różnicuje się system wodno-melioracyjny w województwie na system wodny (urządzenia melioracji wodnych podstawowych i cieki tzw. marszałkowskie) i system melioracyjny (urządzenia melioracji wodnych szczegółowych). Dla każdego systemu określone zostały niezbędne zakresy prac utrzymaniowych oraz niezbędne nakłady na odbudowę, do których zalicza się również przebudowę i modernizację tych systemów, oddzielnie dla systemów melioracyjnych i systemów wodnych. Do odbudowy mogą być przeznaczane urządzenia utrzymywane. Taka sytuacja będzie miała miejsce w przypadku urządzeń wymagających modernizacji, np. wyposażenia rowów w budowle piętrzące, lub gdy realizowane utrzymywanie jest bardzo drogie i po odbudowie jego koszty znacznie się obniżą. Stosowane metody obliczeń wiążą na zasadzie sprzężenia zwrotnego programowanie rozwoju melioracji w kraju z rozwojem melioracji w województwach. Najpierw ustala się wartości wskaźników krajowych dotyczących intensyfikacji prac utrzymaniowych i odbudów, a następnie na podstawie wartości tych wskaźników dokonuje się obliczeń zakresu prac i ich kosztów w województwach. Sumy wyników z województw składają się na program rozwoju melioracji w kraju [KACA 2015c]. Zakres (liczbę/ilość) utrzymywania urządzeń w województwie w danym roku obliczano jako sumę zakresu utrzymywania urządzeń w roku poprzednim i przyrostu zakresu tego utrzymywania w danym roku. Przyrost ten obliczano wg wzoru [KACA 2015b]: 0,12 (1) 5 gdzie: Δu i Δu = roczny przyrost liczby/ilości urządzeń danego rodzaju utrzymywanych w województwie, szt., km, ha; = roczny przyrost liczby/ilości urządzeń danego rodzaju utrzymywanych w kraju, szt., km, ha;

6 6 wsk i = wskaźnik względnej zasadności rozwoju melioracji (odwodnień albo nawodnień albo odwodnień i nawodnień) w województwie. Na przykład, jeżeli w 2015 r. w województwie, w którym wskaźnik względnej zasadności rozwoju odwodnień i nawodnień wynosi 0,3 (wsk = 0,3), utrzymywano urządzenia na 50 tys. ha TUZ, a w 2016 r. w kraju planuje się wzrost (w stosunku do 2015 r.) utrzymywania urządzeń na TUZ o 100 tys. ha (Δu = 100 tys. ha), to w 2016 r. w województwie przyjmowano utrzymywanie urządzeń na powierzchni 50 tys. ha + 0,12 0,3 100 tys. ha = 53,6 tys. ha TUZ. Zakłada się, że dolinowe systemy wodno-melioracyjne będą utrzymywane corocznie tylko częściowo (wprowadza się limit zakresu utrzymywania). W ich przypadku zakres prac utrzymaniowych na ciekach uregulowanych i nieuregulowanych jest powiązany z zakresem prac utrzymaniowych na zmeliorowanych TUZ. W planowaniu dąży się do tego, aby dolinowy system wodno-melioracyjny w województwie był zrównoważony, tzn. aby potencjał użytkowy systemów wodnych był zgodny z potencjałem użytkowym systemów melioracyjnych, a jednocześnie aby powierzchnia TUZ z utrzymywanymi urządzeniami i długość utrzymywanych cieków w rozpatrywanych perspektywach programowych nie ulegały zmniejszeniu [KACA 2015a, b]. W szczególnym, krańcowym przypadku dolinowy system wodno-melioracyjny w województwie jest zrównoważony, gdy urządzenia melioracyjne na całej zmeliorowanej powierzchni TUZ i uregulowane cieki na całej długości w województwie są utrzymywane corocznie. W pozostałych przypadkach w danym roku pole powierzchni zmeliorowanych TUZ z utrzymywanymi urządzeniami i długość utrzymywanych uregulowanych cieków w zrównoważonym dolinowym systemie wodno-melioracyjnym w województwie będą mniejsze od maksymalnych. Równoważenie utrzymywanego na określonym poziomie systemu melioracyjnego TUZ z utrzymywanym na określonym poziomie systemem wodnym i jednocześnie niedopuszczanie do zwiększenia się w strukturze zmeliorowanej powierzchni TUZ powierzchni z urządzeniami nieutrzymywanymi oraz w strukturze cieków długości cieków nieutrzymywanych traktuje się jako cel strategiczny interwencji publicznej w rozwój utrzymywania urządzeń w dolinowym systemie wodno-melioracyjnym w województwie. Zakłada się, że w okresie objętym programem będzie odbudowywana część urządzeń, które w 2013 r. oczekiwały na odbudowę, oraz że będą odbudowywane wszystkie urządzenia, które zostaną wyłączone z eksploatacji w trakcie realizacji tego programu. Pierwszy rodzaj odbudów nazwano odbudowami zaległymi, drugi zaś odbudowami bieżącymi. Roczny zakres odbudów zaległych δoz i realizowanych w województwie w danym roku obliczano na podstawie zakresu tych odbudów w roku poprzednim i planowanego przyrostu odbudów w danym roku. Przyrost ten obliczano wg wzoru [KACA 2015b]: 0,12 (2)

7 gdzie: Δoz i = roczny przyrost liczby/ilości urządzeń danego rodzaju odbudowywanych w województwie w ramach odbudów zaległych, szt., km, ha; Δoz = roczny przyrost liczby/ilości urządzeń danego rodzaju odbudowywanych w kraju w ramach odbudów zaległych, szt., km, ha; wsk i = wskaźnik względnej zasadności rozwoju melioracji (odwodnień albo nawodnień albo odwodnień i nawodnień) w województwie. Na przykład, jeżeli w 2015 r. w województwie, w którym wskaźnik względnej zasadności rozwoju odwodnień i nawodnień wynosi 0,3 (wsk i = 0,3) odbudowywano urządzenia na powierzchni 0,05 tys. ha TUZ, a w kraju w 2016 r. planuje się przyrost odbudów urządzeń na powierzchni 1,0 tys. ha (Δoz = 1,0 tys. ha), to w województwie w tym roku będą odbudowywane w ramach odbudów zaległych urządzenia na powierzchni δoz i = (0,05 + 0,12 0,3 1,0) = 0,086 tys. ha 0,09 tys. ha. Roczny zakres odbudów bieżących δob i w województwie jest obliczany wg wzoru [KACA 2015b]: 7 (3) gdzie: δob i δob = liczba/ilość urządzeń danego rodzaju do odbudowy w danym roku w województwie; = liczba/ilość urządzeń danego rodzaju do odbudowy w danym roku w kraju; L, L i = liczba/ilość urządzeń danego rodzaju odpowiednio w kraju i w województwie, szt., km, ha; Loz, Loz i = liczba/ilość urządzeń do odbudów zaległych odpowiednio w kraju i w województwie, szt., km, ha. Na przykład, jeżeli w kraju w danym roku na bieżąco (poza odbudowami zaległymi) będą odbudowywane urządzenia na powierzchni δob = 5 tys. ha trwałych użytków zielonych, a powierzchnia zmeliorowanych TUZ w województwie pomniejszona o powierzchnię z urządzeniami do odbudowy (L i Loz i ) = (135,6 73,0) = 62,6 tys. ha, zaś powierzchnia zmeliorowanych TUZ w kraju pomniejszona o powierzchnię z urządzeniami do odbudowy (L Loz) = (1 786,5 592,7 = 1 193,8 tys. ha), to w województwie planuje się bieżącą odbudowę urządzeń na powierzchni 5 [62,6/(1 193,8)] = 0,262 tys. ha 0,3 tys. ha TUZ. Roczny przyrost Δu liczby/ilości urządzeń utrzymywanych w kraju i przyrost Δoz odbudów zaległych w kraju wyznacza się metodą ekspercką, a zakres δob odbudów bieżących metodą ekspercką lub z zastosowaniem teorii odnów obiektów. Zagadnienia te zostały szczegółowo opisane przez KACĘ [2015b]. Na podstawie zakresów odbudów i prac utrzymaniowych oblicza się koszty tych prac. Koszty jednostkowe utrzymywania uzależniono od tzw. długości cyklu

8 8 utrzymywania urządzeń T. Dąży się do utrzymywania urządzeń w cyklu jednorocznym (T = 1 rok). Zagadnienie tego cyklu bardziej szczegółowo omówiono w rozdziale 3.1. Na koszty mają wpływ nie tylko zakres planowanych prac utrzymaniowych i odbudów, lecz również jednostkowe koszty tych prac i prognoza ich zmian. W obliczeniach przyjęto, że jednostkowe koszty nie będą zmniejszały się, wręcz raczej będą miały tendencję wzrostową. Zmianę kosztów wyrażano za pomocą wskaźników pu i po rocznego wzrostu (w stosunku do roku poprzedniego) kosztów jednostkowych odpowiednio prac utrzymaniowych i odbudowy. Uwzględniono również możliwość dodatkowego wzrostu kosztów utrzymywania i odbudowy urządzeń. Wzrost ten wyrażono za pomocą wskaźnika niedoszacowania kosztów φ. Zakładano, że wartość tego wskaźnika będzie systematycznie rosła od zera w 2013 r. do wartości φmax w 2030 r. W pracy podano tylko skrajne wyniki obliczeń, gdy pu = po = 2% i φmax = 10% i gdy pu = po = 0% i φmax = 0%. 3. DIAGNOZA STANU ODWODNIEŃ I NAWODNIEŃ W WOJEWÓDZTWIE 3.1. WSKAŹNIKI OCEN DIAGNOSTYCZNYCH Stan techniczny urządzeń melioracyjnych na użytkach rolnych (UR) zależy od kosztów (nakładów) utrzymywania tych urządzeń oraz od długości cyklu ich utrzymywania T. Przez długość tego cyklu rozumie się czas (w latach) między kolejnymi zabiegami utrzymującymi urządzenia w zdatności i sprawności. W trakcie takiego cyklu, nazywanego dalej często cyklem T-letnim, najczęściej na koniec jego trwania, wykonuje się różnego rodzaju prace obsługowe, w tym konserwacyjne, remontowe itp. Czas ten oblicza się wg wzoru [KACA 2015b]: (4) gdzie: L e = liczba/ilość urządzeń danego rodzaju wg ewidencji, szt., ha, km; L u = liczba/ilość rocznie utrzymywanych urządzeń danego rodzaju, szt. rok 1, ha rok 1, km rok 1. Można założyć, że im wyższe koszty i krótsza długość cyklu T, tym stan urządzeń jest lepszy. Na podstawie tego założenia wprowadza się dwuwymiarową porządkową skalę ocen stanu technicznego urządzeń melioracyjnych na UR w skali województwa (tab. 1). Użytki rolne (UR), czyli grunty orne (GO) i trwałe użytki zielone (TUZ), w województwach są zmeliorowane tylko w części. Im większa jest ta część, tym produkcyjne efekty melioracji mogą być większe (bardziej zauważalne). Będą to efekty pozytywne w przypadku dominacji powierzchni UR z urządzeniami utrzymywanymi i mogą być negatywne lub żadne w przypadku dominacji powierzchni

9 9 Tabela 1. Oceny stanu technicznego urządzeń melioracyjnych na użytkach rolnych w skali województwa Roczny koszt (nakład) specyficzny Długość cyklu utrzymywania urządzeń T lata zł ha >4 >60 bdb 1) db db dst db db dst ndst db dst ndst ndst dst ndst ndst ndst <20 ndst ndst ndst ndst Objaśnienia: bdb = bardzo dobry, db = dobry, dst = dostateczny, ndst = niedostateczny. Źródło: KACA [2015b]. z urządzeniami nieutrzymywanymi do odbudowy. Wielkość pozytywnych efektów melioracji ocenia się wg dwuwymiarowej, porządkowej skali ocen, przedstawionej w tabeli 2. Tabela 2. Produkcyjne efekty utrzymywania urządzeń melioracyjnych na użytkach rolnych w skali województwa Udział geodezyjnej powierzchni UR z urządzeniami utrzymywanymi, % Jednostkowe rzeczywiste koszty (nakłady) utrzymywania urządzeń zł ha 1 > <50 >20 bardzo duże bardzo duże duże średnie bardzo duże duże średnie małe duże średnie małe bardzo małe 5 10 średnie małe bardzo małe brak <5 małe bardzo małe brak brak Źródło: KACA [2015b]. Zakres efektów melioracji (bilans efektów pozytywnych i negatywnych) w skali województwa zależy nie tylko od zakresu efektów pozytywnych (tab. 2), lecz również od wartości wskaźnika dominacji (WD), oznaczającego stosunek udziału (%) geodezyjnej powierzchni UR (GO, TUZ) z urządzeniami nie przewidywanymi do odbudowy utrzymywanymi do udziału (%) geodezyjnej powierzchni UR (GO, TUZ) z urządzeniami nieutrzymywanymi do odbudowy, w ogólnej geodezyjnej powierzchni UR (GO, TUZ). Efekty melioracji (bilans efektów) w skali województwa ocenia się na podstawie skali ocen przedstawionej w tabeli 3. Dolinowym systemom wodno-melioracyjnym (SWM) można przypisać cechę ciągłą jakościową, którą jest ich zrównoważenie. Ze względu na tę cechę można wyróżnić systemy zrównoważone i systemy niezrównoważone. W systemach zrównoważonych cieki oraz urządzenia melioracji wodnych podstawowych warunkują prawidłowe funkcjonowanie urządzeń melioracji wodnych szczegółowych.

10 10 Tabela 3. Produkcyjne efekty melioracji (bilans efektów) użytków rolnych w skali województwa Wskaźnik Efekty utrzymywania urządzeń melioracyjnych dominacji WD bardzo duże duże średnie małe bardzo małe brak >5 bardzo duże bardzo duże duże średnie małe brak 1,2 5 bardzo duże duże średnie małe bardzo małe brak 0,8 1,2 duże średnie małe bardzo małe brak ujemne 0,2 0,8 średnie małe brak ujemne ujemne ujemne <0,2 małe brak ujemne ujemne ujemne ujemne Źródło: KACA [2015b]. Odwadniające lub nawadniające funkcje melioracji wodnych szczegółowych są możliwe do realizacji poprzez odpowiednio przygotowane cieki i kanały. Obiekty te zapewniają odpływ wody ze zmeliorowanych łąk i pastwisk w czasie jej nadmiarów, są też źródłem wody do nawodnień w czasie jej niedoborów. Stopień zrównoważenia SWM w województwie można mierzyć za pomocą wskaźnika WZ zrównoważenia systemów, wyrażonego wzorem [KACA 2015a, b]: (5) gdzie: LSr = pole zmeliorowanej powierzchni TUZ w województwie z utrzymywanymi urządzeniami melioracyjnymi, przypadające na jednostkę długości uregulowanych utrzymywanych cieków rolniczych, ha km 1 ; LSo = pole zmeliorowanej powierzchni TUZ z urządzeniami melioracyjnymi przypadające na jednostkę długości uregulowanych cieków, ha km 1. Zakłada się, że SWM w województwie są zrównoważone (w harmonii), gdy WZ = 1. W pozostałych przypadkach systemy są niezrównoważone. Stopień i kierunek tego niezrównoważenia wynika z wartości wskaźnika WZ gdy WZ > 1, to w SWM dominują systemy melioracyjne (SM), gdy WZ < 1, to dominują systemy wodne (SW) [KACA 2015a]. Stopień zrównoważenia SWM w województwie będzie oceniany wg pięciostopniowej skali porządkowej (tab. 4). Tabela 4. Klasy zrównoważenia dolinowych systemów wodno-melioracyjnych (SWM) w skali województwa Stopień zrównoważenia Wskaźnik zrównoważenia WZ Bardzo mały z przewagą SM >2 Mały z przewagą SM 1,2 2 Zadowalający 0,8 1,2 Mały z przewagą SW 0,5 0,8 Bardzo mały z przewagą SW <0,5 Objaśnienia: SM = dolinowe systemy melioracyjne, SW = dolinowe systemy wodne. Źródło: KACA [2015b].

11 WYNIKI DIAGNOZY Powierzchnia geodezyjna użytków rolnych (UR) w województwie wynosi 1205,1 tys. ha, w tym zmeliorowane jest 473,5 tys. ha, tj. 39,3% powierzchni UR. W skład tej powierzchni wchodzą grunty orne (GO), które zajmują 1003,3 tys. ha, w tym 400,9 tys. ha (40,0%) to obszary zmeliorowane oraz trwałe użytki zielone (TUZ), zajmujące obszar 201,8 tys. ha, w tym 72,6 tys. ha (36,0%) to powierzchnia zmeliorowana (tab. 5). Wartość urządzeń melioracji wodnych szczegółowych w województwie szacuje się na ok. 8,4 mld zł, a wartość urządzeń regulacji wód na ciekach rolniczych i urządzeń melioracji wodnych podstawowych na ok. 1,6 mld zł [KACA 2015a]. W latach w województwie następował powolny wzrost udziału powierzchni UR z urządzeniami utrzymywanymi w powierzchni zmeliorowanej. Rocznie wzrost ten wynosił 0,38% na GO i 0,18% na TUZ [KACA 2014]. W ślad za tym powoli zmniejszała się długość cyklu utrzymywania urządzeń. W 2013 r. w województwie urządzenia utrzymywano w sprawności na 63,1% zmeliorowanej powierzchni GO i 40,9% zmeliorowanej powierzchni TUZ. W latach rosły koszty utrzymywania urządzeń na UR. Roczny wzrost kosztu rzeczywistego (w przeliczeniu na hektar powierzchni z utrzymywanymi urządzeniami) wynosił 0,09 zł ha 1, a kosztu specyficznego (w przeliczeniu na hektar zmeliorowanej powierzchni) 0,14 zł ha 1. W 2013 r. koszt rzeczywisty wynosił 23,0 zł ha 1, a koszt specyficzny 13,7 zł ha 1. Do odbudowy zakwalifikowano urządzenia na 6,3% zmeliorowanej powierzchni GO i 12,6% zmeliorowanej powierzchni TUZ (tab. 5). W przypadku TUZ zakres urządzeń do odbudowy zmniejszył się ok. 2-krotnie w porównaniu z zakresem urządzeń zakwalifikowanych do odbudowy w latach Stan melioracji szczegółowych na UR (GO, TUZ) w województwie charakteryzowano za pomocą: długości cyklu utrzymywania urządzeń T w województwie oraz specyficznego (w przeliczeniu na jednostkę zmeliorowanej powierzchni) rocznego kosztu ich utrzymywania, udziału (%) powierzchni UR (GO, TUZ) z urządzeniami utrzymywanymi oraz udziału (%) powierzchni UR (GO, TUZ) z urządzeniami nieutrzymywanymi wymagającymi odbudowy w geodezyjnej powierzchni UR (GO, TUZ) województwa, stopnia zrównoważenia dolinowych systemów wodno-melioracyjnych w województwie, zaangażowania rolników w utrzymywanie urządzeń melioracji szczegółowych w województwie. W 2013 r. urządzenia na GO były utrzymywane w cyklu 1,6-letnim (T = 1,6 lat), a na TUZ w cyklu 2,4-letnim (T = 2,4 lat) tabela 5. Jeżeli założyć, że roczny koszt rzeczywisty utrzymywania urządzeń był taki sam na GO i TUZ, to roczny specyficzny koszt utrzymywania urządzeń na GO wynosiłby 14,5 zł ha 1, a na TUZ 9,4 zł ha 1 zmeliorowanej powierzchni odpowiednio GO i TUZ. Biorąc pod uwa-

12 12 Tabela 5. Stan ewidencyjny urządzeń melioracyjnych, wodnych i utrzymywania wód, potrzeby ich odbudowy (stan na r.) oraz zakres i koszty ich utrzymywania w 2013 r. w województwie łódzkim Rodzaj urządzeń razem (100%) Liczba/ilość urządzeń Długość cyklu utrzymywania utrzymywanych zakwalifikowanych do odbudowy T Roczny koszt utrzymywania urządzeń jednostkowy łączny rzeczywisty specyficzny tys. ha tys. ha % tys. ha % lata tys. zł zł ha 1 Grunty orne (GO) 400,9 253,1 63,1 25,3 6,3 1,6 23,0 14,5 Trwałe użytki zielone (TUZ) 72,6 29,7 40,9 9,2 12,6 2,4 23,0 9,4 Użytki rolne (UR) 473,5 282,8 59,7 34,5 7,3 1, ,0 13,7 km km % km % lata tys. zł tys. zł km 1 Cieki uregulowane ,3 1, ,2 3,2 Cieki nieuregulowane ,0 3, ,6 1,0 Cieki , ,0 2, ,9 2,4 Kanały melioracyjne , ,3 1, ,5 2,1 Wały przeciwpowodziowe , ,2 1, ,1 3,1 szt. szt. % szt. % lata tys. zł tys. zł szt 1 Melioracyjne stacje pomp ,0 0 0,0 1,0 0 0,0 0,0 Zbiorniki rolnicze ,0 0 0,0 1, ,1 95,1 Źródło: opracowanie własne.

13 gę opisane wyżej trendy oraz wysokość rocznego specyficznego kosztu i długość cyklu utrzymywania urządzeń (na GO 14,5 zł ha 1 ; 1,6 lat, a na TUZ 9,4 zł ha 1 ; 2,4 lat), można przypuszczać (tab. 1), że średnio stan techniczny urządzeń na GO i TUZ w województwie był niedostateczny (ndst). Efektywność funkcjonowania urządzeń nieutrzymywanych wymagających odbudowy jest niewielka. Mogą one nawet oddziaływać niekorzystnie. Największą efektywnością charakteryzują się urządzenia utrzymywane. Negatywne oddziaływanie urządzeń nieutrzymywanych wymagających odbudowy, jak i pozytywne urządzeń utrzymywanych jest tym większe (bardziej zauważalne), im większy jest udział (%) powierzchni UR (GO, TUZ) pokrytej tymi urządzeniami w geodezyjnej powierzchni UR (GO, TUZ). Pozytywne odziaływanie urządzeń utrzymywanych zależy również od ich stanu technicznego (nakładów na ich utrzymywanie, tab. 2).W 2013 r. powierzchnia GO z urządzeniami utrzymywanymi stanowiła 25,2% geodezyjnej powierzchni GO i była 9,7 razy większa (wskaźnik dominacji WD = 9,7) od geodezyjnej powierzchni GO z urządzeniami nieutrzymywanymi wymagającymi odbudowy. Powierzchnia TUZ z urządzeniami utrzymywanymi stanowiła 14,7% geodezyjnej powierzchni TUZ i była 3,2 razy większa (wskaźnik dominacji WD = 3,2) od geodezyjnej powierzchni TUZ z urządzeniami nieutrzymywanymi wymagającymi odbudowy [KACA 2015a]. Biorąc pod uwagę udział (%) powierzchni UR (GO, TUZ) pokrytej utrzymywanymi urządzeniami w powierzchni geodezyjnej UR (GO, TUZ) i koszt rzeczywisty utrzymywania urządzeń (23,0 zł. ha 1 ), można twierdzić (tab. 2), że w skali województwa przy takim zakresie i intensywności utrzymywania urządzeń pozytywne efekty produkcyjne tego utrzymywania mogą być średnie na GO i bardzo małe na TUZ. Po uwzględnieniu wskaźnika dominacji WD efekty produkcyjne melioracji można oceniać (tab. 3) jako duże na GO i bardzo małe na TUZ. W 2013 r. na jeden kilometr uregulowanych cieków w województwie łódzkim przypadało 31,6 ha zmeliorowanych TUZ, a na jeden kilometr uregulowanych utrzymywanych cieków 20,8 ha zmeliorowanych TUZ z urządzeniami utrzymywanymi [KACA 2015a]. Druga wartość stanowi 0,65 pierwszej (wskaźnik zrównoważenia WZ = 0,66), co może oznaczać, że stopień zrównoważenia dolinowych systemów wodno-melioracyjnych w województwie jest mały (tab. 4). Przeważają systemy wodne, tzn. rolnicze możliwości systemów wodnych nie są w pełni wykorzystane. W celu doprowadzenia do równowagi należałoby zwiększyć powierzchnię TUZ z urządzeniami utrzymywanymi. Szczegóły dotyczące równowagi w dolinowych systemach wodno-melioracyjnych zostały opisane przez KACĘ [2015a, b]. W rolnictwie na wysokim poziomie rozwoju, szczególnie na obszarach zagrożonych suszą, zasadą jest, że użytki rolne odwadniane powinny być również wyposażone w systemy nawadniające. Na TUZ powinny to być systemy nawodnień podsiąkowych (systemy odwadniające wyposażone w budowle piętrzące i doprowadzenie wody), a na GO systemy nawodnień ciśnieniowych. W 2013 r. na 72,6 tys. ha zmeliorowanych TUZ, urządzenia nawadniające znajdowały się na po- 13

14 14 wierzchni 15,4 tys. ha, a utrzymywano je na powierzchni 6,9 tys. ha. Powierzchnia GO z urządzeniami nawadniającymi zajmuje 0,3 tys. ha i nie były utrzymywane. Ze względu na spodziewane efekty melioracji należy pozytywnie oceniać ich rolę w rozwoju rolnictwa w województwie. Tę korzystną sytuację można jeszcze poprawić m.in. przez zwiększenie jednostkowych nakładów na utrzymywanie urządzeń. Odbudowie urządzeń na TUZ powinno towarzyszyć wyposażanie systemów w urządzenia doprowadzające i piętrzące wodę w rowach. W poprawie aktualnej sytuacji duże znaczenie będzie miało zaangażowanie rolników. Z dotychczasowego rozpoznania wynika, że zaangażowanie to jest duże. W przeprowadzonym rankingu województw województwo łódzkie zajmowało ponadprzeciętną (piątą) pozycję ze względu na zaangażowanie rolników w utrzymywanie melioracji [KACA 2014]. Na obszarze województwa znajduje się 3654 km cieków, w tym 2298 km cieków uregulowanych i 1356 km cieków nieuregulowanych, wpływających na ryzyko wystąpienia powodzi i podtopień, a także możliwość odwodnień czy nawodnień zmeliorowanych UR. Istotną rolę melioracyjną pełnią urządzenia melioracji podstawowych na tych ciekach. Do urządzeń tych zalicza się budowle piętrzące (np. jazy) i budowle rozrządu wody (ujęcia wody). Urządzenia te wymagają utrzymywania, które jest realizowane wraz z utrzymywaniem cieku uregulowanego bądź nieuregulowanego. W latach nastąpił prawie 2-krotny wzrost udziału długości cieków utrzymywanych w ogólnej długości cieków [KACA 2015a]. W 2013 r. cieki były utrzymywane na dość znacznej długości: uregulowane na 62,3%, a cieki nieuregulowane na 27,0%. Wraz ze wzrostem udziału cieków utrzymywanych wyraźnie zmniejszyła się długość cyklu ich utrzymywania. W 2013 r. średnio urządzenia na ciekach uregulowanych były utrzymywane w cyklu 1,6-letnim (T = 1,6 lat), a na nieuregulowanych w cyklu 3,7-letnim (T = 3,7 lat). Koszt utrzymywania cieków wynosił 5,2 tys. zł km 1 w przypadku cieków uregulowanych i 3,6 tys. zł km 1 w przypadku cieków nieuregulowanych. Roczny koszt utrzymywania tych urządzeń w przeliczeniu na kilometr wynosił w przypadku cieków uregulowanych 3,2 tys. zł km 1, a cieków nieuregulowanych 1,0 tys. zł km 1. Urządzenia utrzymywania wód i inne urządzenia wodne na tylko 3,0% długości cieków zostały zakwalifikowane do odbudowy. W latach udział urządzeń wodnych do odbudowy zmniejszył się ponad 2-krotnie. Ryzyko wystąpienia powodzi i podtopień zależy nie tylko od stanu cieków i znajdujących się na nich urządzeń. Jest ono kształtowane także przez stan wałów przeciwpowodziowych, melioracyjnych stacji pomp oraz stan urządzeń melioracji podstawowych i szczegółowych na obszarze zawala. Długość wałów przeciwpowodziowych w województwie wynosi 162 km. W 2013 r. wszystkie były utrzymywane. Do odbudowy zakwalifikowano wały na 27,2% ich długości. W latach długość wałów utrzymywanych nie zmieniła się, a do odbudowy nieco zmniejszyła się. Wszystkie (dwie) stacje pomp były utrzymywane i nie wymagały odbudowy.

15 Wałami przeciwpowodziowymi chroniony jest obszar 10,6 tys. ha, a pod wpływem stacji pomp znajduje się obszar 0,1 tys. ha. Urządzenia na tych powierzchniach były utrzymywane w całości. W województwie znajduje się 8 rolniczych zbiorników wodnych o średniej jednostkowej pojemności zbiornika 1553 tys. m 3. W 2013 r. wszystkie zbiorniki były utrzymywane i nie wymagały odbudowy. Roczny koszt utrzymywania zbiornika wynosił 95,1 tys. zł. Z powyższego wynika, że ze względu na rolnictwo i obszary wiejskie stan urządzeń utrzymywania i regulacji wód oraz stan melioracji podstawowych są zadowalające, a trendy tych zmian właściwe. Należy jednak intensyfikować te korzystne zmiany. Przede wszystkim wskazane byłoby zwiększenie długości utrzymywanych cieków i kanałów oraz zwiększenie nakładów na utrzymywanie tych obiektów. Należy prowadzić odbudowy/modernizacje, szczególnie kanałów melioracyjnych i wałów przeciwpowodziowych. W planowaniu rozwoju melioracji w województwie należy brać pod uwagę, że utrzymywane dolinowe systemy wodno-melioracyjne mogą być mało zrównoważone. Przeważają systemy wodne, tzn. potencjał systemów wodnych (cieki z urządzeniami) może być w małej części rolniczo wykorzystywany w dolinowych systemach melioracyjnych. Problemem jest brak wody do nawodnień. Pojemność istniejących zbiorników rolniczych jest niewystarczająca. Zagadnienie rozwoju retencyjności w województwie powinno być przedmiotem oddzielnego opracowania OCENA POTRZEB ROZWOJU ODWODNIEŃ I NAWODNIEŃ W ŚWIETLE DOKUMENTÓW STRATEGICZNYCH I PLANISTYCZNYCH Potencjał gospodarczy województwa łódzkiego stanowią m.in. duże zasoby ziemi i znaczący udział obszarów intensywnej produkcji rolniczej (w tym ogrodniczej). Rolnictwo jest wydajne, mimo niekorzystnej jakości rolniczej przestrzeni produkcyjnej oraz niekorzystnej struktury agrarnej z przewagą małych gospodarstw o powierzchni do 5 ha. Gleby należą do przeciętnych, a ich przydatność dla rolnictwa obniża wysoki stopień zakwaszenia. Najkorzystniejsze warunki do produkcji rolniczej występują w północnej części regionu. Obszary Rozwoju Intensywnego Rolnictwa to powiaty: łęczycki, kutnowski, łowicki, skierniewicki i skierniewicki grodzki, rawski oraz północna część powiatu sieradzkiego. Ważnym atutem obszaru jest wysokotowarowa produkcja sadownicza, warzywnicza, uprawa ziemniaków oraz hodowla bydła i trzody chlewnej. Niekorzystnym zjawiskiem klimatycznym jest deficyt opadów atmosferycznych, zwłaszcza w północnej części województwa, oraz nasilanie się ekstremalnych zjawisk pogodowych. Prawie we wszystkich powiatach barierą rozwoju jest deficyt wody dla rolnictwa. Na obszarze województwa brakuje zbiorników wodnych i budowli piętrzą-

16 16 cych. Powierzchnia terenów nawadnianych jest w nim, w stosunku do innych województw w Polsce, mała. Ze względu na małe zasoby wód powierzchniowych i pojawiający się problem suszy możliwości retencji naturalnej są mocno ograniczone, poza tym istnieje duże zapotrzebowanie na prowadzenie nawodnień użytków rolnych i gruntów leśnych. Na obszarze województwa występuje również zagrożenie powodziowe na ponad 20 rzekach regionu. Uregulowane jest w nim ok. 60% długości wszystkich rzek i cieków. Województwo zajmuje 15. (przedostatnie) miejsce w kraju pod względem długości wałów przeciwpowodziowych. Problemem jest również lokalizowanie zabudowy w dolinach rzecznych i na terenach zalewowych. W województwie należy spodziewać się pogłębienia suszy hydrologicznej, szczególnie w północno-zachodniej części, a ekstremalne opady i związane z nimi zjawiska powodziowe mogą występować głównie w dolinach rzecznych i terenach silnie zurbanizowanych. Negatywne zjawiska pogodowe mogą mieć również niekorzystny wpływ na rozwój gospodarczy, np. rolnictwo czy gospodarkę leśną. Dlatego ukierunkowana terytorialnie interwencja związana z wdrożeniem zintegrowanego zarządzania zlewniami, odbudową naturalnej retencji wodnej oraz realizacją systemów ostrzegawczo-monitorujących, programów zalesień i budowy zbiorników małej retencji częściowo je zniweluje. Do najważniejszych wyzwań rozwojowych (wynikających z diagnozy stanu Obszaru Rozwoju Intensywnego Rolnictwa) należą m.in. zwiększenie retencji i rozwój systemów melioracji użytków rolnych oraz proces scalania gruntów rolnych i leśnych. W Strategii rozwoju województwa łódzkiego zakłada się (w ramach polityki terytorialno-funkcjonalnej) funkcjonowanie wyspecjalizowanego obszaru 4. Rozwój intensywnego rolnictwa. W odniesieniu do potrzeb rozwoju odwodnień i nawodnień należy zwrócić uwagę na opis celu operacyjnego 8. Wysoka jakość środowiska przyrodniczego (filar 3). Stwierdza się tam, że istnieje potrzeba zmiany podejścia do ochrony przeciwpowodziowej, polegająca na odchodzeniu od regulacji rzek w formie budowy obwałowań i zbiorników retencyjnych na rzecz odtwarzania terenów zalewowych i budowy polderów. W celu ograniczenia skutków suszy zakłada się poprawę retencji naturalnej i sztucznej, a także prowadzenie racjonalnej gospodarki rolnej wykorzystującej systemy melioracyjne. Cel operacyjny 8. będzie realizowany przez działania ukierunkowane (strategiczne kierunki działań) na: zwiększenie ochrony przeciwpowodziowej m.in. poprzez: rozwój infrastruktury przeciwpowodziowej, w tym budowę polderów, suchych zbiorników, przepompowni, kanałów ulgi, budowę zbiorników małej retencji z główną funkcją przeciwpowodziową, budowę i modernizację urządzeń przeciwpowodziowych, wsparcie budowy ekologicznych zabezpieczeń przeciwpowodziowych, odtwarzanie naturalnych terenów zalewowych wraz z ochroną lasów łęgowych, rozbudowę zintegrowanych systemów wczesnego ostrzegania o powodzi oraz przeciwdziałanie urbanizacji terenów zalewowych;

17 zwiększanie retencjonowania wód m.in. poprzez: wspieranie działań na rzecz zwiększania naturalnej retencji, w tym zwiększania lesistości z uwzględnieniem różnorodności gatunkowej drzewostanów, zwiększania powierzchni zadrzewień i zakrzewień jako substytutu lasu w rejonach występowania najlepszych kompleksów gleb i intensywnej produkcji rolnej, prowadzenia racjonalnej gospodarki rolnej, w tym dostosowania struktury upraw, agrotechniki i gatunków w rolnictwie do występującego deficytu wód, odbudowy istniejących systemów nawodnień oraz budowy urządzeń melioracji wodnych, realizacji zbiorników małej retencji i urządzeń retencji korytowej, wspieranie działań na rzecz zwiększania retencji wód opadowych, zwłaszcza w miejscu ich powstawania (retencja rozproszona), wspieranie działań na rzecz zapobiegania i zmniejszania procesu eutrofizacji w celu zatrzymania i magazynowania wód dobrej jakości. W rozwoju obszarów wiejskich kluczową rolę odgrywać będzie ochrona środowiska przyrodniczego i przeciwdziałanie zagrożeniom naturalnym i antropogenicznym. W ramach celu strategicznego: Atrakcyjne osadniczo obszary wiejskie będą wspierane działania na rzecz stosowania Kodeksu dobrych praktyk rolniczych, w tym m.in. poprawy efektywności gospodarowania zasobami wodnymi i glebowymi w rolnictwie oraz wspieranie działań na rzecz zwiększenia retencjonowania wód. Zakłada się, że cel strategiczny: Obszar rozwoju konkurencyjnego, produktywnego rolnictwa będzie osiągany poprzez zwiększenie retencji wód oraz rozwój i modernizację systemów melioracji wodnej, jak również inicjowanie i wspieranie procesów scalania gruntów rolnych i leśnych OCENA POTRZEB ROZWOJU ODWODNIEŃ I NAWODNIEŃ W WOJEWÓDZTWIE NA PODSTAWIE WSKAŹNIKÓW 5.1. OCENA POTRZEB ROZWOJU ODWODNIEŃ I NAWODNIEŃ WEDŁUG WSKAŹNIKÓW KLIMATYCZNYCH Negatywnym skutkom niedoborów opadów oraz nadmiernych opadów i będącym ich następstwem suszom, podtopieniom, zalaniom terenu i powodziom w rolnictwie można skutecznie przeciwdziałać między innymi poprzez melioracje melioracje nawadniające w przypadku niedoborów wody i melioracje odwadniające w przypadku nadmiarów wody. Do oceny klimatycznych uwarunkowań potrzeb rozwoju melioracji przyjęto klimatyczny bilans wodny, zwany również klimatycznym nadmiarem lub niedoborem opadów, będący różnicą między sumą opadów P i sumą ewapotranspiracji wskaźnikowej ET o obliczaną metodą Penmana Monteitha. Klimatyczny bilans wodny jest tylko jednym z czynników warunkujących rozwój melioracji i może wskazywać na potencjalne potrzeby melioracji nawadniających lub odwadniających. Na podstawie tego parametru można wydzielić obszary z ujemnym klimatycznym bilansem wodnym, na których występuje niedobór opadów w stosunku do ewapotranspiracji wskaźnikowej, lub obszary z dodat-

18 18 nim klimatycznym bilansie wodnym, na których występuje nadmiar opadów w stosunku do ewapotranspiracji. W odniesieniu do okresu wegetacyjnego (kwiecień wrzesień) ujemny klimatyczny bilans wodny wskazuje na potencjalne zagrożenie niedoborem wody i na potrzebę rozwoju melioracji nawadniających. Dodatni klimatyczny bilans wodny wskazuje na potencjalne zagrożenie nadmiarem wody i na potrzebę rozwoju melioracji odwadniających. W odniesieniu do okresu zimowego (październik marzec) dodatni klimatyczny bilans wodny wskazuje na potencjalne zagrożenie nadmiarem wody na końcu tego okresu (czyli w marcu) i na potrzebę rozwoju melioracji odwadniających. Ustalono klasyfikację klimatycznego bilansu wodnego i potrzeb melioracji nawadniających i odwadniających dla okresu wegetacyjnego (tab. 6) i dla okresu zimowego (tab. 7). Tabela 6. Klasyfikacja klimatycznego bilansu wodnego (KBW) i oceny uwarunkowań klimatycznych dla okresu wegetacyjnego (kwiecień wrzesień) KBW, mm Klasa klimatycznego bilansu wodnego Potencjalna potrzeba rozwoju melioracji < 250 skrajnie niedoborowy nawadniających bardzo duża [ 250; 200) silnie niedoborowy nawadniających duża [ 200; 150) umiarkowanie niedoborowy nawadniających umiarkowana [ 150; 100) lekko niedoborowy nawadniających mała [ 100; 100] zrównoważony brak >100 nadmiarowy odwadniających Źródło: opracowanie własne. Tabela 7. Klasyfikacja klimatycznego bilansu wodnego (KBW) i oceny uwarunkowań klimatycznych dla okresu zimowego (październik marzec) KBW, mm Klasa klimatycznego bilansu wodnego Potencjalna potrzeba rozwoju melioracji (150; 200] skrajnie nadmiarowy odwadniających bardzo duża (100; 150] silnie nadmiarowy odwadniających duża (50; 100] lekko nadmiarowy odwadniających mała [0; 50] zrównoważony brak Źródło: opracowanie własne. Województwo łódzkie jest znacznie zróżnicowane pod względem klimatycznego bilansu wodnego. Obszar tego województwa można zaklasyfikować do czterech klas klimatycznego bilansu wodnego w okresie wegetacyjnym. W dwóch północnych powiatach (kutnowskim i łęczyckim) klimatyczny bilans wodny jest silnie niedoborowy (potrzeba rozwoju melioracji nawadniających duża). Na obszarze położonym bardziej na południe oraz w zachodniej i północno-wschodniej części województwa bilans jest umiarkowanie niedoborowy (potrzeba rozwoju melioracji nawadniających umiarkowana). Środkowa część województwa charakteryzuje

19 sie lekko niedoborowym bilansem (mała potrzeba rozwoju melioracji nawadniających), a południowa (powiaty piotrkowski i radomszczański) zrównoważonym bilansem wodnym. W województwie łódzkim nie ma zagrożenia nadmiarem opadów w okresie wegetacyjnym. Potrzeba rozwoju melioracji odwadniających, których funkcją jest odprowadzenie nadmiaru opadów po okresie zimowym, na obszarze województwa jest mała. Spowodowane to jest lekko nadmiarowym klimatycznym bilansem wodnych w okresie zimowym opad przewyższa parowanie o mm OCENA POTRZEB ROZWOJU ODWODNIEŃ I NAWODNIEŃ WEDŁUG WSKAŹNIKÓW HYDROLOGICZNYCH Jednym z podstawowych czynników warunkujących rozwój melioracji jest dostępność wody do nawodnień, napełniania zbiorników małej retencji i zaspokojenia potrzeb stawów rybnych. Podstawowymi wielkościami charakteryzującymi w sposób ogólny zasoby wód powierzchniowych są średni odpływ rzeczny SSQ oraz roczny odpływ jednostkowy SSq. O zakresie zmienności w czasie odpływu rzecznego w danej zlewni i jego dynamice można wnioskować na podstawie relacji między przepływami oraz jednostkowymi odpływami maksymalnymi (WWQ, SWQ i WWq, SWq) i minimalnymi (NNQ, SNQ i NNq, SNq). Odpływ rzeczny w Polsce podlega dużej zmienności przestrzennej, spowodowanej znacznym zróżnicowaniem warunków środowiska geograficznego i klimatu. Średnie roczne odpływy jednostkowe odzwierciedlają naturalne zasoby wodne zlewni. Jedną z form prezentacji zmienności przestrzennej odpływów są mapy izolinii, np. mapa średniego odpływu jednostkowego. Taką mapę opracowano w Instytucie Technologiczno-Przyrodniczym dla obszaru Polski dla okresu obserwacyjnego [SZYMCZAK 2014]. W ramach cytowanej pracy przeanalizowano także dostępne materiały ze stacji hydrometrycznych zestawionych w opracowaniu IMGW dotyczącym przepływów charakterystycznych głównych rzek polskich w latach [FAL i in. 2000]. Na podstawie opublikowanych odpływów średnich miesięcznych obliczono odpływy średnie w okresie wegetacyjnym SSq IV IX. Otrzymane serie danych uzupełniono materiałami obserwacyjnymi IMGW za lata pochodzącymi z Roczników Hydrologicznych publikowanych w formie elektronicznej [IMGW ]. W tabeli 8 zestawiono znajdujące się na terenie województwa profile wodowskazowe obserwowane w latach i odpowiadające im wartości odpływów średnich rocznych oraz średnich z okresu wegetacyjnego. Do zagospodarowania możliwa jest tylko część zasobów wodnych, stanowiących tak zwane zasoby dyspozycyjne. Zasoby dyspozycyjne oznaczają ilość wody, która może zostać pobrana z rzeki na cele gospodarcze, bytowe, do nawodnień i do innych celów, związanych z prowadzeniem gospodarki wodnej, bez zagrożenia

20 20 Tabela 8. Średnie roczne przepływy i odpływy jednostkowe oraz obliczone dla okresu wegetacyjnego w wieloleciu , a także hydrologiczne wskaźniki uwarunkowań określone dla wybranych posterunków wodowskazowych na obszarze województwa łódzkiego na podstawie danych obserwacyjnych z tego okresu Powiat Rzeka A SSQ SSQ IV IX SSq SSq IV IX Cq IV IX Wqnn Wqd Wqd IV IX km 2 m 3 s 1 dm 3 s 1 km 2 2 dm 3 s 1 km Wodowskaz Pajęczański Warta Działoszyn 4 088,5 24,89 23,5 6,089 5,748 0,9440 1,827 4,262 3,921 Radomszczański Pilica Przedbórz 2 535,9 15,36 14,58 6,058 5,750 0,9491 1,817 4,240 3,932 Objaśnienia: A = powierzchnia zlewni, SSQ = średni ze średnich przepływ roczny, SSQ IV IX = średni ze średnich przepływ w okresie wegetacyjnym (IV IX), SSq = średni ze średnich odpływ jednostkowy roczny, SSq IV IX = średni ze średnich odpływ jednostkowy w okresie wegetacyjnym (IV IX), Cq IV IX = wskaźnik korekcyjny odpływu w okresie wegetacyjnym (IV IX), Wqnn = wskaźnik odpływu nienaruszalnego rocznego, Wqd = wskaźnik średniego rocznego odpływu dyspozycyjnego, Wqd IV IX = wskaźnik średniego odpływu dyspozycyjnego w okresie wegetacyjnym. Źródło: opracowanie własne na podstawie: BOGDANOWICZ i in. [2012]. środowiska przyrodniczego związanego z tą rzeką. Przepływ, który powinien być zachowany w rzece, nazywany jest przepływem nienaruszalnym Q nn. Jest to minimalna ilość wody niezbędnej do utrzymania życia biologicznego w cieku. Sposób obliczania przepływu dyspozycyjnego można wyrazić zależnością: (6) gdzie: Q d = przepływ dyspozycyjny, m 3 s 1 ; Q nat = przepływ naturalny, wynikający z odpływu powierzchniowego i gruntowego z obszaru zlewni, m 3 s 1 ; Q nn = przepływ nienaruszalny, m 3 s 1. Tak więc przepływ dyspozycyjny stanowi różnicę między przepływem naturalnym a przepływem nienaruszalnym w danym profilu cieku. Aby możliwa była ocena zasobów dyspozycyjnych, konieczna jest dodatkowo znajomość przepływów nienaruszalnych (środowiskowych), których wartości są wyznaczane dla konkretnego przekroju obliczeniowego. W Instytucie Technologiczno-Przyrodniczym opracowano uproszczoną metodę obliczania przepływu środowiskowego w postaci charakterystyki przepływu rzecznego, nazwanej wskaźnikiem odpływu nienaruszalnego Wqnn. Wzorowano się na metodzie Tennanta stosowanej w USA do wstępnego szacowania przepływu nienaruszalnego Qnn do celów planistycznych. Opracowując sposób określania wskaźnika Wqnn, uwzględniono wielkość powierzchni zlewni, wychodząc z założenia, że małe zlewnie są mniej zasobne w wodę ze względu na słabsze drenowanie wód podziemnych. W małych zlewniach z uwagi na uwarunkowania ekologiczne i środowiskowe należy zatem pozostawiać większą część odpływu naturalnego niż w zlewniach dużych. Za małe zlewnie uznano zlewnie o powierzchni mniejszej od 500 km 2, a za duże o powierzchni większej od 2500 km 2. Przyjęto, że przepływ nienaruszalny w małych

21 zlewniach nie może być mniejszy niż 60% SSQ, a w zlewniach dużych mniejszy niż 30% SSQ. Przepływy nienaruszalne dla zlewni mających powierzchnię z przedziału km 2 są obliczane proporcjonalnie do powierzchni i przyjmują wartości z przedziału: 30 60% SSQ. Mając do dyspozycji wskaźnik odpływu nienaruszalnego, można obliczyć wskaźnik średniego rocznego odpływu dyspozycyjnego oraz średniego odpływu dyspozycyjnego dla okresu wegetacyjnego. Poniżej zestawiono wszystkie proponowane wskaźniki oraz wzory do ich obliczania. Średni roczny odpływ jednostkowy z wielolecia SSq, dm 3 s 1 km 2 ; Średni z wielolecia odpływ jednostkowy w okresie wegetacyjnym (IV IX) SSq IV IX, dm 3 s 1 km 2 ; Wskaźnik korekcyjny odpływu w okresie wegetacyjnym (IV IX) Cq IV IX : 21 Cq IV IX = SSq IV IX : SSq (7) Wskaźnik odpływu nienaruszalnego (środowiskowego) Wqnn, dm 3 s 1 km 2 : dla zlewni o powierzchni A > 2500 km 2 : dla zlewni o powierzchni 500 A 2500 km 2 : Wqnn = Wqnn 2500 = 0,3SSq (8) 0,6. (9) dla zlewni o powierzchni A < 500 km 2 : Wqnn = Wqnn 500 = 0,6SSq (10) Na przykład dla zlewni o powierzchni A = 1500 km 2 Wqnn 1500 = 0,45SSq. Wskaźnik średniego rocznego odpływu dyspozycyjnego z wielolecia Wqd, dm 3 s 1 km 2 : Wqd = SSq Wqnn (11) Wskaźnik średniego z wielolecia odpływu dyspozycyjnego w okresie wegetacyjnym (IV IX) Wqd IV IX, dm 3 s 1 km 2 : Wqd IV IX = Cq IV IX SSq Wqn (12) Na obszarze województwa łódzkiego istnieje wyraźna tendencja do zwiększania się zasobów wód powierzchniowych w kierunku północ południe (rys. 1). Oceny tych zasobów wyznaczone na podstawie średnich dla obszaru powiatów odpływów jednostkowych zmieniają się od 3 do 6 punktów, czyli od małych do ponad przeciętnych (rys. 1, tab. 11).

22 22 a) b) c) d) Rys. 1. Charakterystyka powierzchniowych zasobów wodnych wód płynących w poszczególnych powiatach: a) wskaźnik średniego rocznego odpływu jednostkowego SSq, dm 3 s 1 km 2 ; b) punktowa ocena naturalnych zasobów wód powierzchniowych wg tabeli 11; c) punktowa ocena średnich rocznych dyspozycyjnych zasobów wód powierzchniowych w profilach zamykających zlewnie o powierzchni większej od 2500 km 2 wg tabeli 12; d) punktowa ocena średnich rocznych dyspozycyjnych zasobów wód powierzchniowych w profilach zamykających zlewnie o powierzchni mniejszej od 500 km 2 wg tabeli 12; powiaty: 1 = bełchatowski, 2 = kutnowski, 3 = łaski, 4 = łęczycki, 5 = łowicki, 6 = łódzki wschodni, 7 = opoczyński, 8 = pabianicki, 9 = pajęczański, 10 = piotrkowski, 11 poddębicki, 12 = radomszczański, 13 = rawski, 14 = sieradzki, 15 = skierniewicki, 16 = tomaszowski, 17 = wieluński, 18 = wieruszowski, 19 = zduńskowolski, 20 = zgierski, 21 = brzeziński, 22 = m. Łódź; źródło: opracowanie własne na podstawie: SZYMCZAK [2014] Zasoby dyspozycyjne formowane w zlewniach o powierzchniach większych od 2500 km 2 oceniono są w zakresie od 3 do 7 punktów od małych (powiaty: kutnowski i łęczycki) do dość dużych (powiaty pajęczański i radomszczański) rysunek 1, tabela 12. W małych zlewniach o powierzchni mniejszej od 500 km 2, które mają szczególne znaczenie ze względu na zaopatrzenie rolnictwa w wodę do nawodnień, za-

23 23 Tabela 9. Charakterystyczne roczne przepływy i jednostkowe odpływy w profilach wodowskazowych znajdujących się na terenie województwa łódzkiego na rzekach o naturalnym reżimie hydrologicznym wyznaczone z pięciolecia Powierzchnia Rzeka Wodowskaz Długość zlewni A km 2 geograficzna Szerokość geograficzna WWQ SWQ SSQ SNQ NNQ WWq SWq SSq SNq NNq m 3 s 1 2 dm 3 s 1 km Bzura Kwiatkówek 343, '03" 52 03'45" 13,50 8,66 1,58 0,460 0,240 39,33 25,23 4,60 1,340 0,699 Mroga Bielawy 461, '00" 52 04'25" 21,30 9,59 2,04 0,630 0,200 46,18 20,79 4,42 1,366 0,434 Grabia Łask 472, '19" 51 35'49" 42,40 17,00 2,49 0,590 0,480 89,71 35,97 5,27 1,248 1,016 Luciąża Kłudzice 501, '41" 51 21'01" 25,40 16,40 2,62 0,540 0,190 50,65 32,71 5,22 1,077 0,379 Oleśnica Niechmirów 595, '44" 51 23'17" 35,60 17,90 2,60 0,620 0,290 59,76 30,05 4,36 1,041 0,487 Grabia Grabno 807, '07" 51 27'30" 59,50 29,00 4,02 0,840 0,580 73,64 35,89 4,98 1,040 0,718 Rawka Kęszyce 1 192, '53" 52 08'09" 21,60 13,90 4,30 1,290 0,600 18,12 11,66 3,61 1,082 0,503 Warta Bobry 1 808, '22" 51 01'34" 148,00 57,10 10,20 3,810 3,120 81,84 31,57 5,64 2,107 1,725 Pilica Przedbórz 2 550, '31" 51 05'22" 156,00 74,10 13,60 5,190 3,520 61,17 29,06 5,33 2,035 1,380 Minimum 343,23 18,12 11,66 3,61 1,040 0,379 Średnia 970,35 57,82 28,10 4,83 1,371 0,816 Maksimum 2 550,22 89,71 35,97 5,64 2,107 1,725 Objaśnienia: WWQ = przepływ największy z maksymalnych, SWQ = przepływ średni z maksymalnych, SSQ = przepływ średni ze średnich, SNQ = przepływ średni z minimalnych, NNQ = przepływ najmniejszy z minimalnych, WWq = największy z maksymalnych odpływ jednostkowy, SWq = średni z maksymalnych odpływ jednostkowy, SSq = średni ze średnich odpływ jednostkowy, SNq = średni z minimalnych odpływ jednostkowy, NNq = najmniejszy z minimalnych odpływ jednostkowy. Źródło: opracowanie własne na podstawie: IMGW-PIB [2012].

24 24 Tabela 10. Wartości wskaźników hydrologicznych uwarunkowań melioracji określone dla poszczególnych powiatów woj. łódzkiego Nr Powiat Średni ze średnich odpływ jednostkowy SSq 2 dm 3 s 1 km Wskaźnik odpływu nienaruszalnego dla zlewni o powierzchni Wskaźnik odpływu dyspozycyjnego dla zlewni o powierzchni 500 km 2 Wqnn km 2 Wqnn km 2 Wqd km 2 Wqd 2500 dm 3 s 1 km 2 1 bełchatowski 5,45 3,27 1,64 2,18 3,82 2 kutnowski 3,45 2,07 1,04 1,38 2,42 3 łaski 4,75 2,85 1,43 1,90 3,33 4 łęczycki 3,40 2,04 1,02 1,36 2,38 5 łowicki 3,75 2,25 1,13 1,50 2,63 6 łódzki wschodni 4,80 2,88 1,44 1,92 3,36 7 opoczyński 5,30 3,18 1,59 2,12 3,71 8 pabianicki 4,50 2,70 1,35 1,80 3,15 9 pajęczański 5,90 3,54 1,77 2,36 4,13 10 piotrkowski 5,50 3,30 1,65 2,20 3,85 11 poddębicki 3,60 2,16 1,08 1,44 2,52 12 radomszczański 6,10 3,66 1,83 2,44 4,27 13 rawski 4,35 2,61 1,31 1,74 3,05 14 sieradzki 4,20 2,52 1,26 1,68 2,94 15 skierniewicki 4,05 2,43 1,22 1,62 2,84 16 tomaszowski 4,95 2,97 1,49 1,98 3,47 17 wieluński 5,35 3,21 1,61 2,14 3,75 18 wieruszowski 4,75 2,85 1,43 1,90 3,33 19 zduńskowolski 4,40 2,64 1,32 1,76 3,08 20 zgierski 3,80 2,28 1,14 1,52 2,66 21 brzeziński 4,25 2,55 1,28 1,70 2,98 22 m. Łódź 4,35 2,61 1,31 1,74 3,05 Źródło: opracowanie własne. soby dyspozycyjne ocenione zostały w przedziale od 1 do 3 punktów, czyli od wyjątkowo małych do małych. Najniższe oceny otrzymały powiaty położone na północy województwa, a najwyższe na południu. W celu umożliwienia prowadzenia nawodnień z wykorzystaniem wód powierzchniowych niezbędne jest ich uprzednie retencjonowanie. Do celów praktycznych i na potrzeby prac planistycznych można wstępnie ocenić wielkość i zmienność całkowitych zasobów wód powierzchniowych na podstawie zestawionych przepływów i odpływów charakterystycznych wyznaczonych z pięciolecia w wybranych zlewniach o naturalnym reżimie odpływu (tab. 9 i 10).

25 25 Tabela 11. Kryteria oceny punktowej naturalnych zasobów wód powierzchniowych Obszary o naturalnych zasobach wodnych wód powierzchniowych Średni odpływ jednostkowy SSq dm 3 s 1 km 2 Ocena punktowa powierzchniowych zasobów wodnych Wyjątkowo małych SSq < 2 1 Bardzo małych 2 SSq < 3 2 Małych 3 SSq < 4 3 Poniżej przeciętnych 4 SSq < 5 4 Przeciętnych 5 SSq < 6 5 Ponad przeciętnych 6 SSq < 8 6 Dość dużych 8 SSq < 10 7 Dużych 10 SSq < 15 8 Bardzo dużych 15 SSq < 20 9 Wyjątkowo dużych SSq Źródło: opracowanie własne na podstawie: PUNZET [1983]. Tabela 12. Kryteria oceny punktowej dyspozycyjnych zasobów wód powierzchniowych Obszary o dyspozycyjnych zasobach wód powierzchniowych Wskaźnik odpływu dyspozycyjnego Wqd dm 3 s 1 km 2 Ocena punktowa dyspozycyjnych zasobów wodnych zlewni Wyjątkowo małych Wqd 1,5 1 Bardzo małych 1,5 < Wqd 2,0 2 Małych 2,0 < Wqd 2,5 3 Poniżej przeciętnych 2,5 < Wqd 3,0 4 Przeciętnych 3,0 < Wqd 3,5 5 Ponad przeciętnych 3,5 < Wqd 4,0 6 Dość dużych 4,0 < Wqd 4,5 7 Dużych 4,5 < Wqd 5,0 8 Bardzo dużych 5,0 < Wqd 6,0 9 Wyjątkowo dużych Wqd > 6,0 10 Źródło: SZYMCZAK [2014] OCENA POTRZEB ROZWOJU ODWODNIEŃ I NAWODNIEŃ WEDŁUG WSKAŹNIKÓW GLEBOWO-WODNYCH Merytoryczne podstawy oceny uwarunkowań Glebowo-wodne uwarunkowania rozwoju melioracji określa możliwa do uzyskania produkcyjna sprawność zmeliorowanych gruntów uprawnych, warunkująca utrzymanie lub poprawę potencjału produkcyjnego gleb, ograniczonego stosunkami powietrzno-wodnymi. Sprawność produkcyjną gruntów uprawnych należy traktować całościowo, w odniesieniu do rozpatrywanego fragmentu rolniczej przestrzeni produkcyjnej, gdzie melioracje wyrównują warunki uprawy i zwiększają

26 26 efektywność wykorzystania potencjału produkcyjnego występujących gleb. Oceną glebowo-wodnych uwarunkowań rozwoju melioracji objęto rolniczą przestrzeń produkcyjną województwa, a najmniejszą jednostką podziału, do której ocena się odnosi, jest powiat. Poziom uogólnienia oceny jest adekwatny do skali dokumentów kartograficznych, z których mogą być zaczerpnięte dane przestrzenne dotyczące występujących gleb uprawnych, ich potencjału produkcyjnego (przydatności rolniczej, klas bonitacyjnych), warunków tlenowych, zdolności retencyjnej i filtracyjnej (przepuszczalności). Do oceny uwarunkowań wykorzystano dostępne mapy tematyczne w skali 1: : Ponieważ brak jest kartograficznej (cyfrowej) informacji o występowaniu obszarów (użytków rolnych) zmeliorowanych, to ocena glebowo- -wodnych warunków rozwoju melioracji ma wyłącznie charakter potencjalny, czyli traktujący oceniane gleby, jakby nie były zmeliorowane. Jeżeli są już zmeliorowane, to rozwój melioracji należy rozumieć jako techniczne zachowanie sprawności istniejących urządzeń melioracyjnych. Jeżeli nie, to rozwój należy traktować jako potrzebę przestrzennego rozszerzenia zabiegów melioracyjnych na gleby o wadliwych i nieuregulowanych stosunkach powietrzno-wodnych. Dokonana analiza warunków i możliwości oceny glebowo-wodnych uwarunkowań rozwoju melioracji skłania do przyjęcia systemu czterostopniowej oceny słownej, sformułowanej jako: korzystne, sprzyjające, niesprzyjające i niekorzystne uwarunkowania, które zdefiniowano w metodycznej części opracowania. Określenie kryteriów tak sformułowanej oceny glebowo-wodnych uwarunkowań rozwoju melioracji jest wypadkową: celu, któremu ma służyć; warunków, które ten cel pozwala osiągnąć; formy i definicji przyjętych ocen. Ważnym elementem doboru kryteriów oceny, oprócz względów merytorycznych, jest możliwość przestrzennego sparametryzowania odpowiadających tym kryteriom wyznaczników diagnostycznych, których układ stanowi podstawę do zbudowania modelu oceny realizowanej z zastosowaniem techniki komputerowej. Z przyjętych definicji uwarunkowań wynika zasadność przyjęcia czterech podstawowych kryteriów oceny glebowo-wodnych uwarunkowań rozwoju melioracji: edaficznego, ekologicznego, hydrofizycznego i użytkowego, które zwięźle scharakteryzowano w metodycznej części opracowania, zawierającej również przyjęty model oceny glebowo-wodnych uwarunkowań rozwoju melioracji oraz opis procedury jej przeprowadzenia z zastosowaniem techniki komputerowej Forma prezentacji wyników oceny W wyniku przeprowadzonej oceny opracowano schematyczną mapę (kartogram) oceny glebowo-wodnych uwarunkowań rozwoju melioracji w powiatach należących do województwa (rys. 2) oraz zestawiono powiaty pogrupowane we-

27 27 Rys. 2. Mapa oceny glebowo-wodnych uwarunkowań rozwoju melioracji w województwie łódzkim; źródło: opracowanie własne dług dominujących przestrzennie uwarunkowań (tab. 13). Cyfrowe oznaczenia kolumn w tabeli z wartościami parametrów dotyczą następujących wyznaczników oceny: kol. 1, 2, 3 wysoki, średni, niski potencjał produkcyjny gleb; kol. 4, 5 opadowe, gruntowe zasilanie wodą; kol. 6, 7, 8 duża, średnia, mała zdolność retencyjna gleb; kol. 9, 10 niezakłócone, zakłócone przewodnictwo wodne; kol. 11, 12, 13 korzystne, ograniczone, niekorzystne natlenienie gleb; kol. 14, 15, 16 preferencje melioracyjne (nawodnienie, odwodnienie, brak). Oznaczenia parametrów podano w modelu diagnostycznym zawartym w metodycznej części opracowania. Zawarte w tabeli dane należy traktować jako orientacyjne (wskaźnikowe) ze względu na dokładność (skalę) map, z których je pozyskano. Dla ułatwienia w podejmowaniu decyzji strategicznych w tabeli podano tylko największe wartości procentowe powierzchni gruntów rolnych powiatu odpowiadające poszczególnym wyznacznikom oceny, co nie oznacza, że jeżeli w danym powiecie występuje preferencja melioracji odwadniających, to część użytków rolnych nie będzie wymagała nawodnień. Komentarza wymaga również potrzeba rozróżniania odrębności warunków niesprzyjających od niekorzystnych. Niesprzyjające warunki odnoszą się do rolniczej przestrzeni produkcyjnej o właściwych lub uregulowanych stosunkach powietrznowodnych. Warunki niekorzystne dotyczą gruntów rolnych niskiej jakości, których nie można poprawić, stosując zabiegi wodno-melioracyjne.