wiadomości melioracyjn melioracyjne 2/2012 i...

2/2012melioracyjniimelioracyjn

Informacje naukowo−techniczne

ŚRODOWISKA WIEJSKIEGO

wiadomościmelioracyjne

łąkarskiei

ZAGADNIENIA INŻYNIERII

Informacje naukowo−techniczneISSN 0510-4262

Do Czytelników....................................................................... . 49

Artykuły naukowe i inżynierskie

Poldery.powodziowe.–.zadania.techniczne.–.dr inż. Marek Jaro-sław Łoś................................................................................. . 52

Rola. hydraulicznej. charakterystyki. przewałów. polderowych.w.redukcji.wezbrania.–.prof. dr hab. Waldemar Mioduszewski, prof. dr hab. Janusz Kubrak, dr hab. inż. Zbigniew Kowalew-ski, prof. ITP ......................................................................... . 60

Analiza.uszkodzeń.wałów.przeciwpowodziowych.w.okresie.let-nich.wezbrań.2010.roku.–.prof. dr hab. Zbigniew Kledyński, mgr inż. Wawrzyniec Lejman, prof. dr hab. Waldemar Miodu-szewski .................................................................................. . 64

Potrzeby. intensyfikacji. produkcji. rolnej. poprzez. melioracje.–.dr inż. Józef Lipiński............................................................ . 70

Ocena.przydatności.wybranych.makrofitów.do.nasadzeń.na.zło-żach.stokowych.oczyszczalni.ścieków.–.dr inż. Andrzej Jucherski, inż. Andrzej Walczowski.......................................................... . 75

Informator ITP

Biopaliwa.a.środowisko.–.prof. dr Andrzej Sapek, prof. dr Barbara Sapek .................................................................................... . 81

Treść numeruInformacje Wojewódzkich Zarządów Mielioracji i Urządzeń Wodnych

Konwent.Dyrektorów.Zarządów.Melioracji. i.Urządzeń.Wod-nych...................................................................................... . 84

Udostępnienie. jednostkom. organizacyjnym. Państwowej. Straży.Pożarnej.zasobu.Wojewódzkiego.Magazynu.Przeciwpowodzio-wego.i.Kryzysowego.dla.woj..łódzkiego.–.Jarosław Pawlak....... . 87

Dla praktyki

Przegrody.przeciwfiltracyjne.z.zawiesin.twardniejących.w.kor-pusach. i. podłożu. wałów. przeciwpowodziowych. –. prof. dr hab. inż. Magdalena Borys ..................................................... . 89

Artykuł sponsorowany

Założenia.technologiczne.wielozadaniowej.maszyny.nowej.ge-neracji. do. konserwacji. i. odbudowy. rowów. i. kanałów. me-lioracyjnych..Część.II..Osprzęt.do.robót.ziemnych.–.dr inż. J. Rutkowski, dr hab. inż. J. Bykowski, dr inż. T. Pawłowski, prof. dr hab. inż. Cz. Przybyła, mgr inż. M. Szychta................ . 96

Wspomnienia

Prof..dr.hab..inż..Mikołaj.Nazaruk.(1925-2012)....................... .100

WydaWca

StowarzyszenieInżynierów i Techników

Wodnych i Melioracyjnych

Wersja pierwotnapapierowa

kolegium redakcyjne

redaktor nacz. prof. dr hab. WALDEMAR MIODUSZEWSKI Sekretarz red. GRAŻYNA GUTOWSKA

redaktorzy tematyczni: dr hab. SZCZEPAN L. DĄBKOWSKI, mgr inż. JERZY MAZGAJSKIdr inż. MAREK JAROSŁAW ŁOŚ, prof. dr hab. KAZIMIERZ PIEKUT

redaktor statystyczny: dr inż. TOMASZ SZYMCZAKredaktor językowy: mgr OLGA GÓRCZAK-ŻACZEK

rada ProgramoWaPrzewodniczący: prof. dr hab. Krzysztof WierzbickiZastępca przewodniczącego: prof. dr bab. Czesław Przybyłaczłonkowie: dr inż. Zbigniew Ambrożewski, mgr inż. Kazimierz Choromański, prof. dr hab. Andrzej Drabiński, mgr inż.

Krzysztof Dzik, dr inż. Halina Jankowska-Huflejt, prof. dr hab. inż. Jerzy Jeznach, prof. dr hab. inż. Edmund Kaca, dr inż. Marek Kalenik, prof. dr hab. Ryszard Kostuch, mgr inż. Krzysztof Latoszek, dr inż. Edward Leśniak, mgr inż. Stefan Lorenc, dr inż. Marek Jarosław Łoś, prof. dr hab. inż. Zenon Pijanowski, prof. dr hab. Bogusław Sawicki, mgr inż. Tadeusz Sieradz, mgr inż. Stanisław Staniszewski, dr inż. Leonard Szczygielski

recenzenci artykułów naukowych i inżynierskich: dr Michał Fic, prof. dr Kazimierz Garbulewski, prof. dr Janusz Kindler, prof. dr Stanisław Kostrzewa, prof. dr Leszek Łabędzki, prof. dr Andrzej Łachacz, mgr inż. Piotr Michaluk, prof. dr Waldemar Michna, prof. dr Rafał Miłaszewski, prof. dr Edward Pierzgalski, prof. dr Piotr Stypiński, mgr inż. Stanisław Wiśniewski

redakcja: ul. czackiego 3/5, 00-043 Warszawa, tel. (22) 8273850, http://www.sitwm.pl e-mail: [email protected] do korespondencji: 00-950 Warszawa 1, skr. pocztowa 15

Warunki PrenumeraTy

Wpłaty na prenumeratę „Wiadomości Melioracyjnych i Łąkarskich” przyjmuje:Stowarzyszenie inżynierów i Techników Wodnych i melioracyjnych, 00-043 Warszawa, ul. czackiego 3/5

nr konta 96 1160 2202 0000 0000 2921 0044

Prenumerata czasopisma na 2012 rok wynosi: 42 zł (w tym 5% VaT) za kwartał, 84 zł (w tym 5% VaT)za półrocze, 168 zł (w tym 5% VaT) za cały rok. członkowie Stowarzyszenia i iiB otrzymują 50% zniżki.

iSSn 0510-4262; indekS 38213/38122 cena 1 egz. wynosi 42 zł (w tym 5% VaT)i okładka: fot. W. Mioduszewski Nakład 550 egz.

49

Szanowni CzytelnicyW 1992 roku ONZ ustanowiło Światowy Dzień Wody. Założeniem obchodzo-

nego w dniu 22 marca święta jest propagowanie racjonalnego użytkowania zasobów wodnych. W wielu krajach wykorzystuje się ten dzień do organizowania różnego typu spotkań, uroczystości itp., aby dotrzeć do świadomości ludzi, że woda jest cen-nym zasobem przyrody, a jej ilość jest ograniczona i powinniśmy bardzo oszczędnie gospodarować tymi zasobami. Dzień 22 marca w każdym roku obchodzony jest pod innym hasłem. W roku 2011 było to „Woda Dla Miast” W roku 2012 przewodnim mottem było hasło „WODA A BEZPIECZEŃSTWO ŻYWNOŚCIOWE – Świat jest spragniony ponieważ jesteśmy głodni” (Water and Food Security – The World is Thirsty Because we are Hungry). Uznano więc, że jednym z najważniejszych aktualnych problemów w światowej gospodarce wodnej jest zaspokojenie potrzeb rolnictwa. W światowej polityce wodnej podkreśla się, że jeśli występują obawy, że zabraknie wody na kuli ziemskiej to dotyczy to głównie możliwości produkcji żywności.(na IV stronie okładki pokazujemy potrzeby wodne różnych użytkowni-ków). Dlatego też rozwinięciem tegorocznego hasła jest zawołanie: „zwiększenie produkcji rolnictwa powinno odbywać się bez wzrostu poboru wody”.

W Polsce od paru lat niektóre instytucje związane z wodą obchodzą to święto i próbują dotrzeć z informacjami o wodzie do możliwie szerokiego grona ludzi. Bardzo ciekawą inicjatywę podjęło Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Ka-nalizacji w Warszawie, organizując „piknik rodzinny” nad brzegiem Wisły, obejmujący zabawy dla dzieci ale również zwiedzanie niektórych obiektów. Natomiast Polska Akcja Humanitarna (PAH), znana między innymi z budowy studni w Etiopii, zorganizowała koncert w jednym z warszawskich teatrów. Dochód ze sprzedaży biletów zostanie przeznaczony na Kampanię Wodną PAH. Warto wspomnieć, że Arcybiskup Metropolita Katowicki wystosował list do wiernych, w którym zwraca uwagę, że Światowy Dzień Wody to „okazja do poważnej refleksji nad naszym sposobem korzystania z tego bezcennego dobra naturalnego”.

Natomiast media były bardzo skromne, jeśli chodzi o informacje dotyczące wody w dniu 22 marca. Z codziennej prasy jedynie Rzeczpospolita poświęciła nieco miejsca tej problematyce. Ukazał się tam wywiad z Sekretarzem Stanu w Ministerstwie Środowiska, oraz kilka innych wywiadów poświęconych głównie problemom gospodarki komunalnej, Ciekawe, że nawet pierwsze pytanie skiero-wane do Pana Ministra brzmiało: „22 marca obchodzimy Światowy Dzień Wody, w tym roku pod hasłem bezpieczeństwa wody. Co to oznacza”. Ciekawe, czy to pomyłka w tłumaczeniu? Hasło „woda a bezpieczeństwo żywnościowe” ma przecież zupełnie inny sens niż „bezpieczeństwo wody”.

Był w Polsce obchodzony Światowy Dzień Wody, ale nie pod hasłem „woda a bezpieczeństwo żywnościowe”. Żadna z instytucji zajmujących się gospodarką wodną na terenach rolniczych nawet nie próbowała wykorzystać tego dnia i tego aktualnego hasła do propagowania swoich działań, a szkoda bo społeczeństwo nie ma wiedzy o dużej roli wody w produkcji żywności (rolnictwie). Bar-

dzo często melioracje utożsamiane są z błędnymi, niepotrzebnymi regulacjami rzek i odwodnieniami terenów mokradłowych. Przegapiliśmy więc okazję wytłumacze-nia ludziom znaczenia wody w produkcji żywności. Redakcja Wiadomości Melio-racyjnych i Łąkarskich z przykrością stwierdza, że też przegapiła Światowy Dzień Wody i nie ma nic na swoje usprawiedliwienie. W poprzednim numerze Wiado-mości (1/2012) nawet nie wspomnieliśmy, że istnieje taki dzień poświęcony wodzie. A w tym roku szczególnie dzień ważny dla nas bo poświęcony wodzie i rolnictwu.

Komitet Melioracji i Inżynierii Środowiska Rolniczego razem z Komitetem Go-spodarki Wodnej i Komitetem Inżynierii Lądowej i Wodnej zorganizowali wspólne posiedzenia z okazji dnia wody. Wygłoszono kilka ciekawych referatów. Jest to jed-nak wymiana poglądów we własnym gronie, spotkanie specjalistów zajmujących się problematyką wodną. Natomiast ideą Światowego Dnia Wody jest dotarcie z in-formacjami do społeczeństwa. Uczulenie ludzi, że wody mamy mało i trzeba nią gospodarować oszczędnie i to dotyczy głównie rolnictwa jako największego użyt-kownika wody.

Może z okazji Światowego Dnia Wody lub skromniejszych Dni Hydrotechnika, Melioranta i Łąkarza udałoby się zorganizować piknik na łąkach z działającym systemem melioracyjnym?? Ale nie dla własnego środowiska jak to robione jest do-tychczas, ale dla ludzi spoza branży (dla społeczeństwa).

Redakcja

50

czasopismo poświęconebudownictwu wodno-

melioracyjnemu, łąkarstwu, inżynierii wiejskiej,

z uwzględnieniem zagadnień ekologicznych

nr 2 (433)kwiecień-czerwiec

rok LV2012

wiadomościmelioracyjnei łąkarskieZłota

OdznakaHonorowa

SITWM

ŁOŚ M.J. Poldery powodziowe – zadania techniczne..Wiad..Mel..i.Łąk..2012,.t..LV;.nr.2,.s..52

Wykorzystanie.istniejących.obszarów.chronionych.wałami.prze-ciwpowodziowymi. jako. zbiorników. wykorzystywanych. do. ochro-ny.przed.powodzią.jest.bardzo.złożonym.zagadnieniem..Tworzenie.polderów. uwarunkowane. jest. charakterystyką. hydrologiczną. rzeki.(wielkością.i.czasem.trwania.przepływów.powodziowych),.warunka-mi.hydraulicznymi.budowli,.stanem.technicznym.wałów.przeciwpo-wodziowych.oraz. stanem.zagospodarowania. i.użytkowania. zawala..Generalną.analizę.tej.problematyki.przedstawiono.w.artykule.

Słowa kluczowe: powodzie, poldery, wały przeciwpowodziowe, go-spodarka wodna

MIODUSZEWSKI W., KUBRAK J., KOWALEWSKI Z. Rola hy-draulicznej charakterystyki przewałów polderowych w redukcji wezbra-nia. Wiad..Mel..i.Łąk..2012,.t..LV;.nr.2,.s..60

Warunki.hydrauliczne.koryta.budowli.wpustowych.stosowanych.przy.polderach.przeciwpowodziowych.są.bardzo.złożone.i.muszą.być.rozpatrywane.w.nawiązaniu.do.zmiennego.poziomu.wody.w.rzece.i.na.polderze..W.pracy.dokonana.została.analiza.wpływu.hydraulicz-nej.przepustowości.na.efektywność.działania.polderu.w.ogranicza-niu.wysokości.natężenia.przepływu..Wykazano,.że.przewały.o.stałej.koronie.są.mało.efektywne.i.mogą.być.stosowane.jedynie.dla.cieków.o.dużym.natężeniu.przepływu,.ale.krótko.trwającym..W.przypadku.tak.dużych.rzek.jak.Wisła.dobranie.przelewu.o.odpowiednio.dużej.przepustowości.jest.praktycznie.niemożliwe..Stąd.też.rola.polderów.w.ograniczaniu.powodzi.jest.niewielka.

Słowa kluczowe: gospodarka wodna, ochrona przed powodzią, pol-dery, hydraulika budowli

KLEDYŃSKI Z., LEJMAN W., MIODUSZEWSKI W. Analiza uszkodzeń wałów przeciwpowodziowych w okresie letnich wezbrań 2010 roku. Wiad..Mel..i.Łąk..2012,.t..LV;.nr.2,.s..64

Podstawową. techniczną. metodą. ochrony. przed. powodzią. są.wały.przeciwpowodziowe..Podczas.powodzi.w.2010.roku,.charakte-ryzującej.się.występowaniem.długotrwałych.wysokich.stanów.wody.na. wielu. odcinkach. wałów. wystąpiły. uszkodzenia. lub. awarie. po-wodujące. zatopienie. wielu. chronionych. obszarów.. Przeprowadzo-no. ankietyzacje. w. wojewódzkich. zarządach. melioracji. i. urządzeń.wodnych,.która.pozwoliła.na.zgromadzenie.cennego.materiału.po-zwalającego.na.analizę.przyczyn.awarii. lub.uszkodzeń..Dokonano.również.próby.oszacowania.kosztów.bieżących.i.docelowych.napraw.wałów.przeciwpowodziowych.

Słowa kluczowe: ochrona przed powodzią, stan techniczny budowli piętrzących, awarie wałów przeciwpowodziowych, zagrożenia powo-dziowe

LIPIŃSKI J. Potrzeby intensyfikacji produkcji rolnej poprzez me-lioracje. Wiad..Mel..i.Łąk..2012,.t..LV;.nr.2,.s..70

Zrównoważony.bilans.produkcji.i.spożycia.w.sektorze.produkcji.rolnej.oraz.dodatnie.saldo.obrotów.w.handlu.zagranicznym.towarami.rolno-spożywczymi,.przy.jednoczesnym.ugorowaniu.pól,.nie.wskazu-je.na.potrzebę.realizowania.krajowych.programów.melioracji.

Jednak. melioracje. są. podstawą. zwyżki. plonowania. roślin.i.efektywności.gospodarowania,.a.także.podstawą.uzyskania.wy-sokiej. jakości. produktów,. która. jest. warunkiem. ich. eksportu..Eksport. ten. jest. szczególnie. potrzebny. w. sytuacji,. gdy. ogólne.saldo.obrotów.handlowych.Polski.z.innymi.krajami.jest.ujemne.–.w.latach.2007-2010.wynosiło.ono.kolejno.-70,3;.-91,6,.-40,1.

ŁOŚ M.J. Flood polders – technical tasks. Wiad..Mel..i.Łąk..2012,.t..LV;.nr.2,.s..52

Use.of.existing.protected.areas.by.flood.control.banks.as.reser-voirs.used.for.protection.against.flood.is.a.very.complex.question..Creation.of.polders. is.conditioned.by.river.hydrological.characte-ristic.(magnitude.and.time.of.flood.flow),.hydraulic.conditions.of.construction,. technical. status. of. flood. control. embankment. and.state.of.management.and.use.land.behind.bank..General.analyse.of.these.problems.was.presented.in.the.paper.

Key words: floods, polders, flood control banks, water management

MIODUSZEWSKI W., KUBRAK J., KOWALEWSKI Z. Role of hydraulic characteristic of polder inlet structures on flood flow re-duction. Wiad..Mel..i.Łąk..2012,.t..LV;.nr.2,.s..60

Hydraulic. conditions. of. trough. inlet. construction. applied. at.flood. control. polders. are. very. complex. and. must. be. consider. in.connection.to.changeable.level.of.water.in.river.and.on.polder..Ana-lyze. of. hydraulic. capacity. on. effectiveness. of. polder. operation. in.reduction.of.flow.intensity.rate.was.done.in.the.work..It.was.proved.that.throat.with.stable.crown.are.ineffective.and.can.be.applied.only.for.courses.with.big.flow.capacity.but.lasting.shortly..In.the.case.of.such.big.river. like.Vistula.overflow.selection.with.appropriate.big.flow.capacity.is.practicaly.impossible...Therefore.role.of.polders.in.flood.control.is.slight.

Key words:.water management, flood control, polders, hydraulic of structures

KLEDYŃSKI Z., LEJMAN W., MIODUSZEWSKI W. Analyze of flood control embankment damages in the period of 2010 summer bankful flow. Wiad..Mel..i.Łąk..2012,.t..LV;.nr.2,.s..64

Flood.control.embankments.are.the.basic.technical.method.of.protection. against.flood..During.2010.flood. characterised.by.oc-currence.long.lasting.high.water.states.on.many.on.many.cross-sec-tion.of.banks.occurred.damages.or.breakdowns.causing.inundation.many.protected.areas..Polling.of.voivodship.management.of.ame-lioration.and.water.facilities.allowed.gathering.of.valuable.material.allowing.on.analyse.of.damages.or.breakdowns.causes..An.attempt.of.current.cost.assessment.and.repairs.of.flood.control.banks.was.also.done.

Key words:.flood control, technical status of damming construction, flood control embankments breakdown, flood threat

LIPIŃSKI J. Needs of agricultural production intensification through amelioration. Wiad..Mel..i.Łąk..2012,.t..LV;.nr.2,.s..70

Sustainable. balance. sheet. of. production. and. consumption. in.agricultural.production.sector.and.positive.balance.of. turnover. in.foreign.trade.of.agrifood.goods.at.the.same.time.field.set-aside.do.not.point.on.country.amelioration.programs.realisation.need..Ho-wever.ameliorations.are.the.base.of.crops.yielding.increase.and.far-ming.affectivity,.and.also.base.of.high.quality.products.obtaining,.which.is.condition.for.their.export..Export.is.especially.needed.in.situation.when.general.balance.of.Poland’s.trade.turnover.balance.with. other. countries. is. negative. –. in. years. 2007-2010. amounted.successively.-70,3;.-91,6,.-40,1.and.-55,1.billions.of.zł,.that’s.why.

51

i.-55,1.mld.zł,.dlatego.melioracje.powinny.być.wspierane.z.fun-duszy.UE.i.Budżetu.Państwa.wszędzie.tam,.gdzie.rolnicy.zgłaszają.zainteresowanie.

Słowa kluczowe: melioracje, produkcja rolna, bilanse handlowe

JUCHERSKI A., WALCZOWSKI A. Ocena przydatności wybra-nych makrofitów do nasadzeń na złożach stokowych oczyszczalni ście-ków. Wiad..Mel..i.Łąk..2012,.t..LV;.nr.2,.s..75

Specyficznym. rozwiązaniem. w. technologii. oczyszczania. ścieków.bytowych. autorstwa. ITP. –. Górskiego. Centrum. Badań. i. Wdrożeń.w.Tyliczu,.przeznaczonym.do.stosowania.na.terenach.górzystych.o.za-budowie.rozproszonej,.są.specjalne.stokowe.złoża.gruntowo-roślinne.

Wykorzystując. ideę. naturalnych. młak. górskich. oraz. filtracyj-ne. właściwości. odpowiednio. dobranego. wypełnienia. gruntowego.i.roślinno-korzeniowego,.są.one.bardzo.skutecznym.narzędziem.do.mineralizacji.substancji.organicznej.oraz.usuwania.ze.ścieków.azo-tu.i.fosforu..W.artykule.omówiono.rolę.nasadzeń.roślinnych,.jaką.pełnią.w.tych.złożach.oraz.poddano.ocenie.stosowane.tu.wybrane.rośliny.wodolubne.(mannę.wodną,.mozgę.trzcinowatą.i.trzcinę).

Słowa kluczowe: oczyszczalnie zagrodowe, złoża gruntowo-roślinne, makrofity na złożach stokowych, rośliny wodno-błotne

SAPEK A., SAPEK B. Biopaliwa a środowisko. Wiad..Mel..i.Łąk..2012,.t..LV;.nr.2,.s..81

Omówiono. zastrzeżenia. do. propagowanej. uprawy. roślin. ener-getycznych,.przeznaczanych.do.produkcji.biopaliw..Ważne.pytanie.dotyczy.konkurencyjności.wobec.produkcji. żywności..Przeznacze-nie. w. tym. celu. gruntów. rolnych. może. ograniczyć. podaż. żywno-ści. i.w.konsekwencji.wzrost. jej. ceny..Drugie.pytanie.wiąże. się. ze.skutkami. w. środowisku.. Może. nim. być. pogarszanie. się. żyzności.gleby. w. wyniku. zwiększenia. areału. uprawy. jednorocznych. roślin.energetycznych,. co. może. powodować. zanikanie. glebowej. materii.organicznej..Rośliny.przeznaczane.na.biopaliwo.wymagają.stosowa-nia.nawożenia.mineralnego,.często.w.dawkach.większych.niż.pod.uprawy.tradycyjne..Ocena.skutków.w.środowisku.jest.utrudniona,.gdyż.wszelkie.programy.związane.z.rozwojem.stosowania.biopaliwa.ograniczają.się.do.podawania.wskaźników.procentowej,.a.nie.prze-widywanej.masy.paliwa.

Słowa kluczowe: rolnictwo, ochrona jakości wody, polityka wodna, agrotechnika

BORYS M. Przegrody przeciwfiltracyjne z zawiesin twardnieją-cych w korpusach i podłożu wałów przeciwpowodziowych. Wiad..Mel..i.Łąk..2012,.t..LV;.nr.2,.s..89

Obserwacje. prowadzone. w. czasie. powodzi. oraz. oceny. stanu.technicznego.wykazują,.że.jednym.z.zasadniczych.zagrożeń.dla.sta-teczności.obwałowań.jest.nadmierna.filtracja.przez.korpus.nasypu.lub. jego. podłożu.. Stąd. też. istnieje. konieczność. modernizacji. wa-łów.a.szczególnie.wykonanie.przesłon.przeciwfiltracyjnych..W.pra-cy.przedstawiono.podstawowe.zasady.i.uwarunkowania.stosowania.przesłon.z.materiałów.twardniejących,.które.mogą.stanowić.pomoc.przy.projektowaniu.i.wykonawstwie.tego.typu.przesłon.

Słowa kluczowe:.wały przeciwpowodziowe, rekonstrukcja budowli ziemnych, uszczelnienia pionowe, zawiesiny twardniejące

RutkowSki J., BykowSki J., PawłowSki t., PRzyByła Cz., SzyChta M. Założenia technologiczne wielozadaniowej maszyny nowej ge-neracji do konserwacji i odbudowy rowów i kanałów melioracyjnych. Część II. Wiad..Mel..i.Łąk..2012,.t..LV;.nr.1,.s..96

W.pracy.przedstawiono.założenia. technologiczne.konstrukcji.nowej.ge-neracji. wielozadaniowej. maszyny. do. utrzymania. i. odbudowy. cieków. i. ka-nałów.melioracyjnych.wraz.z.możliwościami.i.zakresem.jej.funkcjonowania..W.pierwszej.części.artykułu.omówiono.osprzęt.do.usuwania.i.zagospodarowa-nia.roślinności.porastającej.skarpy.i.dno,.w.części.drugiej.–.osprzęt.do.robót.ziemnych,.przy.odbudowie.koryt.rowów.i.kanałów..Projekt.maszyny.powstaje.w.Przemysłowym.Instytucie.Maszyn.Rolniczych.w.Poznaniu,.w.ramach.pro-jektu.Programu.Operacyjnego.Innowacyjna.Gospodarka.na.lata.2007-2013,.pt.:. „Technologia. i. nowej. generacji. urządzenie. wielozadaniowe. do. regene-racyjnego. kształtowania. otwartych. cieków. wodnych”. (nr. projektu:. WND-POIG.01.03.01-00-165/09,.okres.realizacji.01.10.2009-31.12.2012.rok)

Słowa kluczowe: roboty konserwacyjne, rowy i kanały melioracyjne, me-chanizacja

amelioration.should.be.supported.with.UE.funds.and.State.Budget.everywhere,.where.farmers.present.interest.

Key words: amelioration, agricultural production, trade balances

JUCHERSKI A., WALCZOWSKI A. Assessment of selected mac-rophytes suitability for planting on slope sewage treatment plant beds. Wiad..Mel..i.Łąk..2012,.t..LV;.nr.2,.s..75

Specific.solution.in.household.sewage.treatment.technology.by.ITP.–.Mountain.Centre.of.Research.and.Dissemination.in.Tylicz,.intended.for.application.on.mountain’s.terrains.with.scattered.ho-using.are.special.slope.soil-plant.beds.

Useing.idea.natural.mountain.bog-spring.and.filtration.proper-ties.of.properly.matched.of.soil.and.plant-root.fulfilment,.there.are.very.efficient.tool.for.organic.matter.mineralisation.and.removing.of.nitrogen.and.phosphorus.from.sewage..Role.of.plant’s.plantings.which.they.play.in.these.beds.was.discussed.in.the.article,.and.as-sessment.of. applied.here. some.water.plants. (mannagrass,. ribbon-gras,.reedgrass).was.given.

Key words: household purification plants, soil-plant beds, macrophy-tes on slope beds, water-muddy plants

SAPEK A., SAPEK B. Biofuels and environment. Wiad.. Mel..i.Łąk..2012,.t..LV;.nr.2,.s..81

Reservations. to. propagated. cultivation. of. energy. plants. desig-nated. for. biofuel. production. were. discussed.. Important. question.regards. competiveness. towards. food. production.. Destination. for.this.purpose.of.agricultural.lands.can.limit.food.supply.and.in.con-sequence.price. increase.. Second.question. is. bound.with. environ-mental.effects..It.can.be.soil.fertility.deteriorations.results.of.incre-asing.of.area.of.cultivation.of.annual.energy.crops.which.can.cause.decline.of.soil.organic.matter..Plants.for.biofuel.require.application.of.mineral.fertilization,.frequently.in.higher.doses.than.traditional.crops..Impact.assessment.in.environment.is.difficult.since.all.pro-grams.connected.with.development.of.biofuel.are.limiting.to.giving.percentage.indicators.not.predicted.fuel.mass.

Key words:.agriculture, water quality protection, water policy, agro-technics

BORYS M. Antifiltration barriers from hardening suspensions in corps and substratum of flood control banks. Wiad..Mel..i.Łąk..2012,.t..LV;.nr.2.,.s..89

Observations.carried.out.during.flood.and. technical. status.as-sessment.shows.that.one.of.basic.threat.for.embankment.stability.is.excessive.filtration.through.embankment.body.or.its.substratum..There.is.necessity.banks.modernization,.especially.making.of.anti-filtration.diaphragm..Basic.principles.and.conditions.of.application.of. diaphragm. with. hardening. materials,. which. can. make. help. at.designing.and.working.of.such.type.of.diaphragms,.were.presented.in.the.paper.

Key words: flood control banks, earth structure reconstruction, verti-cal sealing, and hardening suspensions

RUTKOWSKI J., BYKOWSKI J., PAWŁOWSKI T., PRZYBYŁA CZ., SZYCHTA M. Technological foundations of multitasks machinery new gen-eration for conservation and restoration of amelioration ditches and canals. Part II. Wiad..Mel..i.Łąk..2012,.t..LV;.nr.1,.s..96

Technological.foundations.of.the.new.generation.of.multitasks.ma-chinery.construction. for. conservation.and. restoration.of.watercourses.and. amelioration. canals. with. possibilities. and. range. of. its. work. have.been. presented. in. the. paper.. In. the. first. part. of. the. paper. removing.gear. of. vegetation. overgrowing. banks. and. bottom. were. discussed,. in.part. second. excavation. works. gear. through. reconstruction. ditch. and.canals. trough..Machine. scheme. is.working.out. in. Industrial. Institute.of.Agricultural.Machinery.in.Poznan.in.the.framework.of.Operational.Program.Innovative.Economy.2007-2013,.task:.„Technology.and.new.generation.multitask.device.for.regeneration.shaping.of.open.waterco-urses”. (Project. No:.WNDPOIG.. 01.03.01-00-165/09,. realisation. pe-riod.01.10.2009.–.31.12.2012)

Key words: conservation works, drainage, ditches and canals, mechanisation

52

ARTyKUŁy..NAUKOWE..I..INżyNIERSKIE

Dr.inż..MAREK.JAROSŁAW.ŁOśOśrodek.Dokumentacji.i.Studiów.w.Lublinie

Poldery powodziowe – zadania techniczne

Wprowadzenie

Ostatnie,. wielkie. powodzie. w. dolinach. głównych. rzek.Polski. (1997,. 2001,. a. zwłaszcza. 2010). wykazały. poważne.niedomagania. naszej. gospodarki. wodnej. oraz. raz. jeszcze.potwierdziły. konieczność. wprowadzenia. istotnych. zmian.w. istniejącym. systemie. ochrony. przed. powodzią.. Za. nie-zbędne.do.tego.celu.uznaje.się,.między.innymi,.utworzenie.względnie.rozbudowę.retencji,.dysponowanie.którą.pozwo-liłoby.na. istotne. zmniejszenie.przepływów.maksymalnych..Powszechnie. są. znane. trudności. związane.z. lokalizacją.du-żych. zbiorników. retencyjnych. oraz. nieuchronne. konflikty.społeczne. jakie.wywołują.zmiany.własności. i. zmiany.użyt-kowania. terenu. nieodzowne. dla. realizacji. takich. zbiorni-ków.. Dotychczas. przyjmuje. się,. że. użytkowanie. retencyj-ne. terenu. w. zasadzie. wyklucza. jego. użytkowanie. rolnicze..W. ostatnich. latach. lansowana. jest. koncepcja. pogodzenia.obu.sposobów.użytkowania..Koncepcja.ta.dotyczy.polderów.powodziowych,. czyli. określonych. terenów,. dostosowanych.do.sterowanych.zalewów.przez.wody.wielkie..Koncepcja.jest.oparta.na.oczywistym.stwierdzeniu,.że.retencja.powodziowa.jest.potrzebna.raz.na.kilka.lub.kilkanaście.lat.i.to.zazwyczaj.przez.niewielką.część.roku..Użytkowanie.retencyjne.polde-rów.można.określić.jako.sporadyczne,.z.reguły.krótkotrwałe..Natomiast. użytkowanie. rolnicze. polderów. można. określić.jako.długotrwałe.(wieloletnie),.z.nieuniknionymi.rzadkimi.przerwami. wynikającymi. z. wymagań. użytkowania. reten-cyjnego.. Są. to. podstawowe. założenia. koncepcji. polderów..Rozwinięcia.i.uszczegółowienia.wymaga.szereg.zasadniczych.problemów.związanych.z.lokalizacją,.budową.i.eksploatacją.polderów..Dotyczy. to.zwłaszcza.problemów.prawnych,.or-ganizacyjnych,. ekonomicznych,. społecznych,. politycznych.oraz. technicznych.. Na. poldery. można. spojrzeć. z. różnych,.nawet.przeciwstawnych,.punktów.widzenia..W.tym.artyku-le.skoncentrowano.się.na.zadaniach.technicznych.wiążących.się.z.polderami.powodziowymi..Pozostałe.problemy,.niewąt-pliwie.bardzo.ważne,.są.sygnalizowane,.gdy.mają.bezpośred-ni.związek.z.problemami.technicznymi..Podejście.technicz-ne.zmusza.do.rozpatrywania.powodzi,.a.ściśle.biorąc.dużych.wezbrań,. jako.zjawisk.dotyczących.transportu.wody.w.wa-runkach. przeciążenia. systemu.. Chodzi. zwłaszcza. o. ogólną.ilość.transportowanej.wody,.co.charakteryzuje.kubatura.fali.[hm3]. i. czasowy. rozkład.natężenia.przepływu. [m3s-1]..Bar-dzo.ważny. jest. stan.wody,. czy. to.w.odniesieniu.do.pozio-mu.morza.[m].czy.w.układzie.lokalnym.odnoszącym.się.do.poszczególnych.wodowskazów.[cm]..Związki.stanów.wody.z. odpowiadającymi. im. przepływami. świadczą. pośrednio.o.warunkach.istniejących.na.trasach.transportu.wody..Trasy.te.w.ogólnym.zarysie.uformowane. zostały.przez.naturalne.koryta.rzek.oraz.przez.ich.doliny..Zarówno.koryta.jak.i.do-liny.zostały.znacznie.zmodyfikowane.przez.wieloletnią.dzia-łalność.człowieka..Efekty.tej.działalności.są.różne,.zarówno.pozytywne.jak.i.negatywne..Podobnie.pozytywne,.a.częściej.negatywne. są. efekty. zaniechania. działalności,. zaniechania.

charakterystycznego. dla. ostatnich. dziesięcioleci.. Obecny.stan. tras. transportu. wód. wielkich,. tj.. koryt. i. dolin. rzecz-nych.w.Polsce,.w.ogólnym.zarysie.jest.rozpoznany.i.opisany.dobrze,.a.przynajmniej.zadowalająco,.choć.szereg.zagadnień.wymaga.niewątpliwie.szczegółowych.studiów..Wielokrotnie.podnoszona.jest.konieczność.modyfikacji.istniejącego.stanu.tras. transportu. i. dostosowania. go. do. pracy. w. warunkach.przeciążenia,. charakterystycznych. dla. okresów. powodzi..Może. tu. chodzić. o. zmniejszenie. oporów. ruchu. oraz. usu-nięcie.występujących.w.korytach. i.dolinach.utrudnień.dla.swobodnego. przepływu. wody.. W. każdym. razie. chodzi. tu.o.działania. „na. trasie”. transportu..W.przypadku.polderów.powodziowych.chodzi.o.działania.„obok.trasy”.transportu..Poldery.mają.przejąć.część.wód.wielkich,. szczególnie.część.szczytu. fali. powodziowej,. a. następnie. okresowo. przetrzy-mać.zgromadzoną.wodę..Przy.takiej.koncepcji.poldery.nie.wpływają.na.warunki.charakteryzujące.trasę.transportu.wód.wielkich,. ale. zmniejszają.bądź. eliminują.występujące.prze-ciążenia. systemu. transportowego.. Zasygnalizowana. kon-cepcja.wymaga.bliższej.analizy,.nie.tylko.opisowej.lecz.także.obliczeniowej..Konieczne.jest.uzyskanie.wstępnych,.niewąt-pliwie.przybliżonych,.danych.liczbowych..Niniejszy.artykuł.ma.na.celu.zaproponowanie.najprostszego.sposobu.przepro-wadzenia.obliczeń,.a.następnie.przeprowadzenia.oceny.uzy-skanych.wyników.

Przyjęte podstawy obliczeniowe

Analiza.warunków.budowy.i.eksploatacji.polderów.zosta-ła.przeprowadzona.na.przykładzie.odcinka.Wisły.środkowej.określanym.jako.Wisła.Lubelska,.tj..położonym.w.granicach.województwa. lubelskiego.. Odcinek. ten. w. znacznej. mierze.pokrywa. się. z. Małopolskim. Przełomem.Wisły..W. artykule.przyjęto. jako. miarodajne. przekroje. wodowskazowe. od. Za-wichostu. (km.287.6,. zlewnia.A.=.50.732.km2).do.Dęblina.(km.393.7,.A.=.68.234.km2)..Zjawiska.powodziowe.na.tym.odcinku. były. charakteryzowane. w. paru. publikacjach. [Bo-guta,.Łoś.2010;.Łoś.2006;.Politechnika.Warszawska.2002],.wykonano. także. parę. studiów. szczegółowych. dotyczących.ochrony. przeciwpowodziowej. na. tym. odcinku. [Bipromel.2004;.Instytut.Technologiczno-Przyrodniczy.2011,.Ośrodek.Dokumentacji. i. Studiów. 2011].. Dla. całej.Wisły. dysponu-jemy.monografią.powodzi. roku.2010. [Instytut.Meteorolo-gii. i.Gospodarki.Wodnej.2011]..Wymienione.opracowania.stanowią. podstawową. bazę. do. dalszych. analiz.. Na. począt-ku.tego.odcinka,.tj..w.Zawichoście.letnie.przepływy.wielkie.Wisły.osiągają.swoje.maksimum.w.skali.dorzecza,.a.następ-nie. stopniowo. maleją,. pomimo. wyraźnego. przyrostu. po-wierzchni. zlewni.. Zmniejszenie. przepływu. wody. stuletniej.Q1%.jest.znaczne..Z.8900.m3s-1.w.Zawichoście.spada.on.do.8000.m3s-1.w.Dęblinie..świadczy.to.bezpośrednio.o.istotnej.transformacji.fali.powodziowej,.a.pośrednio.o.skomplikowa-nych.warunkach.jej.transportu..Dla.przeprowadzenia.szcze-gółowych. obliczeń. konieczna. jest. wiarygodna. baza. danych.

53


hydrologicznych..Stanowią. je.publikowane. i.niepublikowa-ne.materiały. IMGW..Dotyczy. to.nie. tylko.monografii. lecz.także.niektórych.publikacji.o.charakterze.szczegółowym.[np..Szkutnicki,.Kadłubowski,.Chudy.2009]..Nie.tutaj.jest.miej-sce.do.charakteryzowania.polityki.publikacyjnej.tej.instytu-cji..Natomiast.należy.się.dłużej.zastanowić.nad.możliwą.do.uzyskania.dokładnością,.zwłaszcza.danych.dotyczących.wód.wielkich,. zarówno. historycznych,. jak. i. prawdopodobnych..W.obliczeniach.hydraulicznych.zazwyczaj.podaje.się.wyniki.do. trzeciej. liczby. znaczącej..W. zestawieniach. bilansu. wod-nego.spotyka.się.wyniki.podane.z.dokładnością.do.czwartej,.a.niekiedy.szóstej.liczby.znaczącej..Niestety.są.to.wyniki.tyl-ko.pozornie.dokładne,.gdyż.uzyskane.na.podstawie.z.natury.przybliżonych.danych.hydrologicznych..Fakt.ten.jest.zapew-ne. ogólnie. znany,. ale. zazwyczaj. jakby. zapominany..W. po-miarach.hydrometrycznych.pewne.czy.prawie.pewne.są.dane.o. stanach. wody.. Odczyt. stanu. na. wodowskazie. podawany.jest.z.dokładnością.do.1.cm,.czyli.zazwyczaj.do.trzeciej.licz-by.znaczącej..Inaczej.jest.z.przepływami,.ustalanymi.z.zależ-ności.stan-przepływ.ustalonej.dla.określonego.wodowskazu..W.praktyce.oczekiwana.dokładność.oceny.przepływu.opar-tych. na. krzywych. konsumcyjnych. wynosi. w. polskiej. służ-bie. hydrologicznej. 10%. [Szkutnicki,. Kadłubowski,. Chudy.2009]..świadczy.to.o.trudnościach.w.określeniu.ilościowym.warunków. transportu. wód. wielkich..Warunki. te. podlegają.zmianom.krótko-. i. długookresowym,. zwłaszcza. związanym.ze.zmianami.oporów.ruchu.(tj..współczynnika.szorstkości).na.trasie.przepływu.wody,.głównie.spowodowanymi.zarastaniem.dolin.zalewowych..Na.omawianym.odcinku.Wisły.środkowej.zmiany.oporów.ruchu.spowodowały.wzrost.prognozowanych.stanów.wody.stuletniej.H1%.o.177.cm.w.Zawichoście.oraz.93.cm.w.Dęblinie.[Bipromel.2004]..W.praktyce.oznacza.to.całkowite.przekreślenie.danych.wyjściowych.uprzednio.sto-

sowanych.przy.projektowaniu.wałów.powodziowych.na.tym.odcinku.Wisły..Ponadto.należy.przypomnieć,. że.przepływy.wielkie.o.założonej.częstotliwości.pojawienia.się.są.ustalane.na.podstawie.rachunku.prawdopodobieństwa,.który.określa.także.średni.błąd.oszacowania..Dla.wody.stuletniej.Q1%.na.Wiśle.środkowej.wynosi.on.kilkanaście.procent..Wszystkie.te.zastrzeżenia.podano.nie.dla.podważenia.osiągniętych.wy-ników.lecz.dla.podkreślenia.stopnia.trudności.w.prawidłowej.ocenie.uwarunkowań.hydrologicznych.pracy.polderów.oraz.dla. wykazania,. że. wszystkie. podane. wyniki. obliczeń. mają.charakter.wstępny,.z.natury.przybliżony..Wszystkie.przedsta-wione.obliczenia.odnoszą.się.do.wody.stuletniej,.jako.miaro-dajnej.dla.budowli.powodziowych.klasy.II,.które.dominują.wzdłuż.Wisły.środkowej..W.przedstawionej.analizie.pomi-nięto.bliższą.charakterystykę.doliny.Wisły. i. szczegóły. loka-lizacyjne.polderów..Wymagałoby.to.bardzo.rozbudowanego.opisu.. Skupiono. się. na. toku. analiz,. złożoności. problemów.i.możliwościach.uzyskania.przybliżonych.danych.liczbowych,.dotyczących.parametrów.technicznych.budowli.oraz.możli-wych.do.uzyskania.podstawowych.efektów.retencjonowania.wód.powodziowych.na.polderach..W.obszernej.grupie.zadań.technicznych.wyróżniono.zadania.w.układzie.przestrzennym:.powierzchniowe,.liniowe.i.punktowe.oraz.zadania.eksploata-cyjne:.retencyjne.i.rolnicze.

Zadania powierzchniowe

Potencjalnymi. terenami. do. lokalizacji. polderów. powo-dziowych.w.dolinach.dużych. rzek. są. istniejące. zawala,. do-tychczas.chronione.przed.zalewem..Użytkowanie.zawali.jest.zróżnicowane,. choć. zdecydowanie. przeważa. użytkowanie.rolnicze..Generalnie.–.w.związku.z.ochroną.przed.powodzią.–.na.zawalach.możemy.wydzielić.trzy.strefy.użytkowania:..Użytkowanie. intensywne,. tj.. strefa. I,. obejmująca. tere-

ny. zabudowy. mieszkaniowej,. usługowej. i. produkcyjnej,.główne.obiekty.infrastruktury,.użytki.rolne.o.dużym.stop-niu. zainwestowania,. np.. sady,. chmielniki,. stawy. rybne..Konieczność. trwałej. ochrony. tej. strefy. przed. powodzią.nie.ulega.wątpliwości..W.tej. strefie. lokalizacja.polderów.jest.niedopuszczalna.

. Użytkowanie.umiarkowane,.tj..strefa.U,.obejmująca.użyt-ki.rolne.o.umiarkowanym.stopniu.zainwestowania.rolni-czego,.szczególnie.pola.orne.i. łąki..Należy.podkreślić,.że.bardzo.często.są.to.użytki.o.wysokiej.produktywności,.do-brych.i.bardzo.dobrych.glebach,.szczególnie.cenne.dla.rol-nictwa..Strefa.ta.wymaga.ochrony.przed.powodzią,.przy.czym. bliższej. analizy. może. wymagać. zakres. tej. ochrony.(trwała. lub. ograniczona).. W. tej. strefie. w. zasadzie. loka-lizacja. polderów. jest.możliwa,. ale. ich. eksploatacja.przy-nosić.będzie.istotne.szkody.rolnicze..Poldery.powodziowe.w.strefie.U.możemy.określić.jako.rolnicze..Są.one.głów-nym.tematem.niniejszego.artykułu.

.. Użytkowanie.nieznaczne,.tj..strefa.N,.obejmująca.bardzo.zróżnicowane. siedliska,. takie. jak. starorzecza,. trwałe. szu-wary,.zakrzaczenia,.laski.łęgowe,.podmokłe.łąki,.namuli-ska.piasku.itp..tereny.często.określane.jako.nieużytki.czy.półnieużytki..Lokalizacja.polderów.w.tej.strefie.nie.przy-nosi.znaczących.szkód.rolniczych.i.może.być.uznana.za.ra-cjonalny.sposób.użytkowania.terenu..Poldery.powodzio-we.w.strefie.N.możemy.określić.jako.bagienne..Wymaga-nia.techniczne.(ale.nie.wymagania.eksploatacyjne).są.takie.same.w.strefach.U.i.N.

a) b)

Międzywale Zawale Polder Wysoczyzna

Rzeka Istniejącywał

główny

Projektowany wał

działowy

Istniejącasieć

odwadniająca

Projektowanasieć

odwadniająca

WZ PM

Z

M

W

W

P

Z

M

W

W

Rys. 1. Schemat przestrzenny zawala: (a) przed utworzeniem polderu i (b) po utworzeniu polderu

54


W.granicach. istniejących. zawali.wymienione. trzy. strefy,.w.zależności.od.rzeźby.terenu,.sieci.hydrograficznej,.pokry-wy.glebowej.i.wieloletniego.użytkowania,.mogą.występować.w. formie. dużych. jednolitych. obszarów. lub. rozproszonych.płatów,.a.niekiedy.rozdrobionej.szachownicy..Zadaniem.stu-diów.kartograficzno-terenowych.jest.wydzielenie.stref.U.i.N,.bez. kolizji. z. ochroną. strefy. I. oraz. przy. zachowaniu. możli-wie.zwartego.kształtu.planowanego.polderu,.a.zwłaszcza.przy.ograniczeniu. długości. niezbędnych. wałów. wewnętrznych,.chroniących.strefę.I..Przebieg.wałów.wewnętrznych.musi.na-wiązywać.do.istniejącej.sieci.komunikacyjnej.i.sieci.odwad-niającej.na.zawalu..Niekiedy.konieczna.będzie.przebudowa.obu.sieci.z.dostosowaniem.ich.przebiegu.do.ograniczeń.po-jawiających.się.w.związku.z.zalewaniem.polderu..Generalnie.biorąc.konieczna.jest.rozdzielczość.sieci.odwadniającej..Sieć.na.polderze.(strefy.N.i.U).musi.być.niezależna.od.sieci.na.ob-szarze.o.trwałej.ochronie.(strefa.I)..W.praktyce,.w.zależności.od. uwarunkowań. terenowych,. mogą. występować. specyfiki.miejscowe..Najprostsza.sytuacja.jest.na.zawalach,.na.których.nie.występuje.strefa.I..Takie.zawala.w.całości.mogą.być.prze-znaczone.na.polder.powodziowy,.zazwyczaj.rolniczy.

Przy.rozpatrywaniu.zadań.powierzchniowych.istnieje.nie-bezpieczeństwo.podejścia.„płaskiego”,.czyli.pomijania.wpły-wu. spadku. podłużnego. doliny. na. koncepcję. lokalizacyjną.i. rozwiązania. techniczne. polderu.. Oczywiście. zwierciadło.wody.zgromadzonej.na.polderze.jest.płaskie,.natomiast.dno.doliny.jest.z.reguły.pochylone.zgodnie.z.głównym.kierunkiem.biegu. rzeki..Spadek.podłużny.dna.doliny.Wisły.środkowej.zawiera.się.w.granicach.0,2–0,50/00..Wpływ.spadku.podłuż-nego.jest.znaczący.w.przypadku.dużych.polderów,.a.zwłasz-cza.polderów.długich,.to.znaczy.rozciągniętych.wzdłuż.biegu.rzeki..O.maksymalnej. rzędnej.piętrzenia.wody.na.polderze.decyduje.(przy.uwzględnieniu.bezpiecznego.wzniesienia.nad.zwierciadło).najniższy.punkt.korony.wału,. czyli. punkt.po-łożony.w.dolnej.części.polderu..Tu.także.wystąpią.najwięk-sze.głębokości.wody..W.górnej. części.głębokości.mogą.być.znikome..Ostatecznie.oznacza.to.niepełne.wykorzystanie.po-tencjału. retencyjnego. danego. obszaru.. Teoretycznie. biorąc.są. możliwe. co. najmniej. dwa. sposoby. przeciwdziałania.. Po.pierwsze:.można.na.polderze.wykonać.jeden.lub.kilka.wałów.poprzecznych.(działowych).w.celu.utworzenia.kaskady.zbior-ników..Po.drugie:.można.przebudować.wał.tak,.aby.wzdłuż.brzegu.polderu.miał.koronę.poziomą..W.istocie.oznacza.to.przekształcenie.odcinka.wału.w.zaporę.ziemną..Oba.sposo-by.są.technicznie.poprawne,.ale.niewątpliwie.kosztowne..Za-gadnienie.to.wymaga.oddzielnych.analiz.

Zadania liniowe

Zadania. liniowe. dotyczą. wałów. ograniczających. polder,.szczególnie. wałów. głównych. stanowiących. rozgraniczenie.międzywala. i. zawali..Wały. te. są.dotychczas.podstawowymi.obiektami.ochrony.przed.powodzią.i.podlegają.różnym.oce-nom..Literatura.melioracyjna.z.tym.związana.jest.obszerna..W.artykule.założono.optymistycznie,.że.interesujący.nas.wał.główny.jest.w.stanie.dobrym.i.nie.wymaga.modernizacji.czy.rekonstrukcji.w.celu.polepszenia.ochrony.zawala..Założono.także,.że.korona.tego.wału.jest.wystarczająco.wzniesiona.po-nad.zwierciadło.wody.miarodajnej..W.przypadku.często.wy-stępujących.wałów.klasy.II.chodzi.o.zwierciadło.wody.stulet-niej.(odpowiednio.przepływ.Q1%.i.stan.H1%).oraz.wzniesienie.o.1,0.m.korony.nad.to.zwierciadło..Przy.braku.innych.prze-

słanek.trzeba.przyjąć,.że.ten.sam.warunek.powinny.spełnić.wały.wewnętrzne,.oddzielające.polder.od.chronionej.strefy.I..Wały.główne.są.budowlami.piętrzącymi.okresowo,.przy.czym.piętrzenia.mogące.powodować.zagrożenia.występują.zazwy-czaj.co.kilka.lub.kilkanaście.lat..Jest.rzeczą.oczywistą.(przy-najmniej.dotychczas),.że.wał.ma.stronę.odwodną.(przy.mię-dzywalu).oraz.stronę.odpowietrzną.(przy.zawalu)..Najczęściej.stosowana.jest.trapezowa.konstrukcja.ziemna,.poszerzona.po.stronie.odpowietrznej.o.ławkę,.która.spełnia.funkcje.przeciw-filtracyjne.oraz. funkcje.komunikacyjne..Wzdłuż.stopy. ław-ki.przebiega.rów.opaskowy,.przejmujący.przesiąki..Z.reguły.dba.się,.aby.przy.stopie.skarpy.odwodnej.nie.było.rowów.czy.wykopów..Niekiedy.skarpa.ta.ma.dodatkowe.zabezpieczenia.przeciwfiltracyjne.(ekrany),.a.pod.ławką.znajduje.się.drenaż.odprowadzony.do.rowu.opaskowego..Konstrukcja.taka.może.być.uznana.za.optymalną.w.warunkach.jednostronnego.pię-trzenia. wody.. Budowa. polderu. oznacza,. że. dotychczasowe.warunki.będą.spełnione.tylko.w.pierwszej.fazie.powodzi..Po.zalaniu.polderu.zwierciadła.wody.po.obu.stronach.wału.na.krótko.się.wyrównają,.co.można.uznać.za.chwilowe.zrówno-ważenie.obciążeń.i.równie.chwilowe.zwiększenie.bezpieczeń-stwa.budowli..W.istocie.zagrożenia.szybko.się.zwiększą,.gdyż.bardzo.szybko.wał.nasyci.się.wodą,.co.wyraźnie.pogorszy.wa-runki.geotechniczne,.a.zwłaszcza.stateczność.skarp..W.dru-giej. fazie. powodzi. zretencjonowana. woda. będzie. w. całości.lub. części. przetrzymywana. na. polderze,. podczas. gdy. stany.wody. w. międzywalu. będą. się. obniżać.. Powstanie. sytuacja.„odwróconego”.piętrzenia,.gdy.ławka.i.skarpa.określana.jako.odpowietrzna.będą.zalane,.a.dotychczasowa.skarpa.odwodna.będzie.osuszona..Powstaną.też.sytuacje.specyficzne,.gdyż.dre-naż.będzie.ułatwiał.penetrację.wody.w.głąb.korpusu,.a.ekran.na. skarpie. odpowietrznej. będzie. pracował. „na. odrywanie”,.utrudniając.przesychanie.wału..„Odwrócone”.piętrzenie.wy-maga.zastosowania.rozwiązań.technicznych.odmiennych.od.stosowanych.dotychczas.

Zadania. liniowe.dotyczą.także.dróg,.zwłaszcza.tych.włą-czanych.w.działania.przeciwpowodziowe:.ewakuacyjne.i.in-

Spadek zwierciadła wodySpadek korony wału

i

ii

i=0i

i∆h

iii

ii

c)

b)

a)

Rys. 2. Schemat wysokościowy polderu: (a) bez modyfikacji tech-nicznych, (b) po wprowadzeniu wałów poprzecznych, (c) po

wprowadzeniu poziomej korony wału

55


terwencyjne.. Dotychczas. najkorzystniejsze. jest. wykorzysta-nie. dróg. przebiegających. po. ławach. wałów,. ale. po. zalaniu.polderu.nie.będzie.to.możliwe..W.ramach.adaptacji.do.celów.polderowych.konieczne.będzie.przeniesienie.tych.dróg.na.ko-rony.wałów.co.jednoznacznie.oznacza.konieczność.ich.posze-rzenia..Potrzeba.poszerzenia.korpusów.wałów.może.wynikać.także.z.uwarunkowań.filtracyjnych.w.przypadku.„odwróco-nego”.piętrzenia..Z.natury.rzeczy.podstawowym.warunkiem.spełnienia.zadań.liniowych.jest.zachowanie.ciągłości.wałów.i. dróg.. Chodzi. tu. zwłaszcza. o. zagwarantowanie. przejazdu,.także.w.warunkach.powodzi,.po.koronach.wałów..Dotyczy.to.także.przejazdów.przez.budowle.wałowe,.ponad.przelewa-mi.czy.rurociągami..Dotychczas.było.to.oczywiste.i.bezprob-lemowe.bo. światła. tych.budowli. zazwyczaj. są. ograniczone,.a.z.reguły.stosuje.się.konstrukcje.zamknięte,.zasypane.ziemią..Powszechnie.stosowane.są.śluzy.wałowe.o.pojedynczych.lub.wielokrotnych. przewodach. rurowych. lub. ramowych,. które.nie.stanowią.utrudnienia.przy.użytkowaniu.dróg..Przy.roz-wiązaniach. polderowych. światło. budowli. może. osiągnąć.kilkadziesiąt. lub. kilkaset. metrów,. a. preferowane. mogą. być.budowle.otwarte,.tj..niezapewniające.łączności.transportowej.pomiędzy.sąsiednimi.odcinkami.wałów.ziemnych..Technicz-nie.jest.możliwe.wykonanie.estakady.(mostu).nad.przelewem.takiej.budowli,.ale.związane.z.tym.koszty.zapewne.będą.po-ważne,.kwestionujące.celowość.inwestycji.

Poza.wałami.głównymi.oddzielającymi.polder.od.między-wala.zazwyczaj.konieczne.jest.wykonanie.na.obszarze.zawa-la.wałów.wewnętrznych.oddzielających.polder.od.obszarów.chronionych. przed. zalewem,. dotyczy. to. zwłaszcza. strefy. I..Wały. wewnętrzne. powinny. spełniać. ogólnie. obowiązujące.wymagania. techniczne..Niekiedy.możliwe. jest.adaptowanie.na.takie.wały.istniejących.w.dolinach.starych.wałów.(„mar-twych”).lub.nasypów.drogowych.

Zadania punktowe

Zadania.punktowe.dotyczą.budowli.związanych.z.polde-rem,.a.zwłaszcza.budowli.wpustowych.i.spustowych..Jest.to.określenie. tradycyjne.. Być. może. lepiej. mówić. o. zadaniach.odcinkowych,.gdyż.budowle.te.mogą.mieć.znaczną.długość..Cechą.charakterystyczną.tych.budowli.jest.ich.usytuowanie.w.linii.wału.głównego,.a.także.pełnienie.funkcji.części. linii.odgradzającej.zawale.od.międzywala..Parametry.tych.budow-li. determinują. warunki. retencyjnej. eksploatacji. polderów,.a.zwłaszcza. ich.wielkość.oraz.zakładaną.prędkość.zalewania.i.opróżniania.

Wpusty. (budowle. wpustowe). służą. do. wprowadzenia.wody.na.poldery..Pracują. one. epizodycznie. tylko.w. czasie.powodzi.i.służą.do.krótkiego,.skoncentrowanego.zalewania.polderów..Czas.pracy.wpustów.może.być. liczony.w.godzi-nach.lub.dobach..Dla.optymalnego.wykorzystania.polderu.istotne. jest. aby. był. on. zalany. w. czasie. przejścia. kulmina-cji.fali.powodziowej,.aby.zapewnił.możliwie.znaczne.„ścię-cie.szczytu”..Jest.to.łatwe.do.wyliczenia.i.przedstawienia.na.wykresie. przepływów,. a. znacznie. trudniejsze. do. realnego.przeprowadzenia. w. czasie. akcji. powodziowej.. Konstrukcja.wpustów.może.być.zróżnicowana,.występuje.tu.pewna.do-wolność.i.jak.na.razie.nie.można.jednoznacznie.preferować.wyboru.określonego.rozwiązania..Z.tego.względu.wskazane.są.analizy.wariantowe,.gdyż.dobór.konstrukcji.ma.znaczący.wpływ.na.koszty.inwestycji.i.efektywność.działania.polderu..Można.wyróżnić.wpusty.otwarte.(przewały.i.jazy.stałe).oraz.

wpusty.zamknięte.(jazy.ruchome),.tj..posiadające.zamknię-cia.mechaniczne.a.. Przewały.są.budowlami.najprostszymi,.stosowanymi.np..

w.budownictwie.rybackim..Ich.istotą.jest.obniżenie.koro-ny.wału.na.ustalonym.odcinku,.tak.aby.umożliwić.skon-centrowane.wlewanie.się.wody.z.międzywala.na.polder..Zazwyczaj. przewał. ma. w. przekroju. kształt. trapezowy,.o.łagodnym.nachyleniu.skarpy.odwodnej..Pod.względem.hydraulicznym.występują. tu. analogie.do.bystrza,. z. tym.że. szerokość. progu. przewału. zazwyczaj. jest. znaczna,. co.wynika. z.parametrów.wału..Cała.powierzchnia.przewa-łu.musi.być.umocniona,.zazwyczaj.betonem,.tj..płytami.monolitycznymi. lub. prefabrykowanymi.. Umocniona.musi. być. także. niecka. wypadowa. i. poszur.. Konieczne.mogą.być.zabezpieczenia.przeciwfiltracyjne..Podobne.wy-magania.dotyczące.ubezpieczeń.i.ochrony.przed.filtracją.dotyczą.wpustów.i.spustów.wszystkich.typów..Istotny.jest.prawidłowy.dobór.parametrów.hydraulicznych.przewału..Maksymalną.rzędną.wody.na.przewale.określa.–.zgodnie.z.wymaganiami.dla.budowli.klasy.II.–.stan.wody.stulet-niej.H1%..Jest.to.warunek.brzegowy..Natomiast.występuje.pewna. swoboda.przy.wyborze. rzędnej.korony.przewału Hp.. Im. rzędna. ta. jest.niższa. tym.wydatek. jednostkowy.przewału.q.[m2.s-1].będzie.większy..Jednocześnie.wcześniej.zacznie.się.wlewanie.wody.na.polder,.a.więc.przedwczes-ne.wykorzystywanie.retencji..Do.czasu.przeprowadzenia.analizy. wariantowej. można. orientacyjnie. przyjmować.Hp.=.H1%.–.1.m..W.dalszych.obliczeniach.przyjęto.dla.wpustów.otwartych.miąższość.warstwy.wody.na.przelewie.h.=.H1%.–.Hp.=.1.m..Należy.zaznaczyć,.że.wszystkie.para-metry.hydrauliczne.podane.w.tym.artykule.mają.charakter.wstępny,.do.późniejszego.skorygowania.na.podstawie.kon-kretnych.warunków.terenowych.czy.przyjętych.rozwiązań.konstrukcyjnych.. Dla. przewału. współczynnik. natężenia.przepływu.można.przyjąć.orientacyjnie.m.=.0,32,.co.od-powiada.wydatkowi.jednostkowemu.(liczonemu.na.1.m.światła).około.q.=.1,4.m2s-1..Nie.jest.to.dużo,.w.związku.z.czym.światło.(długość).przewału.musi.być.znaczne..Po-wstaje.pytanie:.czy.korona.przewału.powinna.być.płaska,.czy. też.ma.mieć.pochylenie. zgodne. ze. spadkiem.zwier-ciadła.podłużnego.w. rzece?.Nie. jest. to. jedyny.problem.hydrauliczny.wynikający. ze. specyfiki.wpustów.poldero-wych..W.czasie.przejścia.wielkiej.wody.w.korycie. rzeki.i. na. międzywalu. rozkład. wektorów. prędkości. jest. zróż-nicowany,. ale. generalnie.przeważają.wektory.w.przybli-żeniu.równoległe.do.osi.rzeki..Większe.zakłócenia.mogą.następować.na.zakolach,.przy.budowlach.piętrzących.czy.komunikacyjnych.itp..Uruchomienie.przewału.może.po-wodować. pojawienie. się. wektorów. w. przybliżeniu. pro-stopadłych.do.osi.rzeki,.a.skierowanych.z.międzywala.na.zawale..Nieuchronnie.oznacza.to.zakłócenia.na.podejściu.wody.do.przewału..Sprawa.wymaga.niewątpliwie.badań.modelowych,.w.celu.ścisłego.określenia.parametrów.hy-draulicznych. i. optymalizacji. rozwiązań. przestrzennych..W. niektórych. przypadkach. uzasadnione. może. okazać.się. wprowadzenie. prowadnic. na. podejściu. do. budowli,.zalecenie. podziału. jednego. długiego. przewału. na. kilka.mniejszych.lub.wprowadzenie.innych.rozwiązań..Ponad-to.należy.pamiętać,.że.w.trakcie.napełniania.polderu.po-jawi.się.i.stopniowo.będzie.narastać.zjawisko.podtopienia.a.następnie.zatopienia.przelewu.i.stopniowe.ograniczenie.przepływu.na.przelewie.

56


b.. Jazy. stałe,. o. ostrej. koronie,. których. zastosowanie. może.dać.istotne.korzyści,.ze.względu.na.lepsze.niż.w.przypad-ku. przewałów. parametry. hydrauliczne.. Wstępnie. moż-na. przyjąć,. że. wprowadzenie. pionowej. ściany. spadowej.podniesie. współczynnik. natężenia. przepływu. do. oko-ło. m. =. 0,45,. co. odpowiada. wydatkowi. jednostkowemu.q.=.2,0.m2s-1..Oznacza.to.jego.przyrost.o.42%.w.stosun-ku.do.przewału,.czyli.odpowiednie.zmniejszenie.światła..Pozostałe. aspekty. konstrukcyjne. i. eksploatacyjne. jazów.stałych. są. zbliżone.do.aspektów.charakterystycznych.dla.przewałów.. Oba. rodzaje. wpustów. działają. samoczynnie..Trzeba.pamiętać,.że.przewały.i.jazy.stałe.są.(czy.mogą.być).w. istocie. budowlami. wpustowo-spustowymi.. W. trakcie.opadania.zwierciadła.wody.w.międzywalu.nastąpi.powol-ny.odpływ.wody. z.polderu.do.międzywala,. czyli.w.kie-runku.odwrotnym.do.pierwotnie. zakładanego..Odpływ,.w. warunkach. silnego. zatopienia. przelewu,. trwać. będzie.do.chwili,.gdy.zwierciadło.wody.na.polderze.opadnie.do.rzędnej.korony.tego.przelewu.

c.. Jazy. ruchome. mają. odmienną. konstrukcję. i. odmienne.warunki. eksploatacji.. Przede. wszystkim. są. wyposażone.w.zamknięcia.mechaniczne,.co.uniemożliwia.samoczynne.wlewanie. się. wody. na. polder.. Są. to. budowle. sterowane,.otwierane.i.zamykane.w.sposób.celowy..W.związku.z.tym.występuje.większa,.niż.w.poprzednio.opisanych.przypad-kach,.swoboda.wyboru.rzędnej.progu..Wstępnie.można.ją.przyjmować.około.2,0.m.poniżej.zwierciadła.H1%..W.ko-rzystnych.warunkach.terenowych.należy.dążyć.do.wartości.liczbowej.około.2,5.m..Nie.zawsze.będzie.to.możliwe..Jeśli.grubość.warstwy.wody.na.przelewie.wyniesie.h.=.2,0.m,.to.przy.współczynniku.natężenia.przepływu.m.=.0,45.otrzy-mujemy. wydatek. jednostkowy. q. =. 5,6. m2s-1,. czyli. czte-ry.razy.więcej.niż.w.przypadku.przewału..Są.to.wszystko.obliczenia. szacunkowe,. niewątpliwie. wymagające. rozwi-nięcia,.ale.wskazują.na.możliwość. istotnego.zmniejszenia.światła.wpustu,.a.więc.zmniejszenia.parametrów.i.kosztów.budowli.. Plusy. takiego. rozwiązania. są. wyraźne,. ale. trze-ba. pamiętać. także. o. minusach.. Kilkakrotne. zwiększenie.wydatku. jednostkowego. oznacza. konieczność. odpowied-niego.zwiększenia.głębokości.niecki.wypadowej.i.znaczne-go. wydłużenia. umocnień. poszuru.. Na. marginesie. trzeba.stwierdzić,.że.w.przypadku.dużych.budowli.wpustowych,.tj..służących.do.napełniania.polderów.o.znacznej.pojem-ności,.prawdopodobnie.konieczne.będą.badania.modelo-we.także.odnośnie.do.stanowiska.dolnego,.gdzie.w.warun-kach.znacznego.zatopienia.przelewu.można.spodziewać.się.powstawania. zjawisk. falowych.. Wracając. do. problemów.konstrukcyjnych. warto. zaznaczyć,. że. jazy. ruchome. mają.z. reguły. konstrukcję. zamkniętą,. co. najmniej. połączoną.z.kładką.dla.obsługi.zamknięć..Położenie.płyty.mostowej.na.przyczółkach.takiego.jazu.może.rozwiązać.problemy.ko-munikacyjne.Spusty.(budowle.spustowe).służą.do.odprowadzania.wody.

z.polderów..W.warunkach.normalnych.(poza.okresami.po-wodzi). spełniają. one. funkcje. śluz. wałowych,. tj.. zapewnia-ją. grawitacyjne. odprowadzenie. wody. z. zawali.. Natomiast.w.czasie.powodzi,.a.więc.epizodycznie,.umożliwiają.okreso-we.przetrzymanie.wody.na.polderze,.a.następnie.jej.powolne,.kontrolowane.odprowadzenie.do.rzeki,. już.po.przejściu.fali.powodziowej..Czas.takiego.odprowadzenia.wymaga.oddziel-nych.analiz..W.każdym.razie.będzie.to.kilka,.kilkanaście.lub.kilkadziesiąt.dni..Parametry.spustów.są.znacznie.mniejsze.od.

parametrów. wpustów.. Konstrukcje. spustów. mogą. być. nie-wątpliwie.prostsze.od.konstrukcji.wpustów..Można.prefero-wać.budowle.o.wielokrotnych.przewodach.rurowych.lub.ra-mowych,.z.reguły.wyposażone.w.zamknięcia.mechaniczne.

Na. obecnym,. ogólnym,. etapie. rozważań. pominięto. za-gadnienie. mechanicznego. odprowadzenia. wody. z. polderu,.zdecydowanie.preferując.odprowadzenie.grawitacyjne..Prze-mawiają.za.tym.względy.ekonomiczne,.gdyż.odpompowanie.kilku.czy.kilkudziesięciu.hm3.wody.byłoby.bardzo.kosztow-ne..Natomiast.budowa.pompowni.przyśpieszającej.końcowe.osuszenie.czaszy,.już.po.spuszczeniu.większości.wody,.może.okazać.się.celowa,.zwłaszcza.na.zawalach,.które.obecnie.mają.zapewnione.odwodnienie.mechaniczne.

Użytkowanie retencyjne

Jak.już.stwierdzono.polder.ma.zapewnić.„ścięcie”.szczytu.fali.powodziowej..Realne.możliwości.takiego.„ścięcia”.zależą.od.parametrów.polderu,. parametrów.budowli.wpustowych.i. spustowych. oraz. decyzji. eksploatacyjnych.. Parametrem.nadrzędnym.jest.niewątpliwie.pojemność.retencyjna.polderu.Vp.. Zwykle. jest. ona. bardzo. mała. w. stosunku. do. objętości.fali. powodziowej.. Parametry. budowli. określają. ich. maksy-malną. przepustowość:. Qw. dla. wpustu. oraz. Qs. dla. spustu..Rozwiązania.techniczne.powinny.być.dostosowane.do.wody.obliczeniowej,.jak.już.wspomniano.dla.obiektów.klasy.II.do.wody. stuletniej,. którą. opisuje. maksymalny. przepływ. Q1%.oraz.maksymalny.stan.H1%..Oczywiście.chodzi.o.przepływy.i.stany.prognozowane.jakie.są.znane.w.czasie.projektowania.polderu..W.trakcie.eksploatacji.polderu.wielkości.prognozo-

a)

Zarys nasypu i wykopuZarys rozbudowyZwierciadło wodyNawierzchnia drogiKierunek filtracji

c)

d)

b)

Rys. 3. Schematyczne przekroje poprzeczne wału: (a-c) do-tychczasowy stan techniczny oraz (d) zmodernizowany stan techniczny. Schematy: (a) przy dotychczasowej eksploata-cji, (b) po zalaniu polderu i wyrównaniu zwierciadeł wody, (c) w czasie utrzymywania piętrzenia na polderze po przej-ściu fali powodziowej, (d) jak wyżej, lecz po modernizacji

(poszerzeniu) wału

57


wane.mogą.ulegać.korektom..Pojawią.się.także.inne.wezwa-nia,.np..w.przypadku.wystąpienia.wód.wielkich.o.większej.częstotliwości,.powiedzmy.Q2%.czy.Q5%..Mogą.także.wystą-pić.przypadki.szczególne,.np..pojawienie.się.fal.bliźniaczych..W.każdym.razie.trzeba.się.liczyć.z.koniecznością.eksploata-cji.polderu.w.warunkach.odmiennych.od.tych.jakie.przyjęto.w.projekcie..Może.to.być.eksploatacja.wymuszona.lub.stero-wana..W.przypadku.wpustów.otwartych.(przewałów.i.jazów.stałych).eksploatacja.jest.wymuszona,.a.służby.odpowiadają.jedynie.za.bezpieczeństwo.obiektów.i.ludzi,.bez.realnej.moż-liwości.wpływu.na.osiągany.efekt.retencjonowania..Wpusty.otwarte.dają.pewność,.że.zadziałają.z.chwilą.gdy.rzędna.wody.w.międzywalu.przekroczy. rzędną.korony.przelewu..Działa-nie. wpustów. zamkniętych. zależy. od. sprawności. służb. eks-ploatacyjnych..Zawsze.istnieją.obawy,.że.służby.te.spóźnią.się.z.działaniem.lub.zadziałają.przedwcześnie..Służby.mogą.być.poddawane.różnym.presjom,.o.co.łatwo.przy.emocjach.to-warzyszących.powodziom..Wszystko.to.prawda,.ale.nie.spo-sób.zaprzeczyć,.że.optymalne.efekty.możemy.osiągnąć.tylko.dzięki. świadomemu. i. przemyślanemu.działaniu.. Jako. efekt.optymalny.należy.uznać.maksymalną,. osiągalną.w.określo-nych.warunkach,.redukcję.szczytu.fali.powodziowej..Chodzi.o.konkretną. falę,.która.właśnie.wystąpiła. i.o.posiadaną. re-tencję.polderową..Redukcję.szczytu.fali.odnosimy.do.stanów.wody.w.rzece.(zwykle.na.wodowskazie).i.określamy.jako.róż-nicę.stanów,.wyrażoną.w.centymetrach:

RH.=.Hmaxn.–.Hmaxp,

gdzie:.Hmaxn –..maksymalny.stan.wody.w.czasie.przejścia.danej.fali.

w.warunkach.dotychczasowych,Hmaxp.–..maksymalny.stan.wody.w.czasie.przejścia.danej.fali.

po.zastosowaniu.retencji.polderowej.

Zazwyczaj.zakłada.się,.że.maksymalny.stan.Hmax.w.czasie.przejścia.danej.fali.odpowiada.maksymalnemu.przepływowi.Qmax..Ostatnie. publikacje. IMGW.wskazują,. że. być.może.zależność.taka.jest.niejednoznaczna,.gdyż.występuje.„zapętle-nie”.krzywej.konsumcyjnej..Nie.ma.dostatecznych.podstaw.–.przynajmniej.obecnie.–.do.przeprowadzenia.wystarczającej.analizy.tego.zjawiska..W.związku.z.tym.musimy.się.oprzeć.na. analizie. stanów,. gdyż. zazwyczaj. zagrożenie. czy.katastro-fę. powodziową. powodują. właśnie. wysokie. (najwyższe). sta-ny.wody..Jednocześnie.należy.pamiętać,.że.redukcję.stanów.w.rzece.osiąga.się.przez.skierowanie.na.polder.części.maksy-malnego.przepływu.Qmax..Tą.część.określamy.jako.pobór.na.polder.i.odpowiada.ona.(w.danych.warunkach).maksymalnej.przepustowości.budowli.wpustowej.Qw..Po.całkowitym.za-laniu.polderu.następuje.okresowe.przetrzymanie.retencjono-wanej. wody,. a. następnie. rozpoczyna. się. jego. odwadnianie,.przy. natężeniu. odpowiadającym. przepustowości. budowli.spustowej.Qs.

Oddzielnego.rozważenia.wymaga.określenie.kiedy.polder.nie.będzie.zalewany.pomimo.wystąpienia.zalewu.międzywa-la. i. pomimo. ogłoszenia. alarmu. powodziowego.. Nie. każdy.zalew. międzywala. musi. skutkować. zalewem. polderu.. Musi.być. każdorazowo. określona. granica,. po. przekroczeniu. któ-rej. zaczyna. się. zalew,. a. zatem. rozpoczyna. się. użytkowanie.retencyjne.. W. przypadku. wpustów. otwartych. (przewałów.i. jazów. stałych). granicę. określa. rzędna.progu.przelewu..Po.przekroczeniu.tej.rzędnej.woda.zacznie.się.wlewać.na.polder..

Jak. zwykle. najbardziej. istotny. jest. moment. krytyczny,. tzn..moment.w.którym.woda.zaczyna.płynąć.przez.próg.przele-wu.. Jeżeli. dalszy. przyrost. stanów. wody. w. międzywalu. jest.znaczny.dopływ.wody.na.polder.wyraźnie.wzrasta,.a.redukcja.fali.powodziowej.może.być.znacząca.. Jeżeli. jednak.przyrost.stanów.jest.niewielki,.woda.przelewa.się.przez.próg.jedynie.cienką.warstwą,.o.miąższości.kilku.czy.kilkunastu.centyme-trów,. to. trudno.zakładać. że. efekt. redukcji.będzie. znaczący..W.takim.przypadku.trudno.mówić.o.korzyściach.uzyskanych.dzięki. retencji..W.przypadku.wpustów.zamkniętych.należy.określić. stan. graniczny. wody. w. międzywalu,. przy. którym.można.podnieść.zamknięcia. i.rozpocząć.zalewanie.polderu..Podkreśla. się. słowo. „można”,.bo.ostateczna.decyzja. zależeć.musi.od.aktualnej.prognozy.hydrologicznej..Wstępnie.zało-żono,.że.granica.odpowiada.wodzie.dziesięcioletniej,.tj..H10%..Oznacza.to,.że.polder.będzie.zalewany.średnio.raz.na.dziesięć.lat..Na.podstawie.doświadczeń.z.eksploatacji.takie.założenia.mogą.podlegać.rewizji..Powyższe.wytyczne.dotyczą.polderów.rolniczych,.tj..położonych.w.strefie.U..W.przypadku.polde-rów.bagiennych,.tj..położonych.w.strefie.N,.zalew.(zapewne.częściowy).może.następować.nawet.co.roku..Nie.może.to.być.jednak.działanie.dowolne,.gdyż.polder.ma.służyć.do.redukcji.szczytu.fal.powodziowych.

Użytkowanie rolnicze

Użytkowanie. rolnicze.polderu.wymaga.oddzielnych. stu-diów.. Wstępnie. należy. zasygnalizować,. że. istotne. jest. aby.szkody.rolnicze.wystąpiły.tylko.w.tym.roku,.w.którym.na-stąpiło. zalanie. polderu.. W. dolinach. najważniejszych. rzek.Polski. dominują. powodzie. letnie,. zazwyczaj. występujące.w.lipcu.i.sierpniu..W.roku.2010.powódź.pojawiła.się.wcześ-niej:.w.maju. i. czerwcu..Tak.czy. inaczej.można. spodziewać.się. zalania. polderu. w. szczytowym. okresie. wegetacji. roślin.uprawnych..Z.tego.względu.należy.wprowadzić.zakaz.uprawy.w.czaszach.polderów.roślin.wieloletnich,.takich.jak:.drzewa.i.krzewy.owocowe,.chmiel,.truskawki,.krzewy.kwiatowe.itp.,.a. więc. roślin. o. znacznej. dochodowości.. Dopuszczalna. jest.uprawa.roślin.jednorocznych,.takich.jak:.zboża.ozime.i.jare,.rzepak,.buraki.cukrowe,.ziemniaki,.warzywa,.oleiste,.niektó-re.kwiaty.itp..Ograniczenia.w.użytkowaniu.rolniczym.czaszy.przynosić.będą.znaczące.zmniejszenie.dochodów.właścicieli.gruntów.również.w.latach,.w.których.polder.nie.będzie.zale-wany..Natomiast.w.roku.zalewu.należy.się.liczyć.z.całkowi-tym.przepadkiem.plonów..Po.zejściu.wody.konieczne.będzie.usunięcie. z.użytków. rolnych.namułów. i. zgniłej. roślinności.oraz. ewentualne. jej. zakompostowanie,. a. także. dokonanie.niezbędnych. prac. agrotechnicznych.. Może. okazać. się. ko-nieczne.oczyszczenie.odwadniającej.sieci.melioracyjnej..Sieć.ta. musi. być. dostosowana. do. różnych. stanów. eksploatacji..A.mianowicie:. eksploatacji.normalnej.w. latach,.gdy.polder.nie.będzie.zalewany.oraz.eksploatacji.nadzwyczajnej.w.związ-ku. z. zalewem. polderu.. W. początkowej. fazie. napełniania,.a.także.w.końcowej.fazie.opróżniania.należy.spodziewać.się.przeciążenia. sieci. odwadniającej.. Budowle. komunikacyjne.i.piętrzące.na.tej.sieci.muszą.być.dostosowane.do.pracy.w.wa-runkach.częściowego.i.pełnego.zatopienia..Sieć.odwadniająca.musi.być.intensywna,.aby.zapewnić.możliwie.szybkie.osusze-nie.czaszy.w.celu.umożliwienia.prac.konserwacyjnych.i.agro-technicznych. wkrótce. po. zejściu. wody.. Szczególnie. istotne.może.to.być,.gdy.zalew.polderu.nastąpił.w.drugiej.połowie.roku..Wówczas.osuszenie.gleby.powinno.być.zagwarantowa-

58


ne.do.czasu.obowiązujących.terminów.siewu.roślin.ozimych..Jeśli.nie.okaże.się.to.możliwe.trzeba.będzie.wprowadzić.dalsze.ograniczenia.w.płodozmianie.i.przejść.na.rośliny.jare..Opła-calność.produkcji.rolniczej.na.polderach.wymaga.oddzielnej.analizy..Zapewne.konieczne.będzie.dotowanie.produkcji.

Efekty retencyjnej eksploatacji polderu

Nie.łatwo.jest.liczbowo.określić.spodziewany.wpływ.pol-derów.na.warunki.transportu.wód.powodziowych..Tok.ob-liczeń.i.uzyskane.wyniki.przedstawiono.na.przykładzie.„wir-tualnego”.polderu.położonego.na. lubelskim.odcinku.Wisły.środkowej..Nie.wchodząc.w.bliższe. szczegóły. lokalizacyjne.założono.przykładowo,.że.do.dyspozycji.jest.retencja.polde-rowa.wynosząca.Vp.=.25.hm3..Odpowiada.to.w.przybliżeniu.powierzchni.zalewu.wynoszącej.10.km2..Może.to.być.jeden.duży.polder,.lub.–.co.bardziej.prawdopodobne.–.suma.trzech.czy. czterech. mniejszych. obiektów.. Do. potrzeb. analizy. po-minięto.warunki.lokalizacyjne.oraz.szczegółowe.rozwiązania.techniczne.i.skupiono.się.na.uwarunkowaniach.hydrologicz-nych.i.hydraulicznych..Można.szacować,.że.na.tym.odcinku.Wisły.woda.stuletnia.osiąga.8000–9000.m3s-1..Kubatura.fali.powodziowej. liczona. jest.w. tysiącach.hm3,. co.wielokrotnie.przekracza.wielkość.posiadanej.retencji..Dla.osiągnięcia.do-brego,.czy.raczej.zadowalającego.efektu.redukcji,.napełnianie.należy.przeprowadzić.w.samym.szczycie.fali.powodziowej..Im.krócej.będzie.ono.trwało.tym.lepiej..Założono.optymistycznie,.że.przy.sprawnej.obsłudze.czas.napełnienia.uda.się.skrócić.do.1,5.doby,.założono.także.że.kształt.szczytu.fali.jest.pośredni.pomiędzy.trójkątem.a.prostokątem..Oznacza.to.współczyn-nik.kształtu.około.0,75..Przy.takich.założeniach.maksymalny.pobór.wody.na.polder.o.pojemności.Vp.=.25.hm3,.czyli.re-dukcja.szczytu.fali,.wyniesie.RQ =.257.m3s-1..Odpowiada.to.około.3%.przepływu.Q1%..Oczywiście.jest.to.znikomo.mało..To.stwierdzenie. jeszcze.niczego.nie.przesądza,.gdyż.podsta-wowym.celem.jest.redukcja.stanów,.a.redukcja.przepływów.jest. jedynie. zjawiskiem. towarzyszącym.. Możliwa. do. osiąg-nięcia. redukcja. stanów. jest. uzależniona. od. hydraulicznych.uwarunkowań.transportu.wód.wielkich.na.danym.odcinku.koryta.i.doliny.Wisły..Warunki.te.obrazuje.krzywa.konsum-cyjna,. a. ściśle.biorąc. średnie. jej.nachylenie.w.górnej. części.przebiegu..Wspomniane.nachylenie.ustala.się.dla.przedziału.pomiędzy.wodą.pięćdziesięcioletnią,. a.wodą. stuletnią,. jako.stosunek.przyrostu.przepływów.do.przyrostu.stanów.i.okre-ślamy.w.m3s-1.na.1.cm:

N.=.(Q1%.–.Q2%):.(H1%.–.H2%)

Dla.wodowskazów.od.Zawichostu.do.Dęblina.N.=.25,64-28,93,.średnio.27.m3s-1.cm-1..Jest.to.wartość.znaczna.i.wska-zuje.że.górna.część.krzywej.konsumcyjnej.ma.znikome.na-chylenie..Potocznie.mówi.się,.że.jest.płaska..Znając.wielkości.redukcji.przepływu.RQ.i.nachylenie.krzywej.można.określić.przewidywaną.redukcję.stanu.wody,.osiągniętą.dzięki.wyko-rzystaniu.retencji.polderowej:

RH.=.RQ: N.=.257:.27.=.9,5.cm.

Niestety. i. w. tym. przypadku. redukcja. szczytu. fali. jest.znikoma..Można.stwierdzić,.że.dla.obniżenia.maksymalne-go.stanu.o.1.cm.musimy.wykorzystać.retencję.wynoszącą.25:.9,5.=.2,6.hm3..Na.omawianym.odcinku.Wisły.środko-

wej.różnica.stanów.wody.stuletniej.i.wody.pięćdziesięciolet-niej.wynosi.średnio.34.cm..Obliczona.redukcja.RH stanowi.około.28%.tej. różnicy..Również. tak. liczony.efekt.działania.retencji.polderowej.jest.znikomy..Dla.osiągnięcia.znaczących.efektów.redukcji.trzeba.dysponować.retencją.(polderową.czy.zbiornikową).rzędu.stu.hm3..Nie.wydaje.się.to.realne..Rea-sumując.można.stwierdzić,.że.wykorzystanie.retencji.polde-rowej.Vp.=.25.hm3.umożliwia.redukcję.przepływu.w.szczy-cie.fali.stuletniej.o.RQ.=.257.m3s-1,.a.odpowiadającego.mu.stanu.o.RH.=.9,5.cm..Jednocześnie.oznacza.to.jednoroczny.przepadek.plonów.na.powierzchni.około.1000.ha..Oznacza.to.także.konieczność.modernizacji.istniejących.wałów.głów-nych,. wykonanie. budowli. wpustowych. i. spustowych. oraz.wykonanie. nowych. wałów. wewnętrznych.. Łączną. długość.wałów.przy.opisywanym.polderze.można.przyjąć.na.30.km..Jest.to.wartość.szacunkowa.ustalona.na.podstawie.wskaźnika.długości.obwałowań.dla.polderów.na.Wiśle.środkowej.wy-noszącego.około.3.km/100.ha.powierzchni.czaszy..Na.szcze-gólną.uwagę.zasługują.budowle.wpustowe. i. spustowe,.któ-rych. parametry,. a. zwłaszcza. wielkość. światła,. odbiegają. od.przeciętnych.wielkości.budowli.melioracyjnych..Przytoczone.wyliczenia. dotyczą. sumarycznych. świateł,. w. zależności. od.przyjętych. rozwiązań.może. to.być. jedna.duża.budowla. lub.odpowiednio.mniejsze. trzy.czy.cztery.budowle.. Istotna. jest.ich.suma..Redukcja.fali.o.257.m3s-1,.przy.podanych.uprzed-nio. wydatkach. jednostkowych. q,. oznacza. konieczność. za-stosowania.alternatywnie:.światła.przewału.B.=.184.m,.jazu.stałego.B.=.129.m.lub.jazu.ruchomego.B.=.46.m..Te.liczby.mają.charakter.przybliżony,.ale.dają.wstępne.pojęcie.o.skali.inwestycji.. Mogą. one. dać. także. pojęcie. o. skali. problemów.jakie.pojawią.się.w.pierwszych.godzinach.napełniania.polde-ru..Zakładając,.że.w.ciągu.1,5.doby.średnie.napełnienie.ma.osiągnąć.2,5.m,.zwierciadło.wody.na.polderze.powinno.się.podnosić.o.około.7.cm.na.godzinę..To.tylko.wielkość.śred-nia.. Oczywiście. tuż. przy. wpuście. woda. podniesie. się. dużo.szybciej,.będzie.się.rozlewać.strumieniami.po.czaszy,.płynąc.lokalnymi. rynnami. czy. zaklęśnięciami. i. dotrze. ze. sporym.opóźnieniem.w.rejon.spustu..Ta.pierwsza.faza,.gdy.przepływ.będzie.szybko.wzrastał.od.zera.do.wartości.QR,.może.okazać.się.niszcząca.dla.powierzchni.czaszy.a.zwłaszcza.dla.pokrywy.glebowej.. O. warunkach. rozlewania. się. wody. w. czaszy. bez.szczegółowych.badań.(być.może.także.modelowych).trudno.powiedzieć.coś.wiążącego..Oczywiście.wystąpi.erozja,.ale.nie.wiadomo. jak. znaczna..W.każdym. razie.będziemy.mieli. do.czynienia.z.krótkotrwałymi,.lokalnymi,.nieuporządkowany-mi. strumieniami. wody. o. natężeniu. przepływu. rzędu. dzie-siątek.m3s-1..W.miarę.postępującego.napełniania.polderu.sy-tuacja. będzie. się. normować.. Odmienne. problemy. pojawią.się.w.końcowej.fazie.opróżniania.polderu..Przede.wszystkim.nie.można.w.chwili.obecnej.określić. jak.szybko.polder.po-winien. być. odwodniony.. Kryteria. hydrologiczne. wskazują,.że. powinno. to. następować. możliwie. powoli,. tak. aby. „roz-ciągnąć.w.czasie”.fazę.opadania.wezbrania..Jest.to.oczywiste.w.przypadku.pojedynczej.fali.powodziowej..Ale.w.przypad-ku.fal.bliźniaczych.musimy.działać.pospiesznie,.gdyż.musimy.jak.najszybciej. odbudować. retencję.dyspozycyjną..Eksploa-tacja.rolnicza.ma.też.swoje.prawa..Jeśli.zalew.czaszy.nastąpi.w.czerwcu.czy.lipcu.to.można.zwlekać.z.opróżnianiem..Jeśli.zalew.nastąpi.w.sierpniu.to.trzeba.się.spieszyć.aby.przygoto-wać.pola.do.jesiennych.siewów..Niewątpliwie.konieczne.będą.tu.analizy.wariantowe,.o.których.wyniku.trudno.przesądzać..Można.jedynie.powiedzieć,.że.opróżnienie.polderu,.o.retencji.

59


25.hm3,.w.ciągu.miesiąca.oznacza.średni.odpływ.9,6.m3s-1,.a.w.ciągu.tygodnia.odpływ.41,3.m3s-1..Zapewne.rzeczywisty.okres.opróżnienia.polderu.będzie.się.mieścił.w.tych.granicach.czasowych..Oznacza.to,.że.przepustowość.budowli.spustowej.i.głównego.kanału.odwadniającego.polder.powinna.być.od-powiednio.duża,.znacznie.większa.niż.stosowana.w.rozwiąza-niach.dotychczasowych.przy.odwodnianiu.zawali.

Podsumowanie

Przedstawiona.analiza.zmusza.do.stwierdzenia,.że.budowa.polderu.niesie.daleko.idące.konsekwencje.przestrzenne,.tech-niczne.i.eksploatacyjne..Pozornie.proste.zadanie.rozrasta.się.i.komplikuje,.zwłaszcza.że.dotychczasowe.rozpoznanie.wielu.zagadnień.z.nim.związanych.jest.niewątpliwie.tylko.wstępne,.wymagające.uzupełnienia.i.rozwinięcia..Jednocześnie.trzeba.stwierdzić,. że. przewidywane. efekty. eksploatacji. polderów.powodziowych. będą. bardzo. ograniczone.. Na. opisywanym.odcinku.Wisły.środkowej.(Zawichost-Dęblin).dla.obniżenia.maksymalnego.stanu.fali.powodziowej.o.1.cm.potrzebna.jest.dyspozycyjna.retencja.ok..2,6.hm3,.a.dla.redukcji.maksymal-nego.przepływu.fali.powodziowej.o.100.m3s-1.potrzebna.jest.dyspozycyjna. retencja.ok..9,7.hm3..W.odniesieniu.do.nie-zbędnej. powierzchni.polderu.odpowiada. to.105.ha.dla. re-dukcji. maksymalnego. stanu. fali. powodziowej. o. 1. cm. oraz.389. ha. dla. redukcji. maksymalnego. przepływu. fali. powo-dziowej.o.100.m3s-1..Na.tym.tle.nasuwają.się.dwa.zasadni-cze.wnioski..Pierwszy.wniosek:.eksploatacja.dużego.polderu.(Vp.=.25.hm3).pozwala.na.osiągnięcie.rezultatów.mieszczą-cych.się.w.granicach.błędu.ustalania.podstawowych.parame-trów.wody.stuletniej:.Q1%.i.H1%..Drugi.wniosek:.tworzenie.polderów.wiąże. się. z. bardzo. swobodnym. (a. raczej. rozrzut-nym).dysponowaniem.powierzchnią.zawali,.gdyż.dla.osiąg-

nięcia. bardzo. ograniczonych. rezultatów. musimy. wprowa-dzać.znaczne.ograniczenia.w.użytkowaniu.rolniczym.zawali..Kończąc.trzeba.podkreślić,.że.powyższe.stwierdzenia.dotyczą.Wisły.środkowej,.a.więc.odcinka.wielkiej.rzeki.o.bardzo.du-żych.przepływach.wody.stuletniej..O.skali.trudności.na.tym.odcinku. świadczy. wyjątkowo. płaski. przebieg. krzywej. kon-sumcyjnej. (N =.27.m3s-1.cm-1)..W.tym.kontekście.ochrona.przeciwpowodziowa.doliny.Wisły.środkowej.może.być.uzna-na.za.przypadek.szczególny..Nie.należy.wykluczać,.że.efekty.zastosowania.polderów.w.dolinach.mniejszych.rzek.mogą.dać.lepsze.efekty,.ale.ten.problem.wymaga.oddzielnych.studiów.

LITErATUrA

1.. Bipromel.w.Warszawie:.2004..Generalna.strategia.ochrony.przed.po-wodzią.dolin.dorzecza.Wisły.środkowej.(maszynopis)

2.. Boguta.L.,.Łoś.M..J.:.2010..Wielka.woda.na.Wiśle.Lubelskiej.w.maju.i.w.czerwcu.2010.r.,.Wiad..Mel..i.Łąk..z..4

3.. Instytut.Meteorologii.i.Gospodarki.Wodnej.w.Warszawie:.2011..Do-rzecze.Wisły,.monografia.powodzi.maj.czerwiec.2010

4.. Instytut.Technologiczno–Przyrodniczy.w.Falentach:.2011..Gospodar-ka.wodna.na.obszarach.wiejskich.do.2020.r.ze.szczególnym.uwzględ-nieniem.wpływu.zmian.klimatycznych.oraz.działań.adaptacyjnych.do.tych.zmian.(maszynopis)

5.. Łoś.M..J.:.2006..Uwarunkowania.użytkowania.rzeki.i.doliny.w.Mało-polskim.Przełomie.Wisły,.Gosp..Wod..z..7

6.. Ośrodek.Dokumentacji.i.Studiów.w.Lublinie:.2011..Charakterystyka.doliny.Wisły.w.granicach.województwa.lubelskiego.w.aspekcie.budo-wy.polderów.powodziowych.(maszynopis)

7.. Politechnika. Warszawska:. 2002.. Powódź. w. regionie. Małopolskiego.Przełomu.Wisły.w.lipcu.2001.r.

8.. Szkutnicki.J.,.Kadłubowski.A.,.Chudy.Ł.:.2009..Metody.wyznaczania.przepływu.w.warunkach.zmiennego.spadku.zwierciadła.wody,.IMGW.Warszawa

n

W.marcu.br..w.Marsylii.odbyło.się.6..światowe.Forum.Wod-ne..Impreza.ta.zgromadziła.ponad.35.tysięcy.uczestników.z.całe-go.świata..Tradycją.jest,.że.w.ramach.Forum.odbywa.się.„Mini-sterialna.Konferencja”,.na.której.przyjmuje.się.wspólną.deklara-cję..Tegoroczna.deklaracja.składa.się.z.32.punktów,.a.dwa.punkty.są. poświęcone. bezpośrednio. problematyce. gospodarki. wodnej.w.rolnictwie..Ministrowie.zebrani.na.Konferencji.stwierdzają:

–.Woda.jest.podstawowym.czynnikiem.decydującym.o.stanie.rolnictwa,.rozwoju.obszarów.wiejskich,.produkcji.żywności.i.wy-żywienia,.ponieważ.bez.wody.nie.ma.bezpieczeństwa.żywnościo-wego..Polityka.wodna. i. żywnościowa.muszą.być.zintegrowane.zabezpieczając.jednocześnie.efektywne.wykorzystanie.i.ochronę.zasobów.wodnych..Dla.zapewnienia.bezpieczeństwa.żywnościo-wego.zwiększającej.się.liczby.ludzi.na.świecie.w.warunkach.glo-balnych.zmian.klimatu.i.zróżnicowanej.sytuacji.na.świecie.działa-nia.w.zakresie.gospodarki.wodnej.muszą.uwzględniać.dostępność.i.jakość.wody,.gleby.i.ziemi,.jak.również.poziom.rozwoju.infra-struktury. dla. rolnictwa,. biorąc. pod. uwagę. zarówno. rolnictwo.oparte.na.wodach.opadowych.jak.i.nawadniane,.w.warunkach.występujących.zagrożeń.powodzią. i.suszą,.przy.różnych.możli-wościach.organizacyjnych.użytkowników.wody.

Światowe Forum Wodne, Marsylia, 12-17 marca 2012

–.Zgromadzenie.ministrów.zapewnia,.że.polityka.bezpie-czeństwa.wody.i.żywności.będzie.zgodna.z.potrzebami.lokal-nych. samorządów,.drobnych. rolników,. kobiet. i.miejscowej.ludności..Zarządzanie.wodą.i.glebą.musi.zapewniać.minima-lizowanie.erozji,.ochronę.przed.degradacją.krajobrazu.i.ogra-niczanie. zanieczyszczeń. wód. lokalnych. z. jednoczesnym. za-pewnieniem.wzrostu.produkcji.żywności,.Zasadą.jest.dążenie.do.zapewnienia.efektywności.powiedzenia.„z.pola.do.widel-ca”.oraz.przyjmowanie.rozwiązań.uwzględniających.oszczęd-ność. wody. i. technologie. jej. retencjonowania. w. obszarach.rolnictwa. nawadnianego. i. opartego. na. opadach.. Istotnym.elementem.gospodarki.jest.obniżanie.potrzeb.wodnych.rol-nictwa.oraz.marnotrawstwa.żywności..Bezpieczne.powtórne.wykorzystanie.wód.ściekowych.w.rolnictwie.i.przemyśle,.in-tensyfikacja.wykorzystania.starych.gatunków.roślin.i.odmian.odpornych.na.stres.wodny,.większe.zaangażowanie.w.proce-sy.decyzyjne.użytkowników.wody.(rolników),.a.szczególnie.organizacji.producentów.są.priorytowymi.zadaniami..Uważa.się.za.celowe.zobowiązanie.organizacji.Państw.G20.i.G8.do.szerszego.uwzględnienia.w.swoich.pracach.problematyki.bez-pieczeństwa.wodnego.i.żywnościowego.

60


Prof..dr.hab..WALDEMAR.MIODUSZEWSKI1)

Prof..dr.hab..JANUSZ.KUBRAK2)

Dr.hab..inż..ZBIGNIEW.KOWALEWSKI,.prof..ITP1)

1).Instytut.Technologiczno-Przyrodniczy2).Wydział.Budownictwa.i.Inżynierii.środowiska,.SGGW

Rola hydraulicznej charakterystyki przewałów polderowych w redukcji wezbrania

Wstęp

Duże.obszary.dolin.rzecznych.w.Polsce,.ale.również.w.Europie.i.na.całym.świecie,.chronione.są.przed.zalaniem.w.czasie.wyso-kich.stanów.wody.w.rzece.za.pomocą.wałów.przeciwpowodzio-wych..W.Polsce.jest.ponad.8.tys..km.wałów.chroniących.przed.zatopieniem.ponad.1.mln.hektarów.dolin.rzecznych..Doliny.te.są.w.różnym.stopniu.zagospodarowane.i.użytkowane..Na.obsza-rach.chronionych.wałami.znajdują.się.duże.ośrodki.miejskie,.jak.np..część.Warszawy,.Wrocławia,.Opola.i.wiele.innych.miejsco-wości,.ale.również.występują.doliny,.na.których.prowadzona.jest.jedynie.gospodarka.rolna,.od.bardzo.intensywnych.form.(warzy-wa,.sadownictwo).do.ekstensywnych.jak.niskowydajne.łąki.i.pa-stwiska..Zasadne.są.dążenia.do.likwidacji.niektórych.obwałowań.lub.wykorzystania.jako.polderów.(suchych.zbiorników.retencyj-nych).dla.ograniczenia.wysokości.fali.wezbraniowej.

Zmiana.funkcji.terenów.chronionych.wałami.przeciwpowo-dziowymi. jest. bardzo. złożonym. działaniem.. Przed. podjęciem.decyzji.o.budowie.polderu.niezbędne.jest.przeprowadzenie.sze-regu. analiz,. w. tym. między. innymi. przyrodniczych,. gospodar-czych.(ekonomicznych),.hydraulicznych.i.hydrologicznych.oraz.oceny.stanu.technicznego.obwałowań.w.kontekście.zmiany.wa-runków.statycznych. i.dynamicznych.pracy.budowli.ziemnych..W. artykule. ograniczono. się. do. analizy. wybranych. zagadnień.hydraulicznych..Oceniono.na. ile. charakterystyka.hydrauliczna.przewału.wpływa.na.obniżenie.stanów.wody.poniżej.polderu.

Podstawowe założenia

Budowa.polderu.okresowo.zalewanego.wodą,.na.obwałowa-nych.dolinach.rzecznych.może.być.inspirowana.różnymi.celami.do.osiągnięcia:●. utworzenie.obiektu.o.dużych.walorach.przyrodniczych.przez.

kreowanie. warunków. wilgotnościowych. poprzez. okresowe.zalewy,.zbliżonych.do.historycznych,.jakie.istniały.przed.bu-dową.wałów.przeciwpowodziowych,.a.z.różnych.przyczyn.nie.jest.możliwa.całkowita.likwidacja.obwałowań;

●. utworzenie.pojemności. retencyjnej,. która.pozwoli.na.ogra-niczenie. wysokości. wezbrania. powodziowego. na. terenach.dolinowych.niżej.położonych,.np..ochrona.niżej.położonych.terenów.zurbanizowanych;

●. działanie.awaryjne.polegające.na.świadomym.przerwaniu.wału.przeciwpowodziowego.i.zalania.terenu.w.celu.ochrony.niżej.po-łożonych.obszarów,.o.znacznie.większej.wartości.gospodarczej.Pierwszy.cel.budowy.polderu,.który.można.nazwać.ekologicz-

nym.jest.trudny,.a.nawet.nie.jest.możliwy.do.liczbowego.oszacowa-nia.korzyści.przyrodniczych..Większość.ekologów.jest.przekonana.i.chyba.słusznie,.że.oddanie.rzekom.doliny.jest.działaniem.korzyst-nym.z.uwagi.na.ochronę.i.zachowanie.walorów.przyrodniczych.

Pozostałe.cele.budowy.polderów,.powinny.być.potwierdzo-ne.ilościowo..Dotyczy.to.zarówno.elementów.ekonomicznych,.

jak.i.technicznych,.w.tym.hydraulicznych..Szczegółowe.rozpo-znanie.skuteczności.oddziaływania.wprowadzenia.wody.na.pol-der.w.celu.obniżenia.fali.wezbraniowej. jest.podstawowym.ele-mentem.niezbędnym.do.rozpoznania.przed.podjęciem.dalszych.działań..Ewentualne.pomyłki.w.tej.ocenie.mogą.skutkować.po-niesieniem.znacznych.strat.materialnych,. łącznie.z.narażeniem.życia. ludzi,.na. terenach.położonych.niżej,.gdy.okaże. się,. że. ta.skuteczność.jest.mniejsza.od.zakładanej.

Skuteczność.oddziaływania.polderu.na.zmniejszenie.stanów.wody.w.rzece.zależy.od.szeregu.czynników,.a.głównie.od:n. pojemności.retencyjnej.polderu.w.stosunku.do.objętości.fali.

wezbraniowej;n. przepustowości. hydraulicznej. budowli. wpustowej. (przewa-

łu),.za.pomocą.której.woda.wprowadzana.będzie.na.polder;n. rodzaju. i. typu.budowli.wpustowej:.możliwe. są. rozwiązania.

przewału.ze.stałym.progiem,.w.których.woda.zaczyna.auto-matycznie.przelewać.się.na.polder.po.przekroczeniu.określo-nej. rzędnej;.bardziej.efektywne.są.budowle.z.zamknięciami.ruchomymi,.które.są.otwierane.w.zależności.od.stanu.wody.w.rzece,.w.dostosowaniu.do.prognozy.hydrologicznej;

n. sposobu.eksploatacji.urządzeń.i.budowli.–.największe.efekty.uzyskuje. się,. gdy. na. polderze. przechwytywany. jest. jedynie.szczyt.fali.wezbraniowej,.a.przy.niższych.przepływach.polder.pozostaje.suchy;

n. możliwości.odprowadzenia.wody.z.polderu.do.koryta.W.artykule.skoncentrowano.się.na.problematyce.hydraulicz-

nej,.tj..na.ocenie.wpływu.przepustowości.hydraulicznej.urządze-nia.wpustowego.na.zmiany.położenia.zwierciadła.wody.i.wielkość.natężenia.przepływu.poniżej.tego.przewału..Jest.to.jedna.z.istot-niejszych. zależności,. decydująca. o. efektywności. oddziaływania.polderu.na.ochronę.przed.powodzią.terenów.położonych.niżej.

Przepustowość hydrauliczna budowli wpustowej w nawiązaniu do natężenia przepływu w rzece

Rozpatrywano.dwa. typy.budowli.wpustowej. (przewału).na.polderach,.a.mianowicie:–. przewał. zlokalizowany. na. linii. wału. przeciwpowodziowego,.

w.postaci.stałego.progu.z.koroną.poniżej.korony.wału;.poziom.wody.w. rzece.po.osiągnięciu.poziomu.korony.przewału. swo-bodnie.przelewa.się.na.teren.polderu;.natężenie.przepływu.wody.przez.budowlę. rośnie.wraz. ze.wzrostem.położenia. zwierciadła.wody.nad.koroną.stałego.progu;.od.bardzo.małego.do.maksy-malnego.przy.najwyższym.położeniu.zwierciadła.wody.w.rzece;

–. budowla.wpustowa.również.zlokalizowana.w.linii.wału.prze-ciwpowodziowego,. ale. wyposażona. w. ruchome. zamknięcia.otwierane.po.osiągnięciu.określonej.rzędnej.zwierciadła.wody.w.rzece..Przyjmuje.się,.że.otwarcie.zasuw.budowli.następu-je.bardzo.szybko,.co.powoduje.natychmiastowy.gwałtowny.napływem.wody.na.polder.o.natężeniu.zależnym.od.pozio-mu.wody.w.rzece.ponad.progiem.budowli..Podobna.sytuacja.

61


(natychmiastowy. duży. przepływ). ma. miejsce. w. przypadku.przerwania.korpusu.wału.Ponieważ.celem.pracy.jest.analiza.przewału.głównie.w.aspek-

cie.oceny.wpływu.hydraulicznej.zdolności.przepustowej.budow-li.na.poziom.wody.poniżej.polderu,.przyjęto,.że.rozpatrywany.polder. ma. nieograniczenie. dużą. pojemność. retencyjną.. Takie.założenie.pozwoli.na.bardziej.wyraziste.wykazanie.wpływu.hy-

Rys. 1. Przykładowe schematy przewału o stałej koronie na redukcję stanów wody w rzece: a) przewał o małym świetle qprzewału = 0,1Qrzeki, b) przewał o średnim świetle qprzewału = 0,3Qrzeki, c) przewał na różnej wysokości korony, d) przewał o bardzo du-żym świetle qprzewału = 0,8Qrzeki; 1 – naturalny przepływ w rzece, 2 – krzywa przepustowości przewału, 3 – przepływ w rzece po-

niżej przewału

a)

b)

c)

d)

drauliki.przewału.na.stan.ochrony.przed.powodzią.terenów.po-łożonych.poniżej.

Na.rysunku 1 schematycznie.przedstawiono.zależność.natę-żenia.przepływu.(Q).od.stanów.wody.(H).w.rzece.oraz.zmianę.tej.zależności.w.wyniku.budowy.polderu.i.przewału.o.określonej.przepustowości..We.wszystkich.analizowanych.wariantach.przy-jęto. identyczną.krzywą.konsumpcyjną.dla.koryta. rzeki. i.doliny.ograniczonej.wałami.przeciwpowodziowymi..Założono,.że.na.wy-sokości.H.=.2,0.m.nad.dnem.koryta. rzeki. znajduje. się.korona.stałego. progu. budowli. wpustowej.. Wypełnianie. polderu. nastę-puje.po.wystąpieniu.w.rzece.stanów.wyższych.od.rzędnej.koron.przewału..W. analizach. zmieniano. hydrauliczną. charakterystykę.budowli. wpustowej. w. wyniku. np.. zwiększenia. światła. przewa-łu..Przyjęto,.że.maksymalny.przepływ.przez.budowlę.wpustową.wynosi.odpowiednio.10,.30,.60%.natężenia.przepływu.w.rzece.(rys..1a,.b,.c),.przy.poziomie.wody.w.rzece.na.wysokość.5,0.m.po-nad.dnem.koryta..Wyraźnie.widać,.że.przy.małej.przepustowości.budowli.wpustowej.(np..10%).wpływ.odpływu.do.polderu.na.ob-niżenie.stanów.wody.w.rzece.(∆h).poniżej.polderu.jest.niewielki..Dopiero.przy.przepływie.przez.budowlę.upustową.wynoszącym.60%.natężenia.przepływu.w.rzece.(rys..1c).widoczne.jest.wyraźne.obniżenie.stanów.wody.poniżej.polderu.w.odniesieniu.do.krzywej.przepływu. w. korycie. rzeki. naturalnej. (powyżej. polderu)..Wiel-kość.dopływu.wody.na.polder.w.dużym.stopniu.zależy.też.od.wy-sokości.położenia. stałego.progu..Na. rysunku.1d.przedstawiono.charakterystyki.przepływu.dla.przewału.o.świetle.identycznym.jak.na.rysunku.1c.lecz.z.progiem.usytuowanym.znacznie.wyżej..Ze.względu.na.mniejszą.miąższość.warstwy.wody.nad.progiem.(H).jego.oddziaływanie.na.przepływ.poniżej.polderu.jest.niewielkie.

Na.schematach.(rys..1).zaprezentowano.jedynie.podstawowe.elementy.problemu..Wykazano,.że.przy.stałym.progu.jego.od-działywanie.na.przepływy.poniżej.może.mieć.miejsce.jeśli.prze-wał.będzie.dostatecznie.szeroki.by.przejąć.duży.procent.objęto-ści.wody.dopływającej.rzeką.

Nieco. inaczej. przedstawia. się. rozrząd. wody,. gdy. mamy. do.czynienia.z.budowlą.wpustową.z.regulowanymi.zamknięciami..Schematycznie.rozdział.przepływu.wód.na.rzekę.i.polder.przed-stawiono. na. rysunku 2.. Krzywe. przepływy. w. rzece. i. dolinie.przyjęto.jak.na.rysunku.1.przy.budowli.o.stałym.progu..Nato-miast.przepustowość.przewału.przy.całkowitym.otwarciu.zasuw.przyjęto. jak. równą. 30%. natężenia. maksymalnego. przepływu.w.rzece..Jest.to.wielkość.identyczna.jak.na.rysunku.1b.

Założono,.że.zamknięcia.zostaną.szybko,.w.czasie.t.=.0,.otwo-rzone,.przy.stanie.wody.w.rzece.na.wysokości.4,0.m..Ponieważ.próg.przyjęty.jest.na.wysokości.1,0.m.natężenie.dopływu.wody.na.polder.od.momentu.otwarci.przewału.jest.bardzo.duże..Stąd.też.widoczna.

Rys. 2. Wpływ przewału z regulowanymi zamknięciami na rozkład przepływów w rzece: 1 – przepływ naturalny w rzece, 2 – krzywa przepływu przez budowlę upustową, 3 – przepływ w rzece poniżej przewału przy koronie przewału na wysokości

H = 2,5 m

62


jest.dużo.większa.efektywność.takiego.rozwiązania.w.stosunku.do.przewału.ze.stałym.progiem.(rys..1b)..Jest.to.zrozumiałe,.bo.szyb-kie.otwarcie.budowli,.przy.progu.na.wysokości.1,0.m.powoduje.natychmiastowy.duży.napływ.wody.do.polderu.(zwierciadło.wody.w.rzece.wysoko.ponad.progiem.przepału)..Przy.odpowiedniej.eks-ploatacji.budowli.możliwe.jest.„ścinanie.fali.powodziowej”.w.spo-sób.świadomy.i.na.zamierzonej.wysokości..Problemem.jest,.że.są.to.kosztowne.budowle,.wymagające.stałej.konserwacji.i.utrzymania.w.pełnej.sprawności..Utrzymanie.takiego.obiektu.o.skomplikowa-nej.konstrukcji.budowli.jest.równie.kosztowne,.a.jego.wykorzysta-nie.następuje.raz.na.kilka,.kilkadziesiąt.lat.

Zwraca.się.uwagę,.że.oba.warianty.(próg.stały.oraz.z.zamknię-ciami).rozpatrywano.jako.progi.o.swobodnym,.niezatopionym.przepływie..Nie.uwzględniano.zmniejszenia.natężenia.przepły-wu.przez.próg.upustu,.przy.ewentualnym.podwyższeniu.się.sta-nów.wody.na.obszarze.polderu.

Obliczenia numeryczne

Obliczenia.wykonano.własnym.programem.numerycznym,.w.którym.przejście.fali.wezbraniowej.opisano.układem.równań.różniczkowych. de. Saint-Venanta. w. założeniu. nieustalonego,.jednowymiarowego.przepływu.wody.w.rzece.[Kubrak,.1989].

Do.obliczeń.przyjęto.odcinek.rzeki.o.długości.7000.m.i.o.ty-powym.przekroju.poprzecznym,.pokazanym.na.rysunku 3..Jest.to.rzeczywisty.przekrój.doliny.i.koryta.rzeki.Wisły.poniżej.prze-kroju.wodowskazowego.X..Z.szeregu.występujących.tu.fal.wez-braniowych.wybrano.do.obliczeń.wezbranie.z.2010.roku,.przy.którym. najwyższe. natężenie. przepływu. osiągnęło. 1600. m3/s.przy.maksymalnym.stanie.wody.w.wybranym.przekroju.na.wy-sokości.115,65.m.n.p.m..(rys..3).

Założono,.że.w.linii.wału.przeciwpowodziowego.wykonane.zostanie.obniżenie,.pełniące.funkcje.przewału,.w.pierwszym.wa-riancie.na.rzędnej.114,25.m.n.p.m.,.a.w.drugim.na.115,00.m.n.p.m.. (rys..3)..Dla.obu.wspomnianych.wariantów.zakładano.różne.szerokości.przewału.

111

112

113

114

115

116

117

118

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600[m]

Y [m

n.p.m

.] 115,65115,00114,25

Rys. 3. Przekrój poprzeczny doliny i koryta rzeki

116,8115,4115,2115,0114,8114,6114,4114,2114,0113,8113,6

1600140012001000

800600400200

01 3 5 7 9 11 13 15 17 19

dni21 23

przepływ stan wody

25 27 29 31 33 35 37

Q [m

3 /s]

[m n.

p.m.]

Rys. 4. Hydrogram przepływów i stanów wody w korycie rzeki

Rys. 5. Krzywe wydatku budowli wpustowej przy różnych szero-kościach/światłach przewału (B)

113,2113,4113,6113,8114,0114,2114,4114,6114,8115,0115,2115,4115,6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36dni

H [m

]

bez przewału B=100 mB=200 m B=300 m

113,2113,4113,6113,8114,0114,2114,4114,6114,8115,0115,2115,4115,6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36dni

H [m

]

bez przewału B=100 mB=200 m B=300 m

Rys. 6. Obliczone stany wody w rzece przy różnych szerokościach budowli upustowej (B). Próg na rzędnej 114,25 m n.p.m.

Rys. 7. Obliczone stany wody w rzece przy różnych szerokościach budowli upustowej (B). Próg na rzędnej 115,00 m n.p.m.

Przyjmowano,.że.szerokość.przepału.(światło).wynosić.będzie.100,.200. i.300.m..Nie. rozpatrywano.zagadnień. technicznych.i.konstrukcyjnych,.przyjmując.jedynie,.że.jest.to.budowla.o.sze-rokim.progu,.a.krzywe.wydatków.przewałów.przedstawiono.na.rysunku 5..W.tym.przypadku.przyjmowano.wysokość.H.=.0.na.koronie.przewału,.to.jest.na.wysokości.rzędnej.114,25.m.n.p.m..lub.115,00.m.n.p.m.,.w.zależności.od.przyjętej.wysokości.koro-ny.budowli.wpustowej.

Obliczenie.przepływów.i.stanów.wody.wykonano.dla.7.prze-krojów. położonych. wzdłuż. przyjętego. odcinka. rzeki.. Przekrój.I.usytuowany.był. tuż.powyżej.budowli.wpustowej. (przewału)..Natomiast.przekrój.II.za.tą.budowlą..Wpływ.budowy.przewa-łu.oceniano.porównując.hydrogram.stanów.wody.w.przekroju.położonym.poniżej.budowli.wpustowej.obliczony.dla.poszcze-gólnych.wariantów.obliczeniowych..Wyniki.obliczeń.w.postaci.hydrogramów.stanów.wody.przedstawiono.na.rysunkach 6.i.7..Natomiast.na.rysunku 8.pokazano.maksymalne.różnice.w.sta-nach.wody.dla.obu.wariantów.(próg.114,25.m.n.p.m..i.115,00.m.n.p.m.),.przy.szerokościach.przewału.100,.200.i.300.m.

63


Obliczenia. prowadzone. były. przy. założeniu,. że. pojemność.polderu.jest.nieskończenie.duża.i.może.on.przyjąć.każdą.obję-tość.wody..Założenie. to.pozwoliło.na.wykazanie.roli,. jaką.od-grywa.budowla.upustowa.w.ograniczaniu.skutków.powodzi.na.terenach.doliny.poniżej.polderu.

Wykonane.obliczenia.potwierdziły,.że.przepustowość.przewa-łu,.przy.dużych.przepływach.w.rzece.może.decydować.o.skutecz-ności.oddziaływania.polderu.na.przepływy.poniżej.tej.budowli.

Porównanie.hydrogramów.stanów.wody.(rys..6.i.8).wyka-zuje,.że.przewały.o.większej.długości.(świetle).mocniej.obni-żają.stany.wody.w.rzece,.co.jest.zrozumiałe.z.uwagi.na.moż-liwość.odprowadzenia.większej.objętości.wody..Nie.stawiano.tu.ograniczeń.wynikających.z.określonej.w.rzeczywistości.po-jemności. polderu.. Również. wyżej. położony. próg. przewału.w.mniejszym.stopniu.wpływa.na.stany.wody.w.rzece.poniżej.przekroju. obliczeniowego,. z. uwagi. na. niższą. przepustowość.takiego.progu..Objętość.dopływającej.wody.jest.niewielka.ze.względu. na. niewielką. wysokość. przelewającej. się. wody. nad.koroną.budowli.

Wykonano.obliczenia.przyjmując,. że.przewał.wyposażo-ny.jest.w.zamknięcia.mechaniczne..Założono,.że.próg.prze-

wału. znajduje. się. na. rzędnej.114,00. m. n.p.m.,. a. zamknię-cia. zostały. otwarte. gdy. po-ziom. wody. osiągnął. rzędną.115,00. m. n.p.m.,. czyli. 1,0. m.ponad.progiem.przewału..Wy-niki.obliczeń.przedstawione.na.rysunku 9.wykazują,.że.nawet.przy. niewielkim,. bo. wynoszą-cym. 1,0. m,. otwarciu. zasuw.efektywność.przewału.jest.dużo.większa.od.tych.rozwiązań.bez.zamknięć.(rys..8).

Podsumowanie

Wielkość.redukcji.stanów.wody.przy.przejściu.fali.wezbranio-wej.zależy.od.wielu.czynników,.w.tym.od.objętości.wezbrania,.natężenia.przepływu.i.czasu.trwania.wezbrania,.objętości.polde-ru,.który.przyjmuje.wodę.z.rzeki,.ale.również.od.usytuowania.przewału,.jego.hydraulicznej.charakterystyki.i.czasu.rozpoczęcia.napełniania.polderu.

Przeprowadzone. analizy. i. obliczenia. numeryczne. wskazu-ją.na.dużą.rolę.warunków.hydraulicznych.budowli.upustowej..Przy.małej.przepustowości.przewału,.oddziaływanie.polderu.na-wet.o.bardzo.dużej.pojemności. retencyjnej,.będzie.niewielkie..Najprostsze.rozwiązanie.w.postaci.obniżenia.wzniesienia.koro-ny. wału. przeciwpowodziowego. na. określonym. odcinku. może.być.rozwiązaniem.efektywnym,.ale.jedynie.w.przypadku.małych.przepływów.w.rzece.w.stosunku.do.przepustowości.przewału.

Efektywne.wykorzystanie.polderu.może.mieć.miejsce.w.przy-padku,.gdy.zbiornik.(polder).pozostaje.suchy.i.dopiero.po.osią-gnięciu. określonej. wysokości. stanów. wody. następuje. dopływ.wody.na.polder..Przy.dużych.przewałach.obserwuje.się.obniże-nie.stanów.w.rzece.poniżej.polderu. i.„ścięcie.wierzchołka”.fali.wezbrania.. Jeśli. na. polder. o. ograniczonej. pojemności,. dopły-wa.woda.przy.stosunkowo.niskich.stanach.wody,.to.może.być.on.już.napełniony,.gdy.występują.stany.najwyższe..Dlatego.też.przewały.o.stałej.koronie.mogą.być.budowane.w.szczególnych.przypadkach.i.raczej.na.mniejszych.rzekach.o.niedużych.maksy-malnych.przepływach..Najefektywniejszym.rozwiązaniem,.a.jed-nocześnie.najdroższym,.jest.budowa.przewałów.z.regulowanymi.zamknięciami..światło.tych.budowli.musi.być.tak.dobrane,.aby.pozwalały.wprowadzić.objętość.wód. szczytu. fali.wezbraniowej.w.możliwie.krótkim.czasie..Stąd.też.istotną.sprawą.jest.dostoso-wanie.przepustowości.hydraulicznej.tych.budowli.do.natężenia.przepływu.w.rzece.

LITErATUrA

1.. Malinger.A.,.Przedwojski.B.:.2007..Wykorzystanie.modelu.matema-tycznego. do. charakterystyki. hydraulicznej. doliny. Konińsko-Pyzder-skiej.Warty..Nauka.Przyroda.Technologie..Dział.Melioracje.i.Inżynieria.środowiska..Tom.1,.zeszyt.2,.s..1-0

2.. Huang.S.,.Rauberg. J.,.Apel.H.,.Lindenschmidt.K.E.:.2007..The.ef-fectiveness.of.polder.systems.on.peak.discharge.capping.of.floods.along.the.middle.reaches.of.the.Elbe.River.in.Germany..Hydrology.and.Earth.System.Sciences.Discussions.4.s..211-241

3.. Projekt.planu.ochrony.przeciwpowodziowej.w.rejonie.wodnym.–.oce-na.zasadności.wykorzystania.polderów.w.dolinie.Konińsko-Pyzderskiej.w.celu.redukcji.fali.powodziowej.na.rzece.Warcie,.2004..Opracowanie:.Hydroprojekt

4.. Kubrak.J.:.1989:.Modele.numeryczne.rozprzestrzeniania.się.fali.wypły-wającej.przez.wyrwę.w.zaporze..SGGW-AR,.Warszawa

n

020406080

100120140160180200220240

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36

Prze

wał [

m3 /s

]

B=100 m B=200 m B=300 m

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36

H [m

]

B=100 m B=200 m B=300 m

Rys. 9. Redukcja przepływów i stanów wody w rzece, przy prze-wale z zamknięciami

Rys. 8. Redukcja stanów wody w rzece w zależności od szerokości przewału (B)

64


Prof..dr.hab..ZBIGNIEW.KLEDyńSKI1)

Mgr.inż..WAWRZyNIEC.LEJMAN1)

Prof..dr.hab..WALDEMAR.MIODUSZEWSKI2)

Politechnika.Warszawska1)

Instytut.Technologiczno-Przyrodniczy2)

Analiza uszkodzeń wałów przeciwpowodziowych w okresie letnich wezbrań 2010 roku

Wstęp

Latem. 2010. roku. miały. miejsce. wezbrania. powodujące.wystąpienie.licznych.szkód.powodziowych..Objęły.one.szcze-gólnie.zlewnie.górnej. i. środkowej.Wisły.oraz.znaczną.część.zlewni.Odry.

Z.uwagi.na.długi.czas.utrzymywania.się.wysokich.stanów,.obserwowano. liczne.uszkodzenia. i. awarie.wałów.przeciwpo-wodziowych..Według.oficjalnych.danych,.w.czasie.powodzi,.jakie.wystąpiły.w.maju.i.czerwcu.2010.r..w.Polsce,.zalanych.zostało.550.tys..ha,.w.tym.470.tys..ha.użytków.rolnych..Po-wodzie.dotknęły.2200.miejscowości.i.67.tys..gospodarstw.rol-nych..Na.zalanych.terenach.mieszkało.280.tys..ludzi,.z.których.ponad.35.tys..było.ewakuowanych..Straty.materialne.oszaco-wano.wstępnie.na.ponad.3.mld.zł,.przy.czym.późniejsze.i.do-kładniejsze.rachunki.wskazują.na.wartości.2-3-krotnie.wyższe.

Warunki.klimatyczne.i.hydrologiczne.powodzi.2010.zostały.stosunkowo.dokładnie.przeanalizowane,.a.wyniki.analiz.są.opu-blikowane.w.dwu.interesujących.monografiach.[Dorzecze.Wi-sły,.2011;.Dorzecze.Odry,.2011]..Natomiast.brak.jest.informacji.dotyczących.zachowania.się.obwałowań.w.czasie.wysokich.sta-nów.wody,.opisu.przebiegu.i.przyczyn.występujących.uszkodzeń.i.awarii..Z.uwagi.na.to,.że.wały.przeciwpowodziowe.są.w.Polsce.podstawowym. urządzeniem. technicznym. służącym. ochronie.przed.powodzią,.dokonano.próby.oceny.występujących.proble-mów.na.podstawie.ankiet,.o.wypełnienie.których.poproszono.wojewódzkie.zarządy.melioracji.i.urządzeń.wodnych.

Autorzy.składają.serdeczne.podziękowania.dyrekcji.i.pra-cownikom. wojewódzkich. zarządów. melioracji. i. urządzeń.wodnych.za. trud,. jaki.włożono.w.wypełnienie. tych.ankiet..Szczególnie.dziękujemy.Panu.Dyrektorowi.Piotrowi.Micha-lukowi.za.pomoc.i.cenne.rady.w.przygotowaniu.ankiet.

Metodyka

W.celu.pozyskania.informacji.dotyczących.występujących.problemów. na. wałach. przeciwpowodziowych. opracowano.ankietę. skierowaną. do. wojewódzkich. zarządów. melioracji.i.urządzeń.wodnych..Odpowiedź.uzyskano.z.11.województw,.które.administrują.prawie.70%.długości.obwałowań.w.Pol-sce..Zarządy.poproszone.były.o.wypełnienie.formularza.an-kiety.dla.każdego.wyodrębnionego.odcinka.wału,.na.którym.nastąpiło.opisywane.wydarzenie..Ankiety.w.postaci.karty.in-formacyjnej.obejmowały.trzy.wydarzenia:●. karta. informacyjna.awarii.wału.przeciwpowodziowego.–.

za.awarię.przyjęto.uszkodzenie.wału.objawiające.się.prze-rwaniem.wału.lub.przelaniem.się.wody;

●. karta.informacyjna.uszkodzenia.wału.przeciwpowodziowe-go.–.za.uszkodzenie.przyjmowano.występujące.odkształce-

nia,.nadmierną.filtrację.itp.,.mogące.zagrażać.stateczności.wału.(nie.dotyczy.szkód.powodowanych.przez.zwierzęta);

●. informacja.o.uszkodzeniach.wałów.przeciwpowodziowych.spowodowanych.przez.zwierzęta.W.powyższych.ankietach.pytano.o.lokalizację,.dane.do-

tyczące.stanu.wody,.opis.prawdopodobnej.przyczyny.awarii.oraz.opis.uszkodzeń..Również.proszono.o.podanie.przybli-żonych.kosztów.likwidacji.awarii.lub.uszkodzenia.z.podzia-łem.na.działania.doraźne.i.koszty.napraw.docelowych.

Przy.okazji. zgromadzono. także.materiał. (przyczynkowy).do. ewentualnych. dodatkowych. analiz,. np.. o. stosowanych.technologiach.naprawy,.wielkości.chronionych.terenów.i.ich.zagospodarowaniu. itp.. Ostatecznie. zgromadzony. materiał.obejmuje.awarie. i.uszkodzenia.odnotowane.na.obszarze.11.z.16.wzmiuw.(wzmiuw,.które.odpowiedziały.na.ankietę,.ad-ministrują. 5719,7. km. obwałowań,. 67,3%. utrzymywanych.w.Polsce.–.tabela 1).

Materiał. uzyskany. z. ankiet. nie. jest. do. końca. jednorodny..Z.niektórych.wzmiuw.nadeszły.dane.w.innej.formie.niż.oczeki-wana..Powodowało.to.trudności.w.opracowaniu.wyników.ankie-

TAbelA 1 Dane dotyczące klas obwałowań przeciwpowodziowych

(stan na 31.12.2006)

Lp. WojewództwoŁączna.długość.obwałowań.[km]:

Poza-klasowerazem

w.tym.w.klasie:I II III IV

1 2 3 4 5 6 7 81 dolnośląskie 1339,0 52,3 186,5 133,7 845,4 121,02 kujawsko-pomorskie 178,7 0,0 166,6 0,0 12,1 0,03 lubelskie 196,3 2,3 146,7 39,9 3,2 4,14 lubuskie 815,9 138,9 298,0 124,3 254,7 0,05 łódzkie 162,8 0,0 111,1 21,0 28,1 2,66 małopolskie 1016,3 158,3 426,4 342,3 89,3 0,07 mazowieckie 671,1 49,0 513,6 54,2 18,4 35,98 opolskie 369,1 2,6 21,7 192,3 152,4 0,09 podkarpackie 630,0 30,1 322,4 184,1 91,4 2,310 podlaskie 31,2 0,8 1,7 5,7 19,6 2,311 pomorskie 655,0 104,3 74,7 223,9 245,7 6,412 śląskie 340,9 0,0 95,0 61,2 184,7 0,013 świętokrzyskie 347,9 28,4 174,7 86,8 46,4 11,514 warmińsko-mazurskie 446,5 0,0 42,4 228,5 137,5 38,115 wielkopolskie 765,4 0,0 18,0 327,2 420,2 0,016 zachodnio-pomorskie 535,6 0,0 0,5 40,6 450,1 44,6

Razem Polska.[km] 8501,8 566,9 2600,0 2066,7 2999,3 268,8% 100,0 6,7 30,6 24,3 35,2 3,2

Adnotacja:.pogrubioną.czcionką.wyróżniono.województwa,.które.objęła.ankieta.

65


ty..W.wielu.wypadkach.interpretacja.uzyskanych.odpowiedzi.nie.jest.jednoznaczna,.co.wynika.ze.zróżnicowania.sposobów.opisu.analogicznych.procesów..Nie.wszystkie.odpowiedzi,.zwłaszcza.te.odbiegające.od.oczekiwanej. formy,.zawierają.wyczerpujące. in-formacje..Jednak.w.sumie.uzyskano.bardzo.wiele.istotnych.in-formacji,.których.analiza.pozwala.na.ocenę.przebiegu.powodzi.w.2010.roku.z.uwagi.na.stan.wałów.przeciwpowodziowych.

Pozyskane. dane. grupowano. wg. charakteru. zdarzenia. –.stanu.obiektu..Wyróżniono:.awarie,.które.związano.z.prze-dostaniem.się.wody.poza.linię.wałów.i.zalaniem.terenu.chro-nionego. (symbole.P,.R. i.Prz.w. tabeli 2).oraz.uszkodzenia,.które. z. kolei. podzielono. na:. scharakteryzowane. w. tabeli. 2.pod.symbolami.innymi.niż.P,.R.i.Prz.oraz.uszkodzenia.spo-wodowane.przez.dzikie.zwierzęta.

W.wielu.wypadkach.w.przyczynach.awarii.swój.prawdopo-dobny.udział.miała.także.działalność.dzikich.zwierząt,.dlatego.w.tej.grupie.wyodrębniono.podgrupę.„awarie.z.udziałem.dzikich.zwierząt”.. Uszkodzenia. wałów. nie. zawsze. były. spowodowane.jednym.czynnikiem..Dlatego.przeanalizowano.grupę.przypad-ków.uszkodzeń.spowodowanych.jedną.przyczyną.oraz.pozosta-łe,.gdy.przyczyn.(form).uszkodzenia.było.więcej..W.tej.grupie,.na.podstawie.opisu.wskazywano.jedną.z.przyczyn.(formę).jako.główną,.a.pozostałe.traktowano.jako.wtórne.lub.towarzyszące.

Dane. analizowane.w.układzie.podziału. administracyjnego.(województwa).oraz.w.układzie.podziału.hydrograficznego.(do-rzecza.Wisły.i.Odry,.rzeki.główne.–.Wisła,.Odra.–.oraz.dopływy.I.i.II.rzędu,.inne.cieki)..Koszty.działań.doraźnych.i.docelowych.napraw.zestawiono.tylko.w.układzie.administracyjnym.

Analiza wyników ankiety

a. Zestawienia liczbowe

W.roku.2010.odnotowano.672.„zdarzenia”.na.wałach.prze-ciwpowodziowych..131.z.nich.zaklasyfikowano.do.awarii,.541.do.uszkodzeń.(w.tym.186.przypadków.uszkodzeń.spowodowa-

nych.wyłącznie.przez.dzikie.zwierzęta,.niezwiązanych.bezpośred-nio. z.wezbraniami)..Blisko.91%.zdarzeń. (z.wyłączeniem.nie-określonych.w.czasie.przypadków.uszkodzeń.spowodowanych.wyłącznie.przez.dzikie.zwierzęta).miało.miejsce.w.okresie.wystę-powania.wysokich.stanów.w.miesiącach.maj-czerwiec.(tab. 3).

W. tabeli. 3. podano. również. dane. Nadzoru. Budowlane-go. [świderska,.Lebiecki,. 2011],.prezentowane. jako.uznane.przerwania.wałów.przeciwpowodziowych,.które.można.po-równywać. z.podaną. liczbą. awarii. uzyskanej. z. ankiety..Wy-stępują. tu. dość. istotne. różnice,. które. najprawdopodobniej.wynikają.z.różnej.interpretacji.tych.zdarzeń..Według.danych.wzmiuw.liczba.awarii. jest.znacznie.większa.niż.stwierdzona.przez.Nadzór.Budowlany..W.większości. niewielkie,. szybko.

TAbelA 2 Oznaczenia form awarii i uszkodzeń obwałowań

Lp. Symbol Opis Uwagi1 2 3 4 5

1 Z zaniżenie.koronyczynnik,.jeśli.wał.nie.zostanie.doraźnie.podwyższony,.prowadzący.do.przelania.się.wody.(P).przy.stanach.niższych.od.nominalnej.rzędnej.korony.obwałowania

także.formy.finalne.uszkodzeń.wywołanych.przelaniem.się.(P).wody.lub.rozmyciem.(R).korpusu.wału

2 Os osunięcie,.podmycie.lub.uszkodzenie.skarpy.bez.wskazania.czy.była.to.skarpa.odwodna,.czy.odpowietrzna

czynniki.występujące.przy.stanach.wody.poniżej.korony.wału,.poprzedzające.i.prowadzące.do.ewentualnego.rozmycia.(R).korpusu.budowli

3 Osw osunięcie,.podmycie.lub.uszkodzenie.skarpy.odwodnej4 Osp osunięcie,.podmycie.lub.uszkodzenie.skarpy.odpowietrznej5 Ps przesiąki.przez.korpus.wału6 Psp przesiąki.przez.podłoże

7 Phk przebicie.hydrauliczne.w.korpusie.wału,.także.wzdłuż.budowli.wałowych

8 Php przebicie.hydrauliczne.w.podłożu

9 rrozmycie.wału.wskutek.przesiąków.lub.przebić.w.korpusie.lub.podłożu,.prowadzące.do.przedostania.się.wody.powierzchniowej.na.zawale

przy.stanach.wody.poniżej.korony.wału

10 P przelanie.zarówno.od.strony.międzywala,.jak.i.zawala.(wody.spływające) przy.stanach.wody.powyżej.korony.wału

11 Prz przekop.dla.wód.spływających.z.zawala12 Pkp pęknięcie.podłużne.wału

13 Uinne.uszkodzenia,.najczęściej.koleiny.na.koronie.powstałe.w.czasie.akcji.przeciwpowodziowej,.uszkodzenia.darni.na.skarpach,.dróg.u.podnóża.wału,.ramp.itp.

TAbelA 3 Awarie i uszkodzenia wałów przeciwpowodziowych w 2010 r.,

wg województw

Lp. WojewództwoZda-rzenia.(A+U)

Uszkodzenia.(U)Awarie.

(A)

„Przerwania”.wg..

[świderska...]wywołane.w.wyniku.wezbrań

spowodowane.przez.dzikie.

zwierzęta

1 2 3 4 5 6 71 lubelskie 4 0 15 4 42 lubuskie 102 39 52 11 53 małopolskie 276 209 35 32 104 mazowieckie 88 45 36 7 15 opolskie 42 19 0 23 276 podkarpackie 30 4 10 16 67 podlaskie 2 0 2 0 08 śląskie 30 13 2 15 99 świętokrzyskie 32 6 6 20 1310 wielkopolskie 12 3 8 1 211 zachodnio-pomorskie 37 15 20 2 0

Razem 672 355 186 131 77

66


TAbelA 4Awarie i uszkodzenia wałów przeciwpowodziowych w 2010 r. w układzie zlewniowym

Maj-czerwiec

Inne.wezbrania Wisła Zlewnia.W..

cieki.II.rzęduZlewnia.W..

cieki.III.rzędu Odra Zlewnia.O..cieki.II.rzędu

Zlewnia.O..cieki.III.rzędu Inne

AWARIe 131 100,00% 120 11 17 19 48 27 8 12 0R.-.rozmycie 37 28,24% 22 15 8 1 7 13 5 3 0w.tym.z.przyczynkiem.dzikich.zwierząt 13 35,14%.R 12 1 8 0 3 0 1 1 0

P.-.przelanie 81 61,83% 62 19 7 17 31 14 3 9 0Prz.-.przerwanie/przekop 13 9,92% 13 0 2 1 10 0 0 0 0

USZKODZeNIA 541 100% 508 33 158 60 148 59 59 53 4Bez.przyczynku.zwierząt 307 58,81% 284 23 100 42 121 25 16 3 0Z.przyczynkiem.dzikich.zwierząt 29 5,56% 19 10 8 1 4 4 0 10 2Wywołane.tylko.przez.dzikie.zwierzęta 186 35,63% - 50 17 23 15 39 40 2

likwidowane.przerwania.wałów.nie.są.interpretowane.przez.Nadzór.jako.awarie.

Przyczyny.awarii.prezentowane.są.na.rysunku 1..Najczęściej.występującymi.przyczynami.są.przelania.(P),.stanowiące.62%.wszystkich.zdarzeń..W.drugiej.kolejności.są.rozmycia.(R),.które.w.jakiejś.części.mogą.być.powodowane.działalnością.zwierząt..Zwraca.się.jednak.uwagę,.że.brak.tu.niezbędnych.dowodów.na.taką.diagnozę,.ale.jest.ona.bardzo.prawdopodobna.

Uszkodzenia,. które. opisane. są. jako. spowodowane. jedną.przyczyną,.podano.na.rysunku 2.

Natomiast. zestawienie.uszkodzeń,.dla.których.wskazano.więcej.niż.jedną.przyczynę.wystąpienia,.przedstawiono.na.ry-sunku 3..Przyjęto.tutaj.podanie.przyczyny.zasadniczej.wraz.z.towarzyszącymi.

Dokonano.również.zestawienia.„zdarzeń”.w.układzie.zlew-niowym.(tab. 4,.rys. 4.i rys. 5)

Rys. 2. Udział pojedynczych form uszkodzeń wałów przeciwpo-wodziowych

Rys. 3. Udział wielopostaciowych przypadków uszkodzeń wałów przeciwpowodziowych

OdraWisła

Inne

Zlewnia

Wisły

– cie

ki I rz

ędu

Zlewnia

Wisły

– cie

ki II rz

ędu

Zlewnia

Odry – c

ieki I r

zędu

Zlewnia

Odry –

cieki I

I rzęd

u

0

10

20

30

40

50 48

17 19

128

0

27 Wisła13%

Zlewnia Wisły - cieki I rzędu

15%

Zlewnia Wisły - cieki II rzędu

36%

Odra21%

Zlewnia Odry - cieki I rzędu

6%

Zlewnia Odry - cieki II rzędu

9% Inne0%

Rys. 4. Rozkład awarii wałów w zlewniach Wisły i Odry

Rys. 5. Rozkład uszkodzeń wałów w zlewniach Wisły i Odry

OdraWisła

Inne

Zlewnia Wisły – cie

ki I rzę

du


ki II rzę

du

Zlewnia Odry – cie

ki I rzę

du


ki II rzę

du

200

150158

60 59 59 53

4

148

50

0

100Wisła29%

Zlewnia Wisły - cieki

I rzędu11%

Zlewnia Wisły - cieki

II rzędu27%

Odra11%

Zlewnia Odry - cieki I

rzędu11%

Zlewnia Odry - cieki

II rzędu10%

Inne1%

Osw Ps U Psp Os?Osp Z Pkp Phk Php

44 4340

3229

6 5 51 0

05

101520

25

30

35

40

45

P 62%

Prz 11%

R bez zwierząt

17%

R + dzikie zwierz.

10%

R; 27 %

Rys. 1. Procentowy udział form awarii wałów przeciwpowo-dziowych (oznaczenia jak w tabeli 2)

Osw21%

Ps21%

U20%

Psp16%

Os?14%

Osp3%

Z2%

Pkp2%

Phk1% Php

0%

41

25

1916 15

10

42

0 005

1015202530354045

Ps+inne

Os?+inne

U+inne

Psp+inn

e

Osw+in

ne

Z+inne

Pkp+inn

e

Osp+inne

Php+inn

e

Phk+inn

e

a)

Ps+inne31%

Os?+inne19%

U+inne14%

Psp+inne12%

Osw+inne11%

Z+inne8%

Pkp+inne3%

Osp+inne2%

Php+inne0%

Phk+inne0%

67


b. Udział zwierząt w obserwowanych uszkodzeniach wałów

W.relacjach.z.przebiegu.powodzi.2010.roku.wielokrotnie.podkreślano. fakt. osłabiania. konstrukcji. wałów. przeciwpo-wodziowych.przez.dzikie.zwierzęta,.głównie.bobry..Gatunek.ten.podlega. szczególnej.ochronie. i. likwidacja. skutków. jego.działalności.nastręcza.poważne.trudności. formalno-prawne,.wynikające. z. prawa. ochrony. przyrody.. Pod. naciskiem. po-szkodowanych.i.sztabów.akcji.przeciwpowodziowej.minister.środowiska.wydał.zgodę.na.odstrzał.kilkudziesięciu.osobni-ków.tego.gatunku..Niezależnie.od.prawie.całkowitej.niesku-teczności. tej. akcji. (myśliwi. bowiem. niechętnie. podejmują.się. tego. zadania. ze.względu.na. trudność. samego.odstrzału,.jak.i.koszt.zutylizowania.ciała.zwierzęcia;.uszkodzenie.futra.i. brak.popytu.na.mięso. sprawiają,. że. są.one.bezużyteczne).środowiska. proekologiczne. rozpoczęły. akcję. propagandową.ośmieszającą.problem.przez.sprowadzenie.go.do.hasła: Bobry nie są winne powodzi!

Starając.się.uzyskać.rzetelną.miarę.problemu.ankietę.roz-winięto. o. temat. uszkodzeń. wałów. przeciwpowodziowych.spowodowanych.przez.działania.dzikich.zwierząt..Charakter.tych.uszkodzeń.jest.z.punktu.widzenia.ankiety.złożony.

Po. pierwsze,. uszkodzenia. wywołane. przez. dzikie. zwie-rzęta.mają.miejsce.nie.tylko.w.okresie.powodzi,. jakkolwiek.powódź. może. je. intensyfikować,. gdyż. zagrożone. powodzią.zwierzęta.(zwłaszcza.w.okresie.rozrodu).przenoszą.się.wyżej,.na.nasypy.wałów..Ocenia.się,.że.szkody.bobrowe.powstawały.głównie.podczas.powodzi.majowej..Ciężarne.samice.wycho-dziły.na.ląd.i.szukały.miejsca.do.porodu..Podobnie.jak.zmę-czone.pływaniem.zwierzęta.z.uwagi.na.długo.utrzymujący.się.wysoki.poziom.wody.w.Wiśle.[Informacja.o…,.2010].

W. tabeli 5.podano.zestawienie. liczby.odcinków.wałów,.na.których.stwierdzono.występowanie.bobrów.oraz.liczbę.za-uważonych.nor..Podano.tu. również. szacunkowe.koszty.na-praw.wałów.uszkodzonych.przez.bobry.

Po.drugie,.uszkodzenia.te.mogą.przyczyniać.się.do.poważ-nych.incydentów,.w.tym.awarii.obwałowań,.lub.wręcz.je.wy-woływać,.ale.przebieg.incydentu.nie.zawsze.daje.możliwość.określenia. wagi. działalności. dzikich. zwierząt. w. złożonym.procesie.awarii.

Z.punktu.widzenia.statystyki.uszkodzenia.wywołane.przez.zwierzęta.przypisywano.–.zgodnie.z.informacją.pozyskaną.od.

respondenta.–.odcinkom.wałów,.licząc.takie.uszkodzenie.za.jedno,.chociaż.na.odcinku.liczba.nor.mogła.iść.w.setki.sztuk..Dla. ilustracji.–. fragment.opisu.z. jednej. z. ankiet:. „Ogółem.zainwentaryzowano. 1830. szt.. nor,. przy. czym. charaktery-styczne.jest.występowanie.znacznej.populacji.bobrów.na.te-renie.powiatu.kozienickiego. i. grójeckiego,. gdzie. liczba.nor.bobrowych.wyniosła.w.kozienickim.1647. szt.. (na.odcinku.73,673.km).i.w.grójeckim.172.szt..(na.odcinku.11,225.km)”.[Opis.uszkodzeń…,.2010]..Ponadto,.uszkodzenia.mogą.się.powtarzać.w.tym.samym.miejscu.i.być.usuwane.wielokrotnie.[Informacja.o.uszkodzeniach…,.2010].

Nie. analizowano. charakteru. uszkodzenia,. przy. czym.w.nadesłanych.opisach.potwierdzała. się.wysoce.destrukcyj-na.działalność.bobrów.i.lisów,.które.w.obwałowaniach.kopią.głębokie. i. rozgałęzione. nory. oraz. mniej. groźna. działalność.dzików,. które.niszczą.wały.płycej,. ale. na.większych. zwykle.powierzchniach..Z.tego.powodu.respondenci.podawali.naj-częściej.orientacyjną.liczbę.nor.w.przypadku.bobrów.i.lisów.oraz.powierzchnię.nasypów.zniszczoną.przez.dziki..Inne.zwie-rzęta.(nornice,.wydry,.mrówki,.krety.i.borsuki.oraz.gatunki.niezidentyfikowane),.z.racji.rzadszego.bytowania.na.wałach.lub.w.ich.pobliżu.oraz.ze.względu.na.mniejsze.wymiary,.nie.powodowały.znaczących.zniszczeń.

Z. przywołanych. powodów. szkody. wywołane. przez. dzikie.zwierzęta.podzielono.na.towarzyszące. incydentom.(uszkodze-niom. i. awariom).powodziowym.oraz. takie,.przy.których.nie.zaobserwowano.innych.form.degradacji.wałów,.a.wyłącznie.ak-tywność.dzikich.zwierząt..Pierwsza.grupa.została.pokazano.ilo-

ściowo.we.wcześniejszych.zestawieniach. tabelarycz-nych.i.wykresach..Druga.grupa. uszkodzeń. przed-stawia.się.następująco.

Udział. poszczegól-nych.gatunków.zwierząt.w. uszkodzeniach. wałów.przeciwpowodziowych.w. roku. 2010. przedsta-wiono. na. rysunku 6..Z. kolei. na. rysunku 7.pokazano. uszkodzenia.w.układzie.zlewniowym.

TAbelA 5 Zestawienie liczebności stwierdzonych nor bobrów w wałach przeciwpowodziowych w czerwcu 2010 r.

Województwo Liczba..odcinków.wałów

Liczba..nor

Koszty.napraw..razem.[zł]

Lubelskie 15 525 271.273

Lubuskie 45 1876 5.551.000

Małopolskie 50 bd bd

Mazowieckie 37 3733 1.263.625

Podkarpackie 47 68 150.176

Podlaskie 4 4 .

śląskie 3 2 31.735

świętokrzyskie 5 20 28.000

Wielkopolskie 10 311 223.800

Zachodniopomorskie 23 bd 624.055

InneDzikLisBóbr

120 119

21

39

7

100

80

60

40

20

0

Rys. 6. Rozkład uszkodzeń wałów spowodowanych przez różne gatunki dzikich zwierząt w 2010 r.

0

10

20

30

40

50 50

1723

15

39 40

2

OdraWisła

Inne


ki I rzę

du


ki II rzę

du


ki I rzę

du


ki II rzę

du

Wisła27%

Zlewnia Wisły -

cieki I rzędu

9%

Zlewnia Wisły - cieki II rzędu

12%

Odra8%

Zlewnia Odry - cieki I rzędu

21%

Zlewnia Odry - cieki II rzędu

22%

Inne1%

Rys. 7. Uszkodzenia wałów spowodowane przez dzikie zwierzę-ta w 2010 r. – podział zlewniowy

68


c. Ocena kosztów

Koszty.robót.doraźnych.zwykle.nie.są.znane.administra-torom.obwałowań,.gdyż.ponosiły.je.miejscowe.władze.samo-rządowe..W.wielu.wypadkach.działań.doraźnych.nie.podej-mowano.. Jeśli.wydatkowano.konkretne.kwoty,. to.były.one.w.ankietach.podawane.precyzyjnie,.z.dokładnością.do.groszy.lub. złotówki..Koszty.prac.odtworzenia.poprzedniego. stanu.(czasami.z.oczywistą.modernizacją),.w.przypadku.zrealizowa-nia.robót,.podawano.również.dokładnie.

W.wielu.wypadkach.naprawy.docelowe.były.dopiero.pla-nowane.lub.łączono.je.z.szerszą.modernizacją.wałów..W.ta-kich. wypadkach. koszty. tych. robót. były. zwykle. szacowane,.z.dokładnością.do.tysięcy.złotych.(np..w.województwie.ma-łopolskim).

W. tabeli 6. przedstawiono. zestawienie. kosztów. ponie-sionych. przez. wzmiuw. w. ankietowanych. województwach.w.związku.z.usuwaniem.awarii.i.uszkodzeń.spowodowanych.przez.wezbrania.w.maju.i.czerwcu.2010.roku.oraz.uszkodzeń.wywołanych.w.tym.samym.roku.działalnością.dzikich.zwie-rząt..W.zestawieniu.pojawia.się.województwo.dolnośląskie,.które.wprawdzie.nie.odpowiedziało.na.ankietę,.ale.dane.go.dotyczące. są. dostępne. w. opracowaniu. [Dorzecze. Odry…,.2011].

W.tabeli 7.podano.rozkład.kosztów.poniesionych.na.usu-wanie.uszkodzeń.wałów.spowodowanych.przez.dzikie.zwie-rzęta.w.rozbiciu.na.gatunki.zwierząt.

Na. rysunku 8. przedstawiono. porównanie. liczby. zgło-szonych. zdarzeń. (awarii. i. uszkodzeń. wałów). w. roku. 2010.

TAbelA 6 Zestawienie kosztów usuwania skutków awarii i uszkodzeń wałów

przeciwpowodziowych w województwach w 2010 r.

Lp.

Woj

ewód

ztw

o

Łącz

ne.k

oszt

y.na

praw

. .(m

ln.zł

)

Kos

zty.

napr

aw. .

poaw

aryj

nych

(mln

.zł)

Kos

zty.

napr

aw. .

poaw

aryj

nych

(%.w

szys

tkic

h.ko

sztó

w)

Kos

zty.

napr

aw. .

uszk

odze

ń..

(mln

.zł)

Kos

zty.

napr

aw. .

uszk

odze

ń..

(%.w

szys

tkic

h.ko

sztó

w)

Kos

zty.

napr

aw.u

szko

dzeń

. .sp

owod

owan

ych.

prze

z. .dz

ikie

.zwie

rzęt

a.(m

ln.zł

)

Kos

zty.

napr

aw.u

szko

dzeń

. .sp

owod

owan

ych.

prze

z.dzik

ie. .

zwie

rzęt

a.(%

.wsz

ystk

ich.

kosz

tów

)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 dolnośląskie 58,10 - - - - - -

2 lubelskie 21,89 18,53 84,66% 3,09 14,10% 0,27 1,24%

3 lubuskie 184,37 11,46 6,22% 168,49 91,39% 4,41 2,39%

4 małopolskie 336,00 40,89 12,17% 295,11 87,83% 0,00 0,00%

5 mazowieckie 38,70 9,90 25,58% 27,31 70,58% 1,49 3,85%

6 opolskie 17,86 5,71 31,97% 12,15 68,03% 0,00 0,00

7 podkarpackie 29,39 28,65 97,48% 0,59 2,01% 0,15 0,51%

8 podlaskie brak.danych

9 śląskie 34,52 24,79 71,82% 9,71 28,12% 0,02 0,06%

10 świętokrzyskie 33,13 23,05 69,56% 10,03 30,29% 0,05 0,15%

11 wielkopolskie 11,82 0,25 2,07% 11,38 96,26% 0,20 1,66%

12 zachodnio-.pomorskie 5,30 0,43 8,20% 4,37 82,39% 0,50 9,42%

. Suma 771,07 163,65 22,95% 542,23 76,05% 7,09 1,00%

Rys. 8. Zgłoszone zdarzenia (awarie i uszkodzenia wałów) w roku 2010 (a) oraz koszty napraw zaistniałych zniszczeń (b)

Rys. 9. Zgłoszone uszkodzenia wałów w wyniku działalności dzikich zwierząt w roku 2010 (a) oraz koszty napraw zaistnia-

łych zniszczeń (b)

Małopolskie42%

Lubuskie15%

Mazowieckie13%

Opolskie6%

Zachodnio-pomorskie

6%

Świętokrzyskie5%

Podkarpackie5%

Lubelskie3%

Wielkopolskie2%Podlaskie

0%Śląskie4%

Małopolskie43%

Lubuskie24%

Dolnośląskie8%

Mazowieckie5%

Śląskie4%

Świętokrzyskie4%

Podkarpackie4%

Lubelskie3% Opolskie

2%

Wielkopolskie2%Zachodnio-

pomorskie1% Podlaskie

brak danych

TAbelA 7Koszty napraw uszkodzeń wałów przeciwpowodziowych

spowodowanych w roku 2010 przez dzikie zwierzęta, według gatunków

Lp. Gatunek Łączne.koszty.napraw.[zł] Koszty.napraw.[%]

1 2 3 4

1 bóbr 6.299.137 88,85

2 lis 146.575 2,07

3 dzik 32.700 0,46

4 inne 611.600 8,63

. Suma 7.090.012 100,00

z. kosztami. napraw. zaistniałych. zniszczeń.. Na. rysunku 9.przedstawiono.analogiczne. zestawienie.dla. szkód. spowodo-wanych.wyłącznie.przez.dzikie.zwierzęta.

Wnioski

Dane. ilościowe. i. jakościowe. zebrane. w. wyniku. ankiety.ukazują.obraz.stanu.technicznego.wałów.przeciwpowodzio-wych,.który.wielokrotnie.określany.był.już.jako.niezadowa-lający.. Ważnym. spostrzeżeniem. z. ankiety. oraz. opracowań.powstałych. po. powodzi. 2010. r.. jest. konstatacja. braku. sa-tysfakcjonującej. korelacji. między. oceną. stanu. wału. przed.powodzią. a. lokalizacją. występujących. awarii.. Wynika. to.z.wielu.powodów:.niedostatecznego.zakresu.badań.diagno-stycznych.(zarówno.co.do.długości.objętych.nimi.wałów,.jak.i.rodzajów.podjętych.badań.i.ich.liczby),.niedoskonałości.sa-

Inne21%

Dzik 4%

Lis11%

Bóbr64%

Inne9%

Lis2%

Bóbr89%

Dzik0%

a) b)

a) b)

69


ny.stan.dróg.przywałowych,.niezbędnych.w.przypadku.pro-wadzenia.akcji.przeciwpowodziowej..Jak.wskazano.w.ocenie.stanu. technicznego. obwałowań,. na. znacznych. odcinkach.wałów.brak.jest.dróg.przywałowych.i.dróg.dojazdowych.do.wałów..Istniejące.drogi.na.ławkach.przywałowych,.z.uwagi.na.najczęściej. stosowaną.nawierzchnię. tłuczniową.na.pod-budowie.o.zbyt.małej.grubości,.po.przejściu.wielkich.wód.w.większości.zostały.uszkodzone,.w.wyniku.poruszania. się.po.nich.sprzętu.niezbędnego.do.akcji.przeciwpowodziowej”.[Opis.uszkodzeń…,.2010].

Zaprezentowana.ankieta.i.jej.wyniki.są.obarczone.pewny-mi.błędami,.wynikającymi.m.in..z.różnego.stopnia.precyzji.opisu.technicznego.zachodzących.zdarzeń.ze.strony.respon-dentów..Zadawane.pytania.pozostawiły.możliwość.zbyt.ob-szernej.interpretacji.

W. przypadku. podjęcia. kolejnej. ankietyzacji,. należy. do-łożyć.starań.na.rzecz.uzyskania.jednolitych.odpowiedzi.(np..poprzez. przedstawienie. graficznego. pola. wyboru. znanych.form.uszkodzeń).

Inwentaryzacja.zaistniałych.w.czasie.wezbrań.zdarzeń.do-tyczących. wałów. przeciwpowodziowych. na. terenie. całego.kraju.pozwoliłaby.na.doskonalszą.analizę.przyczyn.i.skutków.wystąpienia.tych.incydentów,.stwarzając.tym.samym.szansę.na.zapobieganie.awariom.i.uszkodzeniom.omawianych.bu-dowli.hydrotechnicznych.

LITErATUrA

1.. Boguta. L.,. Łoś. M.:. 2010.. Wielka. woda. na. Wiśle. Lubelskiej. w. maju.i.czerwcu.2010.r..Wiadomości.Melioracyjne.i.Łąkarskie.nr.4,.s..171-178

2.. Bortkiewicz. A.,. Marecki. J.:. 2010.. Awarie. wałów. przeciwpowodzio-wych.Wisły.na.terenie.województwa.lubelskiego..Wiadomości.Melio-racyjne.i.Łąkarskie.nr.4,.s..179-183

3.. Borys.M.:.2002..Stan.wałów.przeciwpowodziowych.przed.powodzią.2001..Gospodarka.Wodna.2,.s..63-70

4.. Dorzecze. Odry.. Monografia. powodzi. 2010.. Red.. M.. Maciejewski,.M..Ostojski,.T..Tokarczyk..IMGW,.Warszawa.2011

5.. Dorzecze.Wisły..Monografia.powodzi.maj-czerwiec.2010..Red..M..Ma-ciejewski,.M..Ostojski,.T..Walczykiewicz..IMGW,.Warszawa.2011

6.. Flood.and.Coastal.Defence.Project.Appraisal.Guidance..Approaches.to.Risk..Ministry.of.Agriculture..Fisheries.and.Food..February.2000..UK

7.. Fundamentals.on.Water.Defence..Technical.Advisory.of.Committee.on.Water.Defences..January.1998..The.Netherlands

8.. Informacja.o.uszkodzeniach.wałów.spowodowanych.przez.dzikie.zwie-rzęta.w.2010.r..Rzeka.Wisła,.Dolina.Czerska.i.Dolina.Moczydłowska..Plik.011..Warszawa:.WZMiUW

9.. Informacja.o.uszkodzeniach.wałów.spowodowanych.przez.dzikie.zwie-rzęta.w.2010.r..Lewostronny.wał.rzeki.Narew.odc..Nowy.Dwór.Maz..Dębe,.gmina.Wieliszew..Plik.002..WZMiUW.Warszawa..Inspektorat.Nowy.Dwór.Mazowiecki

10.. Jakimiuk. S.:. 2010.. Powódź. w. maju. i. czerwcu. 2010. roku. na. Wiśle.w.granicach.województwa.lubelskiego..Wiadomości.Melioracyjne.i.Łą-karskie.nr.4,.s..166-170

11.. Mioduszewski.W.:.2010..Ochrona.przed.powodzią..Wiadomości.Me-lioracyjne.i.Łąkarskie.nr.4,.s..152-159

12.. Opis.uszkodzeń.obwałowań.w.wyniku.wezbrań.powodziowych.w.maju.i.czerwcu.2010.r..Plik.002-1..WZMiUW.Warszawa..Oddział.w.Rado-miu..Inspektoraty.w.Zwoleniu,.Kozienicach.i.Grójcu

13.. Powódź.2010..Materiały.Konferencji..Warszawa:.IMGW,.201014.. świderska.I.,.Lebiecki.P.:.2011..Stan.bezpieczeństwa.budowli.piętrzą-

cych.wodę.w.Polsce.na.koniec.2009.roku..XXV.Konferencja.Nauko-wo-Techniczna.„Awarie.Budowlane.2011”..Międzyzdroje.24-27.maja.2011..t..1,.s..283-290

n

mych.metod.badawczych.i.wnioskowania.na.ich.podstawie,.zmian.stanu.wałów.w.okresie.między.badaniami.(szczególnie.duża.zmienność.wiąże.się.z.działalnością.dzikich.zwierząt)..Wszystko. to. potwierdza. ograniczoność. i. losowy. charakter.kontroli.prewencyjnej..Dlatego.należy.dążyć.do.wdrożenia.ciągłej.kontroli.stanu.wałów,.w.tym.przede.wszystkim.w.za-kresie. zjawisk. filtracyjnych. i. w. okresach. wezbrań. w. czasie.rzeczywistym.

W.odniesieniu.do.uciążliwych.i.często.groźnych.w.swoich.konsekwencjach.tzw..szkód.bobrowych.respondenci.przeka-zywali.swoje.doświadczenia.w.zakresie.metod.przeciwdziała-nia. takim. uszkodzeniom.. Spostrzeżenia. te. mają. szczególne.znaczenie,.zwłaszcza.wobec.medialnie.nagłaśnianych,.łagod-nie. mówiąc. niefortunnych. pomysłów. przyrodników,. gdyż.bazują.na.praktyce.i.wynikającym.z.niej.doświadczeniu..Oto.przykłady.

W. wyniku. analizy. miejsc. wykonania. nor. przez. bobry.stwierdzono,.że.uszczelnienie.skarpy.odwodnej.matą.ben-tonitową. stanowi. pewną. przeszkodę. przy. drążeniu. nor,.które. ograniczone. są. do. około. jednometrowej. warstwy.przykrywającej.matę.bentonitową..Jednak.z.uwagi.na.nie-możność. „przejścia”. w. głąb. korpusu,. nory. te. są. rozległe.powierzchniowo.. Zabezpieczenie. siatką. metalową. wbu-dowaną.w.korpus,.z.uwagi.na.jej.lokalizację.bezpośrednio.pod.darnią,.zapobiegło.uszkodzeniom.korpusu.wału.[Opis.uszkodzeń…,.2010].

Uszkodzenia.spowodowane.przez.bobry.wymagały.często.dowozu.ziemi.w.ilości.od.0,5.do.10.m3,.różna.jest.również.powierzchnia.skarpy.wału.objęta.uszkodzeniem,.niekiedy.są.to. punktowe. uszkodzenia. wymagające. rozkopania. na. po-wierzchni. ok.. 2-3. m2,. często. jednak. obejmują. całą. skarpę.odwodną.i.częściowo.koronę.na.powierzchni.ok..20-30.m2..Naprawy.polegały.na:−. rozkopaniu. nory. ze. złożeniem. obok. gruntu. z. wykopu.

i.odłożeniem.osobno.darniny,−. zasypaniu. nory. z. ubijaniem. gruntu. warstwami. ziemią.

z.rozkopania,−. dowozie,. dodatkowo,. gruntu. piaszczysto-gliniastego. na.

całkowitą.zabudowę.miejsca.uszkodzonego,.jego.wbudo-wanie.z.ubiciem,

−. obsiewie.skarpy.i.korony.w.miejscu.wykonanej.naprawy.lub.jej.darniowanie.Przy.rozproszonych.na.całej.długości.wału.uszkodzeniach.

nie. ma. możliwości. wykonania. zabezpieczenia. skarpy,. np..siatką.. Takim. zabezpieczeniem. powinny. być. obejmowane.większe.odcinki.wału.na.całej.szerokości.skarpy.[Informacja.o.uszkodzeniach…,.2010].

Podjęto. także. problem. oceny. stosowanych. sposobów.modernizowania. wałów. przeciwpowodziowych. oraz. brak.towarzyszących. im. działań. służących. m.in.. ułatwieniu. do-stępu.do.wału.w.czasie.akcji.przeciwpowodziowej:.„Ponadto.z.uwagi.na.długotrwałość.stanów.powodziowych.i.utrzymy-wanie. się. przez. okres. 4. tygodni. stanów. wody. przekracza-jących. stany. ostrzegawcze. zaobserwowano. zjawiska. nad-miernej.filtracji.przez.korpusy.i.podłoża.wałów..Zjawiska.te.były.znacznie.ograniczone.na.odcinkach.wałów,.gdzie.była.wykonana.modernizacja.z.zastosowaniem.uszczelnienia.kor-pusu. wału. matą. bentonitową,. a. podłoża. przesłoną. bento-nitowo-cementową..Zatem.ta.metoda.modernizacji.wałów,.jako.sprawdzona.w.ekstremalnych.warunkach.powinna.mieć.zastosowanie.na.następnych.odcinkach.wału.wymagających.odbudowy..Zwrócić.należy.uwagę.również.na.niedostatecz-

70


Dr.inż..JóZEF.LIPIńSKIInstytut.Technologiczno-Przyrodniczy.w.Falentach

Potrzeby intensyfikacji produkcji rolnej poprzez melioracje

Wstęp

Zadaniem.rolnictwa.jest.zaspokojenie.potrzeb.żywnoś-ciowych. naszego. kraju. oraz. w. miarę. możliwości. eksport.produktów.rolnych.w.celu.poprawy.bilansu.obrotów.han-dlowych.z. innymi.krajami..Rozwój. rolnictwa. i.przetwór-stwa. rolno-spożywczego. związany. jest. też. z. tworzeniem.nowych.miejsc.pracy,.co.przekłada.się.na.zmniejszenie.bez-robocia.

Wolumen.produkcji.rolnej.można.zwiększyć.poprzez.wy-korzystanie. ugorów,. albo. poprzez. intensyfikację. produkcji,.której.podstawą.jest.rozwój.genetyczny.roślin,.podwyższanie.poziomu.agrotechniki.(nawożenie,.ochrona.przed.szkodnika-mi.i.chorobami).oraz.melioracje..Warunkiem.konkurencyj-ności.polskiego. rolnictwa.na. rynku.międzynarodowym.jest.produkcja.towarów.wysokiej.jakości.–.dotyczy.to.szczególnie.upraw.ogrodniczych.(jabłka,.truskawki,.warzywa),.której.nie.można.osiągnąć.bez.odpowiedniej.agrotechniki. i.zapewnie-nia.roślinom.właściwego.uwilgotnienia.gleby.

Celem.artykułu.jest.analiza.wykorzystania.rolniczej.prze-strzeni.produkcyjnej,.plonowania.roślin.i.rozmiarów.produk-cji. rolnej,. a. także.bilansu.obrotów.w.handlu.zagranicznym.ogółem. oraz. towarami. rolno-spożywczymi.. Analiza. zmian.plonowania.roślin.prowadzona.jest.w.aspekcie.potrzeby.in-tensyfikacji.produkcji. rolnej.poprzez.melioracje. i. obejmuje.okres.od.roku.1990.–.po.którym.nastąpił.regres.w.meliora-cjach.użytków.rolnych.–.do.roku.2009.

Użytkowanie przestrzeni rolniczej

Powierzchnia.użytków.rolnych.w.roku.1980.zmniejsza.się.z.18.844,8.tys..ha.do.16.119,6.tys..ha.w.2009.r..Spadek.po-wierzchni.odnosi.się.głównie.do.gruntów.ornych.i.pastwisk..W. analizowanym. okresie. ich. powierzchnia. zmniejszyła. się.kolejno.o.2444,7.tys..ha.(z.14.588,3.na.12.113,6).i.o.786,1.tys..ha.(z.1502,7.na.716,6)..Powierzchnia.łąk.zasadniczo.nie.zmieniła.się,.a.sadów.wzrosła.z.277,1.do.331,4.tys..ha.

W.tabeli 2.zaprezentowano.wykorzystanie.gruntów.or-nych.i.jego.zmiany.od.1980.roku..Z.zestawienia.wynika,.że.zmniejszyła.się.drastycznie.powierzchnia.uprawy.ziem-niaków. z. 2343,7. tys.. ha. w. roku. 1980. do. 488,7. tys..ha.w.2009.r.,.buraków.cukrowych.odpowiednio.z.466,6.na.199,9.tys..ha.oraz.warzyw.z.283.na.178,8.tys..ha..Wzrosła.natomiast.powierzchnia.uprawy.zbóż.z.7846,5.(rok.1980).do.8582,6.tys..ha.(rok.2009).oraz.rzepaku.i. rzepiku.ko-lejno.z.319,8.do.810.tys..ha..Zmniejszyła.się.nieznacznie.powierzchnia.odłogów.i.ugorów,.która.w.roku.2000.wy-nosiła.1288,9.tys..ha,.a.w.2006.–.984,0.tys..ha..W.kolej-nych. latach,. ich. areał. wynosił. w. granicach. 413,1-462,8.tys.. ha. (tab.. 2),. ale. ze. względu. na. zmianę. sposobu. ewi-dencjonowania. gruntów. odnosi. się. on. tylko. do. ugorów.(tj.. gruntów.niewykorzystanych.produkcyjnie,. ale.w.do-brej.kulturze.rolnej)..Dodatkowo.w.tym.czasie.wydzielo-

TAbelA 1Powierzchnia użytków rolnych według użytkowania (tys. ha)

[GUS, 1981-2010]

Rok Powierzchnia.UR.ogółem

Grunty.orne Sady Łąki Pastwiska Grunty.

pozostałe

1980 18.844,8 14.588,3 277,1 2476,7 1502,7

1985 18.722,4 14.474,8 262,5 2480,7 1504,4

1990 18.539,1 14.311,0 268,8 2426,7 1532,6

1995 17.934,3 13.885,8 278,6 2272,2 1497,7

2000 17.812,3 13.683,5 256,7 2502,8 1369,3

2001 17.787,8 13.666,0 258,1 2492,2 1371,5

2002 16.899,3 13.066,5 271,0 2531,3 1030,5

2003 16.169,4 12.650,5 250,4 2340,8 927,7

2004 16.327,4 12.684,6 277,6 2390,0 975,1

2005 15.906,0 12.222,0 296,5 2529,2 858,3

2006 15.957,3 12.449,3 292,4 2390,2 825,5

2007 16.177,1 11.869,1 336,8 2497,4 773,8 699,9

2008 16.154,3 12.093,8 329,4 2450,3 734,1 546,6

2009 16.119,6 12.113,6 331,4 2463,1 716,6 495,0

TAbelA 2Wykorzystanie gruntów ornych (tys. ha) [GUS, 1981-2010]

Rok Grunty.orne

Ugory.i.odłogi Zboża Ziemniaki Buraki.

cukroweRzepak.i.rzepik Warzywa

1980 14.588,3 7846,5 2343,7 466,6 319,8 268,3

1985 14.474,8 8205,0 2095,1 436,4 467,0 241,1

1990 14.311,0 8530,8 1835,3 440,2 500,4 254,6

1995 13.885,8 913,5 8571,2 1522,4 384,5 606,4 279,2

2000 13.683,5 1288,9 8813,6 1250,6 333,1 436,8 247,7

2001 13.666,0 8820,2 1194,2 317,5 443,2 239,9

2002 13.066,5 2302,2 8293,7 803,4 303,0 439,0 171,3

2003 12.650,5 1399,2 8165,7 765,8 286,3 426,3 198,4

2004 12.684,6 1762,0 8380,9 713,3 292,4 538,2 207,8

2005 12.222,0 1028,6 8328,8 588,2 286,2 550,2 166,1

2006 12.449,3 984,0 8387,5 597,2 262,0 623,9 197,9

2007 11.869,1 413,1x 8348,1 549,4 247,4 796,8 185,1

2008 12.093,8 462,8x 8604,4 529,5 213,5 771,1 169,0

2009 12.113,6 414,8x 8582,6 488,7 199,9 810,0 178,8x.grunty.ugorowane,.tj..niewykorzystane.produkcyjnie,.ale.w.dobrej.kulturze.rolnej

no.grunty.pozostałe.(tab. 1),.które.odnoszą.się.do.grun-tów. ornych,. sadów. oraz. łąk. i. pastwisk. nieużytkowanych.i.niebędących.w.dobrej.kulturze.rolnej..Ich.powierzchnia.w. 2009. roku. wynosiła. 495,0. tys.. ha..Tak. więc,. w. roku.2009,.około.900.tys..ha.użytków.rolnych.nie.było.wyko-rzystanych.produkcyjnie.

71


Zmiany plonowania wybranych ziemiopłodów w okresie 1990-2009

średnie.plony.wybranych.ziemiopłodów.w.Polsce,.na.tle.średnich.krajowych.opadów. i. zużycia.nawozów.z.dwudzie-stolecia.1990-2009.przedstawiono.w.tabeli 3..Wynoszą.one,.w.przypadku.ziemniaków.178,2.q∙ha-1.(odchylenie.standar-dowe.23,2),.buraków.cukrowych.394,4.q∙ha-1.(66,3),.kapusty.368,5.q∙ha-1.(45,5).i.pszenicy.36,2.q∙ha-1.(3,7).Współczyn-nik. zmienności. plonowania. roślin. zawiera. się. w. granicach.0,1-0,17..Zestawione.dane.nie.wynikają.ze.ścisłych.doświad-czeń. polowych. obrazujących. zależność. pomiędzy. opadami.i. nawożeniem,. a.plonowaniem. roślin..Mają.więc. charakter.poglądowy,.niemniej.jednak.można.dostrzec.pewne.związki.pomiędzy.średnimi.opadami.w.kraju.a.plonowaniem.roślin.

Najniższe. plony. ziemniaków. (168. q∙ha-1),. buraków. cu-krowych. (294.q∙ha-1),. kapusty.246.q∙ha-1). i. pszenicy. (30,6.q∙ha-1). uzyskano. w. roku. 1992,. który. był. trzecim. z. kolei.w.serii.lat.suchych.(opady.w.latach.1990-1992.zawierały.się.w.granicach.538-578.mm,.przy.średniej.z.dwudziestolecia.–.629.mm)..W.roku.2003,.kiedy.zanotowano.najniższe.opady.w.analizowanym.okresie,.spadek.plonów.nie.był.aż.tak.dra-styczny,.ze.względu.m.in..na.to,.że.w.roku.poprzedzającym.

(2002).opady.były.relatywnie.wysokie.–.673,3.mm..Kolejna.obniżka.plonów.miała.miejsce.w.roku.2006.(opady.w.roku.2006.wynosiły.624,1.mm,.a.w.2005.–.580,3.mm),.ale.odno-siła.się.tylko.do.ziemniaków.i.pszenicy.

Tendencję.wzrostową.plonowania.roślin.obserwuje.się.wraz.z.upływem.czasu.(rys. 1.i.2).pomimo.praktycznie.zaniecha-nia.melioracji.rolnych.po.1990.roku..Wyjątkiem.są.ziemniaki,.wobec.których,.w.analizowanym.dwudziestoleciu,.nie.zaob-serwowano. istotnej. tendencji. zmian.plonowania.oraz. siano,.którego.plony.spadają..Wzrost.plonów.niektórych.roślin.wy-nika.częściowo.z.rezygnacji.wykorzystania.gleb.najsłabszych.

Przychody i rozchody wybranych ziemiopłodów w Polsce

Zaprezentowane.w.poprzednim.rozdziale.zmiany.w.struk-turze.zasiewów.i.użytkowania.gruntów,.są.wynikiem.dosto-sowania.produkcji.do.popytu..Pomimo.iż.około.900.tys..ha.użytków. rolnych.nie. jest.produkcyjnie.wykorzystywane,. to.wolumen. produkcji. roślinnej. pokrywa. krajowe. potrzeby,.a.często.je.przekracza.

W. przypadku. zbóż. podstawowych,. w. roku. rolniczym.2008/09.(tab. 4),.produkcja.wyniosła.25.738.tys..ton,.a.zużycie.krajowe.24.781.tys..ton..Eksport.był.nieco.większy.(2172.tys..ton).niż.import.(1528.tys..ton)..Jednak.w.latach.poprzednich.re-lacje.były.mniej.korzystne.–.import.przeważał.nad.eksportem.

W.przypadku.ziemniaków.produkcja.w.latach.2006/07-2008/09.była.wyższa.od.spożycia,.a.eksport.nieco.większy.od.importu.(tab..4).–.w.roku.rolniczym.2008/09.o.około.200.

TAbelA 3Plony wybranych ziemiopłodów, na tle opadów i zużycia nawozów

[GUS, 1991-2010]

Rok Opadymm

NPKkg∙ha-1

Plony.q∙ha-1

pszenica ziemniaki buraki.cukrowe kapusta rzepak.

i.rzepik

1990 578 163,9 39,6 198 380 335 24,1

1991 538 95,1 38,0 168 316 335 22,3

1992 545 62,1 30,6 133 294 246 18,2

1993 606 65,8 33,3 206 392 353 17,1

1994 644 71,1 31,4 136 292 293 20,4

1995 655 79,7 36,0 164 346 336 22,7

1996 620 84,5 34,6 203 394 383 15,9

1997 636 88,3 32,1 159 348 366 18,7

1998 704 89,6 36,2 200 379 396 23,6

1999 639 87,4 35,0 157 338 361 20,8

2000 630,9 85,8 32,3 194 394 392 21,9

2001 743,4 90,8 35,3 162 358 369 24,0

2002 673,3 93,2 38,5 193 443 440 21,7

2003 489,3 93,6 34,0 179 410 389 18,6

2004 621,5 99,3 42,8 196 428 424 30,3

2005 580,3 102,4 39,5 176 416 377 26,3

2006 624,1 123,3 32,4 150 438 351 26,5

2007 719,2 121,8 39,4 207 513 397 26,7

2008 648,6 133,0 40,7 191 465 405 27,3

2009 683 118,0 41,7 191 543 421 30,8

średnia 629 97,4 36,2 178,2 394,4 368,5 22,9

Minimum 489 62,1 30,6 133,0 292,0 246,0 15,9

Maksimum 743 163,9 42,8 207,0 543,0 440,0 30,8

Odchyleniestandardowe 62 24,4 3,7 23,2 66,3 45,7 4,2

Współczynnik.zmienności. 0,10 0,25 0,10 0,13 0,17 0,12 0,20

0

100

200

300

400

500

600

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

Rok

Plo

ny, g

/ha

ziemniakiburaki cukrowekapustaLiniowy (ziemniaki)Liniowy (buraki cukrowe)Liniowy (kapusta)

Rys. 1. Zmiany plonowania ziemniaków, buraków cukrowych i kapusty w okresie 1990-2009

Rys. 2. Zmiany plonowania pszenicy, siana oraz rzepaku i rze-piku w okresie 1990-2009

0

10

20

30

40

50

60

70

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

Rok

Plon

, q/ha

pszenicarzepaksianoLiniowy (pszenica)Liniowy (siano)Liniowy (rzepak)

72


TAbelA 7Obroty handlu zagranicznego wyrobami przemysłu spożywczego

i produktami rolnictwa (ceny bieżące) na tle obrotów ogółem [GUS, 2010]

Wyszczególnienie2007 2008 2009 2007 2008 2009

w.milionach.złotych w.odsetkach

IMPORT

OGÓŁeM 456 828,4 497 028,3 463 382,6 100,0 100,0 100,0

w.tym:Przetwory.spożywczeZwierzęta.żywe.i.produkty.pochodzenia.zwierzęcegoProdukty.pochodzenia.roślinnegoTłuszcze.i.oleje

12.746,7.

6601,0..

9797,7..

1473,3

13.936,4.

8827,0..

11.161,2..

2005,2

16.559,2.

11.035,3..

10.738,9..

1760,7

2,8.

1,4..

2,1..

0,3

2,8.

1,8..

2,2..

0,4

3,6.

2,4..

2,3..

0,4

eKSPORT

OGÓŁeM 386 555,6 405 383,1 423 242,0 100,0 100,0 100,0


16.433,3.

13.526,0..

7383,1..

935,4

18.023,7.

14.239,9..

7498,2..

1061,1

22.728,7.

15.666,6..

10.116,0..

1105,1

4,3.

3,5..

1,9..

0,2

4,4.

3,5..

1,8..

0,3

5,4.

3,7..

2,4..

0,3

SAlDO ObROTÓW

OGÓŁeM -70 272,8 -91 645,2 -40 140,6 x x x


3686,6.

6925,0..

-2414,6..

-537,9

4087,3.

5412,9..

-3663,0..

-944,1

6169,5.

4631,5..

-622,9..

-655,6

x.x..x..

x

x.x..x..

x

x.x..x..

x

Saldo.obrotów.produktami.rolnymi

7659,1 4893,1 9522,5

TAbelA 4Przychód i rozchód zbóż i ziemniaków [GUS, 2010]

Wyszczególnienie2006/07 2007/08 2008/09 2006/07 2007/08 2008/09

zboża.podstawowe ziemniakiw.tysiącach.ton

Przychód 25 698 26 887 27 333 9333 12 020 10 701

Produkcja 20.454 25.318 25.738 8982 11.791 10.462Import 2500 1549 1528 351 229 239Zmniejszenie.zapasówa 2744 20 67 – – –

Rozchód 25 698 26 887 27 333 9333 12 020 10 701

Eksport 895 878 2172 393 408 441Zużycie.krajowe 24.803 26.009 24.781 8940 11.612 10.260siew/sadzenie 1711 1737 1751 1395 1360 1220straty 950 1015 1052 781 950 900spasanie 15.535 15.003 15.241 1646 3964 2887zużycie.przemysowec 1315 1380 1550 517 723 753

w.tym.na.skrobię 120 130 160 420 650 670spożycie 5292 5247 5187 4601 4615 4500

Zwiększenie.zapasówb – 1627 380 – – –

a.–.Łącznie.z.przeznaczonymi.na.przetwory..b.–.zapasy.w.przetwórstwie.przemysłowym.i.w.handlu;.łącznie.z.zapasami.w.gospodarstwach.rolnych..c.–.bez.przemiału.zbóż

TAbelA 5Przychód i rozchód owoców i warzyw [GUS, 2010]

Wyszczególnienie

2006/07 2007/08 2008/09 2006/07 2007/08 2008/09

warzywa owoce

w.tysiącach.ton

Przychód 5439 6080 5589 4076 2923 4912

Produkcja 5120 5710 5203 3211 1684 3826

Import 319 370 386 865 1239 1086

Rozchód 5439 6080 5589 4076 2923 4912

Eksport 706 989 844 692 641 1042

Zużycie.krajowe 4733 5091 4745 3384 2282 3870

straty 589 611 513 358 253 462

spasanie 56 82 32 – – –

spożycie 4088 4398 4200 2930 1973 3343

zużycie.przemysowe – – – 96 56 65

TAbelA 6Przychód i rozchód mleka [GUS 2010]

Wyszczególnienie2007 2008 2009

w.milionach.litrów

Przychód 12 332 12 807 12 930

Produkcja 11.744 12.063 12.085

Import 588 644 792

Zmniejszenie.zapasówa – 100 53

Rozchód 12 332 12 807 12 930

Eksport 2546 2999 2732

Zużycie.krajowe 9623 9808 10.198

straty 24 24 24

spasanie 550 550 500

spożycie 9049 9234 9674

zwiększenie.zapasówb 163 – –

a.Łącznie.z.przeznaczonym.na.przetwory..b.Zapasy.w.przetwórstwie.przemy-słowym.i.w.handlu.

litrów.. W. latach. 2007-2009. importowaliśmy. w. granicach.588-792,.a.eksportowaliśmy.od.2546.do.2999.milionów.li-trów.(tab. 6).

tys..ton..W.przypadku.warzyw.(tab. 5),.produkcja.krajowa.w.latach.2006/07.i.2008/09.była.wyższa.od.spożycia,.a.eks-port.przeważał.nad.importem.–.w.roku.rolniczym.2008/09.wynosiły.one.kolejno.844.i.386.tys..ton.

Produkcja. owoców,. w. analizowanym. okresie,. była. nie-co.niższa.od.spożycia,.a.import.wyższy.od.eksportu..Jednak.w.roku.rolniczym.2008/09.różnica.ta.zmniejszyła.się.do.44.tys.. ton..W.roku. rolniczym.2007/08.eksport.wynosił.641,.a.import.1239.tys..ton..Rok.2007.był.bardzo.niekorzystny.dla.produkcji.owoców.(przymrozki),.bo.produkcja.na.pozio-mie.1684.tys..ton.(tab. 5.).była.niższa.o.66%.od.tej.z.roku.2008/09,.kiedy.wyniosła.3826.tys..ton.

Produkcja.mleka.w.Polsce.oscyluje.wokół.12,0.miliardów.litrów. na. rok. przy. zużyciu. krajowym. 9,6-10,2. miliardów.

73


Saldo obrotów handlu zagranicznego towarami rolno-spożywczymi

Krajowy.eksport.ogółem.w.roku.2009.wynosił.423,2.mld.zł,.a.import.463,4.mld.zł.(ceny.bieżące)..W.porównaniu.z.ro-kiem.poprzednim.eksport.wzrósł.o.4,4%,.natomiast.import.zmniejszył. się.o.6,8%..W.wyniku.tych.zmian.odnotowano.wyraźną.redukcję.deficytu.wymiany.handlowej,.który.w.po-przednich. dwóch. latach. wykazywał. dynamiczną. tendencję.wzrostową.. Ujemne. saldo. (rok. 2009). kształtowało. się. na.poziomie. -40,1. mld. zł,. podczas. gdy. w. 2008. r.. wynosiło. -91,6.mld.zł,.a.w.2007.r..-70,3.mld.zł.[GUS,.2010]..Jednak.w.roku.2010.ujemne.saldo.obrotów.bieżących.znowu.wzro-sło.w.stosunku.do.roku.2009,.bo.wyniosło.55,1.mld.zł.

W.sektorze.produktów rolno-spożywczych.obroty.han-dlowe.w.roku.2010.zamknęły.się.dodatnim.saldem.w.wyso-kości. 10. 333,0. mln. zł,. a. udział. produktów. rolno-spożyw-czych.w.eksporcie.ogółem.wyniósł.11,2%,.natomiast.w.im-porcie. ogółem. 8,1%. [GUS,. 2011].. W. latach. poprzednich.–. 2007÷2009,. saldo. zagranicznej. wymiany. handlowej.było. również. dodatnie. i. wynosiło. kolejno. 7659,1,. 4893,1.i.9522,6.mln.zł.(tab. 7)..Jednak.wymiana.handlowa.produk-tami.pochodzenia.roślinnego.oraz.tłuszczami.i.olejami.miała.saldo.ujemne..W.grupie.produktów.pochodzenia. roślinne-go,.w.roku.2008.zaimportowano.towary.za.11.161,2.mln.zł,.a.wpływy.z.eksportu.wyniosły.7498,2.mln..zł.(saldo.minus.3663.mln.zł),.a.w.roku.2009.kolejno.10.738,9.i.10.116.mln.zł.(saldo.minus.622,9.mln..zł)..Liczony.w.cenach.stałych.eks-port.w.2009.roku.w.stosunku.do.roku.2008.wzrósł.o.31,2%,.a.import.spadł.o.7,9%.

W. roku. 2008. saldo. obrotów,. choć. dodatnie,. to. jednak.było.najniższe.w.okresie.2007-2010,.czego.główną.przyczyną.był.zwiększony.import.zbóż.

Efekty produkcyjne melioracji

Znany.jest.powszechnie.pozytywny.wpływ.melioracji.(od-wodnień.i.nawodnień).na.ilość.i. jakość.produkcji.rolnej..Ba-dania. efektywności. odwodnień. prowadziło. wielu. autorów..Zawadzki. [1984]. w. swoich. badaniach. określił,. że. w. latach.1977-1980. plony. czterech. zbóż. były. wyższe. o. 7,9. dt...ha-1.na. polach. zdrenowanych. niż. niedrenowanych,. a. w. latach..1970-1973.o.4,0.dt...ha-1..Biorąc.pod.uwagę.zmiany.w.struk-turze.zasiewów,.w.okresie.1970-1980.średni.przyrost.plonów.w.wyniku.drenowania.wyniósł.9,6.jednostki.zbożowej.z.1.ha..W.latach.posusznych.1970-1973.zwyżka.plonów.dzięki.dre-nowaniu.wynosiła.5,3. j.. zb.. z.1.ha,. a.w. latach.wilgotnych.i.mokrych.(1977-1980).13,9.j..zb..z.1.ha.

Badania.prowadzone.w.ramach.monitoringu.ekonomicz-nego. [Manteuffel. Szoege,. 2002]. wykazały,. że. zagregowane.zwyżki.plonów.–.obserwowane.na.gruntach. zdrenowanych.w.stosunku.do.niedrenowanych.–.w.latach.1987-1990.wy-nosiły.średnio.7,0.j.zb...ha-1...rok-1

,.natomiast.w.latach.suchych.1991.i.1992.zagregowany.plon.był.na.polach.zdrenowanych.o.1,0.j.zb...ha-1.niższy.niż.na.niedrenowanych.

Badania. Prokopowicza. i. Szczygielskiego. [1977]. wyka-zały. wzrost. plonów. czterech. zbóż. w. wyniku. drenowania.o.9,1.dt...ha-1,.buraków.pastewnych.o.266,6.dt...ha-1,.ziemnia-ków.o.79,2.dt...ha-1.i.rzepaku.ozimego.o.3,8.dt...ha-1.

Nawodnienia. są. najbardziej. celowe. w. uprawach. ogrod-niczych..Wartość.przyrostu.produkcji.dzięki.nawodnieniom.jest.pochodną.zwyżki.plonów.i.ceny.zbytu..Na.tej.podstawie.

zbudowano. ranking. ekonomicznej. celowości. tego. zabiegu.[Lipiński,.2011]..Najwyższe.wskaźniki.celowości.odnoszą.się.do.truskawek.–.9,8,.jabłoni.–.8,6,.pomidorów.–.8,5,.cebuli.–.8,2,.najniższe.zaś.do.rzepaku.–.0,4,.pszenicy.–.0,7,.użytków.zielonych.–.1,1..średni.ważony,.powierzchnią.upraw,.wskaź-nik.celowości.nawadniania.zarówno.drzew.owocowych,. jak.też. warzyw. wynosi. 7,5.. Własne. badania. efektywności. na-wodnień. wykazały,. że. na. polu. nawadnianym. plony. cebuli.były.wyższe.o.13,5.t...ha-1.(71%),.ziemniaków.o.10,0.t...ha-1.(48%),. marchwi. o. 16,7. t...ha-1. (33%),. kapusty. 23,0. t...ha-1.(66%).[Lipiński.2009a].

Badania.efektów.nawodnień.sadów.jabłoniowych.wykaza-ły,.że.dzięki.nawodnieniom.uzyskiwano.stabilne.plony,.które.w.latach.2004-2006.wynosiły.40,0.t∙ha-1.na.rok..Plonowanie.sadu.przed.wprowadzeniem.nawodnień.było.niższe.o.14.t∙ha-1.w.roku.suchym,.o.8.t∙ha-1.w.roku.średniowilgotnym.i.o.4.t∙ha-1.

w.roku.wilgotnym..Dzięki.nawodnieniom.poprawiła.się.też.jakość.owoców..Na.polu.nawadnianym.owoce.deserowe,.nie-zależnie. od. warunków. pogodowych,. stanowiły. około. 65%.plonu.całkowitego.[Lipiński,.2009b]..W.sadzie.nienawadnia-nym,.w.roku.suchym,.wszystkie.owoce.nadawały.się.tylko.do.przetwórstwa.przemysłowego..W.roku.średniowilgotnym.sta-nowiły.40%,.a.w.wilgotnym.37%.całej.produkcji.

W. przypadku. truskawek. uprawianych. na. glebie. lekkiej,.dzięki.nawodnieniom.uzyskano.zwyżkę.plonów.o.5÷8.t...ha-1.(40÷80%)..Wzrosła.zdecydowanie.jakość.handlowa.owoców,.bo.za.kilogram.z.pola.nienawadnianego.uzyskiwano.w.grani-cach.0,6÷1,5.zł,.a.z.nawadnianego.2,0÷3,5.zł.

Posumowanie

Od. roku. 1990. areał. wykonywanych. nowych. meliora-cji. zmniejszył. się.drastycznie.w. stosunku.do.okresu.1947-1989..Przed.rokiem.1990.melioracje.były.wykonywane.na.powierzchni.100-280.tys.∙rok-1,.a.później.na.kilku.tysiącach.hektarów.rocznie..Pomimo.tego.w.okresie.od.roku.1990.do.2009. zaobserwowano. wzrost. plonowania. buraków. cukro-wych,.kapusty,.pszenicy.rzepaku.i.rzepiku..Nie.zaobserwowa-no.natomiast.zmian.plonowania.ziemniaków,.a.plony.siana.obniżyły. się..Wzrost.plonowania.niektórych. roślin.wynika.częściowo.z.rezygnacji.ich.uprawy.na.glebach.najsłabszych,.które.są.ugorowane.albo.przeznaczone.pod.budownictwo.

W.latach.2007-2009.mieliśmy.dodatnie. saldo.zagranicz-nych.obrotów.handlowych.towarami.rolno-spożywczymi,.przy.niepełnym. wykorzystaniu. areału. użytków. rolnych. –. ugory.i.odłogi.oraz.inne.grunty,.które.nie.były.wykorzystywane.pro-dukcyjnie.stanowiły.w.tym.okresie.około.900.tys..ha..Korzyst-ny.bilans.wymiany.handlowej.pojawił. się.wraz.z.otwarciem.rynku.Unii.Europejskiej.dla.naszych.towarów..Bilans.produk-cji.rolniczej.jest.obecnie.zrównoważony,.ale.przy.występującej.tendencji.do.przeznaczania.części.produkowanej.biomasy.na.produkcję.paliw.płynnych,.może.zostać.zagrożony.

Zmienność. pogodowa. (susze,. podtopienia,. przymroz-ki).powoduje,.że.w.niektórych.latach.obserwuje.się.obniżki.produkcji.i.plonowania.roślin..W.roku.1992.i.2006.–.z.po-wodu. niskich. i. niekorzystnie. rozłożonych. w. czasie. opa-dów. –. zanotowano. około. 20%. obniżkę. plonowania. zbóż.i. ziemniaków.. Przymrozki. w. roku. 2007. spowodowały,. że.produkcja. owoców. była. niższa. o. 50-55%. w. stosunku. do.lat.sąsiednich.

Stosując.zabiegi.melioracyjne.można.łagodzić.niekorzystny.wpływ.zmienności.pogodowej.na.plonowanie.roślin..Jednak.

74


ze.względu.na.dostępność.wody.do.nawodnień.oraz.–.w.od-niesieniu.do.głównych.upraw.polowych.i.użytków.zielonych.–.niską.ich.efektywność,.oddziaływanie.tymi.zabiegami.na.więk-sze.obszary.użytków.rolnych.będzie.niemożliwe.lub.nieopła-calne..Ekonomicznie.uzasadnione.są.natomiast.melioracje.pól.pod.uprawami.ogrodniczymi.i.niektórymi.okopowymi,.gdzie.nawodnienia.i.odwodnienia.są.warunkiem.uzyskania.produk-tów. wysokiej. jakości.. W. przeciwnym. przypadku. produkty.te. nie. znajdą. nabywców,. a. ich. uprawa. będzie. nieopłacalna..Badania.własne.wykazały,.że.w.sadzie.nawadnianym,.owoce.deserowe.–.niezależnie.od.warunków.pogodowych.–.stanowi-ły.około.65%.plonu.całkowitego,.natomiast.w.nienawadnia-nym,.w.roku.suchym.wszystkie.owoce.nadawały.się.tylko.do.przetwórstwa.przemysłowego,.w.średniowilgotnym.stanowiły.40%,.a.w.wilgotnym.37%.całej.produkcji.

W. przypadku. truskawek. uprawianych. na. glebie. lekkiej,.dzięki.nawodnieniom.wzrosła.zdecydowanie.jakość.handlo-wa. owoców.. Za. kilogram. z. pola. nienawadnianego. uzyski-wano.w.granicach.0,6÷1,5.zł,.a.z.nawadnianego.2,0÷3,5.zł..W.każdym.przypadku,.oprócz.poprawy. jakości.produktów.dzięki. nawodnieniom,. uzyskano. też. zwyżkę. plonów,. a. na-wodnienia.były.ekonomicznie.uzasadnione.

Wnioski

Dodatni. bilans. handlowy. w. sektorze. produktów. rolno-spożywczych,. niepełne. wykorzystanie. obszarów. rolniczych.do. uprawy. oraz. wzrost. plonowania. głównych. upraw. polo-wych.w.okresie.drastycznego.zmniejszenia.areału.wykonywa-nych. melioracji. wodnych. w. rolnictwie. nie. wskazuje. raczej.na.potrzebę.konstruowania. i. realizowania.ogólnokrajowych.programów. melioracji.. Trzeba. jednak. mieć. na. uwadze,. że.w.przyszłości. część.produkowanej.biomasy.będzie.przezna-czona.na.cele.energetyczne,.co.może. sprawić,. że.produkcja.

rolna. będzie. niższa. od. potrzeb.. W. takiej. sytuacji. wystąpi.potrzeba.intensyfikacji.produkcji.rolnej.poprzez.melioracje..Melioracje.są.nie.tylko.podstawą.zwyżki.plonowania.roślin,.ale.też.uzyskania.wysokiej.jakości.produktów,.która.jest.wa-runkiem.ich.eksportu..Eksport.ten.jest.szczególnie.potrzeb-ny.w.sytuacji,.gdy.ogólne.saldo.obrotów.handlowych.Polski.z.innymi.krajami.jest.ujemne.–.w.latach.2007-2010.wynosiło.ono.kolejno.-70,3;.-91,6,.-40,1.i.-55,1.mld.zł..Mając.powyż-sze.na.uwadze,.melioracje.powinny.być.wspierane.z.funduszy.UE.(np..PROW).i.budżetu.państwa.wszędzie.tam,.gdzie.rol-nicy.zgłaszają.zainteresowanie.

LITErATUrA

1.. GUS:. 2010.. Produkcja. i. handel. zagraniczny. produktami. rolnymi.w.2009.r.

2.. GUS:.2011..Handel.zagraniczny.styczeń-grudzień.20103.. GUS:. 1981-2011.. Rocznik. statystyczny. rolnictwa. i. obszarów. wiej-

skich..Warszawa4.. Lipiński.J.,.Prokopowicz.J.:.2008..Ocena.ekonomicznej.efektywności.

inwestycji.drenarskich..Wiadomości.Melioracyjne.i.Łąkarskie,.nr.35.. Lipiński. J.:.2009a..Produkcyjna. i.ekonomiczna.efektywność.nawod-

nień.w.gospodarstwie.specjalizującym.się.w.uprawie.warzyw.grunto-wych.i.ziemniaków. Wiadomości.Melioracyjne.i.Łąkarskie,.nr.3

6.. Lipiński. J.:. 2009b.. Produkcyjne. i. ekonomiczne. efekty. nawadniania.sadów.jabłoniowych..Wiadomości.Melioracyjne.i.Łąkarski,.nr.1

7.. Lipiński.J.:.2011..Hierarchizacja.celowości.oraz.przestrzenna.koncen-tracja.nawodnień.rolniczych.w.obszarach.pozadolinowych..Wiadomo-ści.Melioracyjne.i.Łąkarskie,.nr.2

8.. Manteuffel. Szoege. H.:. 2002.. Elementy. ekonomiki. gospodarowania.wodą.w.rolnictwie..SGGW..Warszawa

9.. Prokopowicz.J.,.Szczygielski.L.:.1977..Efektywność.produkcji.rolniczej.na.terenach.zmeliorowanych..PWRiL,.Warszawa

10.. Zawadzki.W.:.1984..Efektywność.drenowania.gruntów.ornych.na.tere-nach.nizinnych..IERiGż.Warszawa

n

Studia podyplomowe

Zastosowanie współczesnych metod hydrologii w inżynierii i gospodarce wodnejStudium podyplomowe ma na celu doskonalenie i pogłębianie wiedzy dotyczącej hydrologii i gospodarki wodnej w zakresie umożliwiającym

efektywne projektowanie urządzeń hydrotechnicznych oraz wdrażania Ramowej Dyrektywy Wodnej i Dyrektywy Powodziowej. Kurs przeznaczony jest głównie dla osób zatrudnionych w RZGW, pracowników wydziałów ochrony środowiska urzędów marszałkowskich i wojewódzkich oraz pro-jektantów urządzeń budownictwa wodnego i melioracji. Omawiane zagadnienia są rozszerzeniem i uaktualnieniem wiedzy dotyczącej hydrologii, hydrogeologii, gospodarki i prawa wodnego wykładanej na uczelniach wyższych w zakresie inżynierii środowiska. Zajęcia prowadzone są przez wykładowców z SGGW, PW, UW oraz specjalistów z IMGW. Zakres studium obejmuje następującą tematykę: procesy i zjawiska hydrologiczne, hy-drologię wód powierzchniowych i podziemnych, podstawy modelowania matematycznego w hydrologii, modele odpływu ze zlewni i propagacji fali w korycie, modele transportu rumowiska rzecznego, podstawy hydrometrii rzecznej, przepływy miarodajne i kontrolne w inżynierii wodnej i komunikacyjnej, zastosowanie metod statystycznych w hydrologii i meteorologii, hydrologiczne zjawiska i procesy ekstremalne, podstawy go-spodarowania wodą, wdrożenie RDW, zagrożenia w gospodarce wodnej, wdrożenie Dyrektywy Powodziowej, zagadnienia prawne w inżynierii i gospodarce wodnej.

Termin zgłoszeń: do 15.10.2012 Liczba miejsc: 20 Opłata za semestr 2000 zł Opłata za całość 4000 zł

Dodatkowe informacje można uzyskać mailowo – [email protected] lub telefonicznie 22 59 35 315 oraz znaleźć na stronie internetowej stu-dium: http://levis.sggw.pl/studium

Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Katedra Inżynierii WodnejUl. Nowoursynowska 159, 02-776 WarszawaBudynek 33, pokój 41 (Sekretarz Studium: mgr inż. Magdalena Jarecka)

75


Dr.inż..ANDRZEJ.JUCHERSKIInż..ANDRZEJ.WALCZOWSKIInstytut.Technologiczno-Przyrodniczy.w.FalentachGórskie.Centrum.Badan.i.Wdrożeń.w.Tyliczu

Ocena przydatności wybranych makrofitów do nasadzeń na złożach stokowych oczyszczalni ścieków

Wstęp

Podstawy.procesów.oczyszczania.ścieków.bytowych.z.wyko-rzystaniem.instalacji.typu.bagiennego.(gruntowo-roślinne,.hy-drofitowe).są.już.dość.dobrze.poznane.[Obarska-Pempkowiak,.Gajewska,.Wojciechowska. 2010],. a. rozwiązania. szczegółowe.tego.typu.indywidualnych.obiektów.są.coraz.częściej.wdrażane.na.większą.skalę.w.wiejskiej.zabudowie.luźnej.i.rozproszonej,.szczególnie.na.terenach.nizinnych.kraju.[Halicki,.2009].

Wieloletnie.badania.oraz.prace.wdrożeniowe.prowadzone.przez. Jucherskiego. wraz. z. zespołem. [2000,. 2010]. na. tere-nach.Sądecczyzny.wykazały,.że.tego.typu.oczyszczalnie.mogą.być. również. w.pełni. przydatne.do. stosowania.w. specyficz-nych. górskich. warunkach. klimatycznych.. Wysoką. skutecz-ność.technologiczną.można.w.nich.uzyskać.przez.stosowanie.quasinaturalnych.układów.urządzeń,.przystosowanych.kon-strukcyjnie.do.warunków.i.specyfiki.terenowo-klimatycznej.miejsca.ich.lokalizacji.[Jucherski,.2005].

Specyficznym. składnikiem. technologicznym. w. systemie.indywidualnego. oczyszczania. ścieków,. opracowanym. przez.Instytut. Technologiczno-Przyrodniczy. –. Górskie. Centrum.Badań.i.Wdrożeń.w.Tyliczu.(ITP-.GCB),.jest.stokowe.złoże.gruntowo-trawiaste,.będące. technicznym. rozwinięciem. idei.naturalnych,.śródłąkowych.młak.górskich.

Wypełnienie. tego. złoża,. składające. się. z. mieszanki. pia-sku.i.gleby.rodzimej.przerośniętej.korzeniami.szuwarowych.roślin.wodno-błotnych,.wśród.których.dominują,.wprowa-dzane.w.sposób.zamierzony.helofity:.manna.wodna.(Glyceria aquatica),.mozga.trzcinowata.(Phalaris arundinacea),.a.także.sit.leśny.(Scirpus sylvaticus).i.inne,.tworzy.w.efekcie.ekosys-tem. bagienny,. który. jest. z. powodzeniem. wykorzystywany.w.procesach.oczyszczania.ścieków.

Stokowe.złoża.gruntowo-trawiaste.są.bardzo.skutecznymi.reaktorami.w.procesach.mineralizacji.substancji.organicznej.w. ściekach,. a. sprawność. zmniejszania. tlenowych. wskaźni-ków.zanieczyszczeń.określanych.przez.BZT5.i.ChZT.osiąga,.odpowiednio,.poziomy:.95%.i.85%.–.zarówno.w.okresach.letnich.jak.i.zimowych..Równie.skuteczne.są.tu.procesy.ni-tryfikacji.(91–97%),.a.skuteczność.usuwania.azotu.ogólnego.w.okresie.letnim.osiąga.82%,.zmniejszając.się.w.okresie.zi-mowym.do.poziomu.68%,.gdy.temperatura.oczyszczanych.ścieków.spada.nawet.poniżej.+3°C.

Efektywność.usuwania.fosforanów.ze.ścieków.jest.sezono-wo.niezmienna,.osiągając.88%.

Integralną.częścią.tych.złóż.są.nasadzenia.roślinne..Chociaż.wielkości.poboru.składników.biogennych.N.i.P.przez.ich.części.nadziemne.nie.są.decydujące.w.ocenie.całorocznej.efektywności.usuwania. ładunków.masowych. tych. zanieczyszczeń.w.oczysz-czalni.(przez.zbiór.roślin.można.usunąć.5–13%.N.i.3,5–7,0%.P.ze.składników.dostarczanych.ze.ściekami.w.ciągu.roku.[Jucher-

ski,.2000]).to.jednak.sam.dobór.roślin,.ich.uprawa.i.pielęgnacja.w.sezonie.wegetacyjnym.są.w.tych.obiektach.istotne,.gdyż.od.tego.zależą.właściwości.filtracyjne.wypełnienia.złoża.gruntowo-korzeniowego,.będącego.siedliskiem.specyficznych.bakterii.de-cydujących.o.kinetyce.biologicznego.procesu.oczyszczania.

W. artykule. przedstawiono. ocenę. niektórych,. uznanych.za. istotne,. właściwości. wybranych. roślin. (manny. wodnej,.mozgi. trzcinowatej.oraz. trzciny.pospolitej),.poddanych.ba-daniom.w.warunkach.polowych.na.stanowisku.składającym.się.z.czterech.wydzielonych.segmentów.imitujących.wycinki.stokowych. złóż. gruntowo-trawiastych,. zasilanych. ściekami.w.ustalonym.reżimie.hydraulicznym.

Przedmiot, cel oraz warunki i metodyka badań

Badaniom. poddano. mozgę. trzcinowatą. (Phalaris arun-dinacea),.mannę.mielec.(Glyceria aquatica).oraz.dodatkowo.trzcinę. (Phragmites australis).–. roślinę.uznawaną.powszech-nie. za. podstawowe. nasadzenie. roślinne. w. oczyszczalniach.typu.bagiennego.[Cooper,.Job,.Green,.Shutes.1996]..Celem.pięcioletnich.badań.(2007–2011.r.).była.ocena.biologicznej.kondycji.i.dynamiki.wzrostu.poszczególnych.roślin.w.złożu.piaszczystym,.ocena. specyfiki.budowy. ich. systemów.korze-niowych. oraz. określenie. i. analiza. wskaźników. ewapotran-spiracji.z.poszczególnych.segmentów.roślinnych.stanowiska,.a.w.efekcie.–.wybór.roślin.najbardziej.przydatnych.do.nasa-dzeń.w.górskich.instalacjach.oczyszczających.

Na. powierzchni. czterosegmentowego. stanowiska,. które-go.schemat.budowy.i.charakterystykę.materiału.wypełnienia.złoża.przedstawiono.na.rysunku 1,.posadzono.ukorzenione.sadzonki.(fot. 1).z.gęstością.nasadzeń.14.szt./m2.(20.sadzo-nek.na.1.segment)..Jeden.segment.stanowiska.pozostawiono.bez.roślin,.jako.segment.odniesienia.

Rys. 1. Schemat stanowiska badawczego

280

ProgramatorelektronicznyPCZ-523-1 230 VElektrozawór

35

15

Dopływ ścieków Grys

8÷16 mmPiasek0÷4 mm

Grys 8÷16 mm

Regulacja poziomu cieczy

Zbiornik zbierający

15

Rura 32PE

50

Odpływ ścieków

Obudowa: płyta wiórowa OSBpokryta podwójnąwarstwą folii PCW 0,25 mm

76


Stanowisko.z.segmentami.złóż.piaszczysto-roślinnych.zasi-lane.było.ściekami.w.sposób.dawkowany.za.pomocą.urządze-nia.wyposażonego.w.programator. sterujący.wypływem.cie-czy..Porcja.ścieków,.o.objętości.0,437.dm3,.podawana.była.do.każdego.segmentu.z.częstotliwością.co.30.minut..Wynikające.z.tego.średnie.hydrauliczne.obciążenie.powierzchni.każdego.złoża.wynosiło.15.mm.∙.d-1..Oczyszczone.ścieki.odpływające.z.poszczególnych.segmentów.były.zbierane.odpowiednio.do.pojemników.przedstawionych.na.rys..1.

Badania. ewapotranspiracji. z. powierzchni. poszczegól-nych.poletek.prowadzono.w.okresach.wegetacyjnych,.czę-ściowo.w.2008.r..oraz.w.całym.okresie.2010.r..Wskaźnik.dobowej.ewapotranspiracji.określano,.mierząc.odpowied-nio. ilości. ścieków. odpływających. do. pojemników. w. od-niesieniu.do.ilości.ścieków.dopływających.do.każdego.seg-mentu.

Temperaturę. powietrza. rejestrowano. całodobowo. z. czę-stotliwością.co.30.minut,.określając.średniodobową.tempe-raturę.w.miejscu.lokalizacji.badań..Wysokość.opadów.okre-ślano.za.pomocą.deszczomierza.Hellmanna..Pomiarów.paro-wania.nie.wykonywano.gdy.wysokość.opadów.była.większa.od.7.mm∙dobę-1.

Uprawę.roślin.na.poletkach.prowadzono.w.systemie.jed-nokośnym,.ścinając.je.w.okresie.wczesnojesiennym.i.pozosta-wiając.ścierń.o.wysokości.15.cm.(fot. 2).

W.porze.zimowej.stanowisko.z.poletkami.było.osłonięte.specjalną.konstrukcją. termoizolacyjną.(fot. 3),.a.złoża.były.zasilane.ściekami.w.ustalonym.harmonogramie.badań..Osło-na.była.usuwana.na.wiosnę,.po.zniknięciu.pokrywy.śnieżnej.i.ustąpieniu.wiosennych.przymrozków.

Wyniki badań i ich ocena

Na. podstawie. wieloletnich. obserwacji,. badań. laborato-ryjno-polowych. oraz. ocen. dokonywanych. w. charaktery-stycznych.okresach. sezonów.wegetacyjnych. stwierdzono,. że.poszczególne. rośliny. rosnące. na. poletkach. cechowała. duża.zmienność.na.przestrzeni.lat.w.wysokości.i.gęstości.porostu,.a.także.w.stopniu.wyrównania.poszczególnych.łanów.roślin.na.długości.poletek..Ilustrują.to.fotografie.wykonane.w.ko-lejnych.sezonach.wegetacyjnych.w.czasie.pełni.rozwoju.roślin.rosnących.na.poszczególnych.poletkach.

Fot. 1. Widok stanowiska po nasadzeniu roślin

Fot. 2. 25 września 2008 r. (po ścięciu roślin)

Fot. 3. 20 listopada 2008 r.

Fot. 4. 21 sierpnia 2007 r.

Fot. 5. 21 sierpnia 2008 r.

77


W. pierwszym. roku. po. posadzeniu. roślin. (2007. r.). naj-większą.dynamiką.wzrostu.i.największym.stopniem.pokrycia.powierzchni. wykazała. się. manna. wodna..Trzcina. pospolita.i.mozga.trzcinowata.zachowywały.się.podobnie.

W.kolejnych.latach.eksploatacji.trzcina.wykazywała.tylko.nieznaczne.zmiany.w.wysokości.i.gęstości.porostu,.natomiast.manna.cechowała.się.stabilnością.w.tym.względzie,.a.nawet.wzrostem.zagęszczenia.roślin.w.łanie.poletka.

Potwierdzono,.że.manna.jest.najbardziej.odporna.(w.po-równaniu. z. trzciną. i. mozgą). na. warunki. zimowe. (co. jest.

bardzo. istotne. podczas. eksploatacji. „górskich”. obiektów.do. oczyszczania. ścieków),. a. jej. części. nadziemne. pozostają.w. tym. okresie. częściowo. zielone,. tzn.. nie. zasychają. (drew-nieją),.jak.w.przypadku.trzciny.i.mozgi..Trawa.ta.jest.jednak.mniej.odporna.na.wyleganie,.powodowane.ulewnymi.desz-czami.i.wiatrami.burzowymi..Z.tego.względu.korzystne.było-by.dwukrotne.jej.koszenie.(na.początku.lipca.i.we.wrześniu),.co.sprawdzono.z.dobrym.skutkiem.podczas.badań.

W.tabeli 1.pokazano.wyniki.badań.wielkości.plonowania.roślin.uprawianych.na.poszczególnych.złożach..Wykonano.je.w.2008.roku,.a.więc.po.okresie.kiedy.manna.wodna.i.mozga.trzcinowata.weszły.już.w.fazę.pełnego.biologicznego.rozwoju,.a.trzcina.jeszcze.nie.w.pełni.

TAbelA 1 Charakterystyka plonu higrofitów umieszczonych

w poszczególnych segmentach stanowiska badawczego w roku 2008

Rodzaj.rośliny

Plon.masawilgotna Wilgotność Plon..

w.suchej.masieśrednie.plony.w.suchej.masie.mie-

szanek.traw.w.uprawach.polowych

[kg.∙.m-2] [%] [kg.∙.m-2] [t.∙.ha-2] [kg.∙.m-2] [t.∙.ha-2]

Manna 21,56 79 4,53 45,3

0,73 7,30Mozga 10,92 67 3,60 36,0

Trzcina 3,08 53 1,46 14,6

żródło:.wyniki.badań.własnych

Fot. 6. 23 lipca 2009 r.

Fot. 7. 7 września 2010 r.

Fot. 8. 7 lipca 2011 r.

Uzyskane.wyniki.pokazują,. że. również. i.w. tym.elemen-cie.charakterystyki.botanicznej.najlepsze.rezultaty.osiągnęła.manna.wodna.

W.tabeli.1.pokazano.również.znaczące.różnice.w.pozio-mach. plonowania. roślin,. uprawianych. na. złożach. stanowi-ska,.nawadnianych.ściekami,.w.stosunku.do.poszczególnych.plonów.traw.pozyskanych.z.normalnej.uprawy.polowej.

Dominującą. rolę.manny.wodnej.w. stosunku.do. innych.roślin. można. również. potwierdzić. na. podstawie. wyników.trzyletnich.badań.plonowania.mieszanek.roślin.rosnących.na.dwóch. stokowych. złożach.gruntowo-trawiastych,.wchodzą-cych.w.skład.instalacji.do.oczyszczania.ścieków,.zlokalizowa-nej.na.poligonie.ITP.–.GCB.w.Tyliczu.(fot. 9).

Stwierdzono,.że.na.powierzchni.złoża.PI,.gdzie.w.mieszan-ce. różnych. traw.wodolubnych.dominowała.mozga. trzcino-wata,.łączne.plony.zebranych.roślin.wykazywały.małą.zmien-ność.w.poszczególnych.latach.użytkowania,.szczególnie.w.la-tach.2003,.2004.(1,64.i.1,27.kg.∙.m-2.w.s.m.).

Fot. 9. Instalacja ze stokowymi złożami gruntowo-trawiastymi zlokalizowana w ITP – GCB w Tyliczu

78


Na. powierzchni. złoża. PII,. gdzie. nasadzeniem. współ-.rosnącym.z.innymi.trawami.była.manna.wodna,.stwierdzo-no,. że. roślina. ta. stopniowo. wypierała. pozostałe. gatunki,.a.wytworzona.w.efekcie.okrywa.roślinna.osiągnęła.znacząco.wyższą,.niż.w.pierwszym.obiekcie,.średnią.wysokość.plonu:.2,43.kg.∙.m-2.w.s.m.

Po.wyrównanych.rezultatach.badań.w.latach.2007.i.2008,.w. następnych. latach,. ku. dużemu. zaskoczeniu,. stwierdzano.stałe.pogarszanie.się.kondycji.mozgi.trzcinowatej,.rosnącej.na.jednym.z.segmentów.stanowiska.badawczego..Notowano.po-stępujące.wypadanie.tych.roślin.z.poletka.i.w.efekcie.znaczą-co.mniejsze.(od.manny.wodnej.i.trzciny).przyrosty.biomasy.

Przy.równych.warunkach.„startu”.wegetacyjnego.wszyst-kich. roślin. na. wiosnę,. należałoby. wykluczyć. tu. wpływ. za-ciemnienia.przez. sąsiadujące. rośliny. lub.uznać. je. za.niede-cydujące.

Bardziej.prawdopodobne,.ale.nie.do.końca.przekonujące,.jest.wytłumaczenie.pogarszającej.się.kondycji.mozgi.trzcino-watej,.niekorzystnym.oddziaływaniem.ścieków.na.system.ko-rzeniowy.tych.roślin.w.warunkach.stałego.podtopienia..Być.może.jakąś.rolę.odgrywa.tu.efekt.niekorzystnego.sąsiedztwa.roślin.uprawianych.na.stanowisku.badawczym.

Gęstość.i.równomierność.porostu.nadziemnych.części.ro-ślin.na.powierzchniach.złóż.filtracyjnych.oczyszczalni.określa.możliwości.i.zdolności.transpiracyjne.tych.obiektów..Ma.to.decydujące.znaczenie.przy.planowaniu.bilansu.wodnego.oraz.przy.obliczeniach.wielkości.ładunków.zanieczyszczeń.dopły-wających. i. odpływających. z. tych. instalacji. w. czasie. sezonu.wegetacyjnego.

Z.tego.względu.przeprowadzano.badania.parowania.tere-nowego.z.poszczególnych.powierzchni.poletek.roślinnych.na.stanowisku.badawczym.

Uśrednione.wyniki.badań,.prowadzonych.nieprzerwanie.w.okresie.od.24.czerwca.do.1.października.2010.r.,.zestawio-no.w.tabeli 3,.a.dane.szczegółowe.pokazano.na.wykresach.na.rysunku 2.

Dla.średniodobowych.temperatur.otoczenia.od.4°C.do.22°C,. największą. dynamiką. parowania. wykazały. się. po-letka. z. trzciną. i. manną. wodną. (średnio:. 10,9. l.∙.m-2.∙.d-1;.7,9.l.∙.m-2.∙.d-1).. Pierwsze. poletko. charakteryzowało. się.100-procentowym.dobowym.wskaźnikiem.ewapotranspi-racji. już.przy.średniodobowych.temperaturach.powietrza.powyżej.13°C,.co.wyrażało. się. całkowitym.zanikiem.od-pływu.ścieków.ze.złoża.i.dodatkowo.obniżeniem.się.w.nim.poziomu. lustra. cieczy..W. innych. złożach. zanik.odpływu.rejestrowano.tylko.w.ciągu.dnia.

Złoże. bez. nasadzeń. roślinnych. charakteryzowało. się.wyraźnie. niższą. średnią. dobową. dynamiką. parowania..2,9.l.∙.m-2.∙.d-1,.przy.czym.wpływ.temperatury.na.to.zjawisko.był.najniższy.w.porównaniu.ze. złożami.z.nasadzeniami. ro-ślinnymi.

Nieoczekiwanie.niski.był.również.wskaźnik.ewapotranspi-racji. ze. złoża. z.mozgą. trzcinowatą. (4,7. l.∙.m-2.∙.d-1),. co.było.spowodowane.stale.pogarszającą.się.biologiczną.kondycją.ro-ślin.na.złożu.

Badania.wykazały,.że.złoża.gruntowe.z.nasadzeniami.ro-ślinnymi,. charakteryzujące. się. jednostkowymi.wskaźnikami.ewapotranspiracji:.14–16. l.∙.m-2.∙.d-1,. są. zdolne.odprowadzić.do. atmosfery. ilościowo. znaczącą. porcję. 80–140. m3. cieczy.w.ciągu.doby.w.przeliczeniu.na.1.ha.

Chcąc.poznać.pokrój,.ułożenie.oraz.zasięg.penetracji.kłą-czy,.rozłogów.i.korzeni.przybyszowych.roślin.w.objętości.po-szczególnych.złóż.dokonano.w.roku.2011.odkrywek.w.po-szczególnych. segmentach. roślinnych,. badając. ich. przekroje.poprzeczne.

Wyniki. tych.doświadczeń.zilustrowano. fotografiami 10 i 11,.na.których.systemy.korzeniowe.poszczególnych.roślin.pokazano.w.tej.samej.skali.i.w.rzeczywistym.ułożeniu.w.prze-krojach.poprzecznych.złóż.poszczególnych.segmentów.stano-wiska.

TAbelA 2Charakterystyka plonu mieszanki traw wodolubnych rosnących na powierzchni stokowych złóż gruntowo-roślinnych PI i PII

Wyszczególnienie

Złoże.glebowo-roślinnez.mieszanką.traw.

z.dominacją.mozgi.trzcinowatej.(PI)

Złoże.gruntowo-roślinne.z.mieszanką.

traw.z.udziałem.mozgi.trzcinowatej.i.manny.

wodnej.(PII)

Rok.eksploatacji [rok] 2002 2003 2004 2002 2003 2004

Maksymalna.wysokość.roślin [m] 2,15 2,10 b.d. 2,23 2,20 b.d.

Wilgotność.mieszanki.traw [%] 77,00 77,10 79,80 76,70 76,50 80,70

Plon.w.suchej.masie..mieszanki.traw

[kg∙m-2] 0,77 1,64 1,27 0,63 0,81 2,43

[t∙ha-2] 7,70 16,4 12,7 6,30 8,10 24,30


TAbelA 3Średnia temperatura powietrza i wskaźniki ewapotranspiracji

na poszczególnych poletkach badawczych w okresie wegetacyjnym: 24 czerwca÷1 października 2010 r.

WyszczególnienieTemperatura.

otoczenia[°C]

Ewapotranspiracja.[l∙m-2∙d-1]

złoże

z.mannąz.mozgą.trzcino-

watą

z.trzciną.pospo-

litą

bez.na-sadzeń

Wartość średnia 14,4 7,9 4,7 10,9 2,9

Odchylenie.standardowe 4,6 3,5 1,7 4,1 2,1

Współczynnik.zmienności.[%] 32,0 44,0 37,0 38,0 70,0


02468

1012141618

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Ew

apot

rans

pira

cja

[l·m

-2]

Średnia temperatura dobowa [°C]

1.Trzcina 2. Manna mielec

3. Mozga trzcinowata 4. Bez nasadzeńLiniowy (1.Trzcina) 2. Manna mielec

3. Mozga trzcinowata Bez nasadzeń

Rys. 2. Charakterystyka ewapotranspiracji w zależności od tem-peratury powietrza z poszczególnych segmentów poletek do-świadczalnych z nasadzeniami roślin wodolubnych (trzcina, manna wodna, mozga trzcinowata) oraz z poletka bez nasadzeń

w okresie wegetacyjnym: czerwiec – wrzesień 2010 r.Źródło: wyniki badań własnych

79


Stwierdzono,.że.gęstość. i.zasięg.kłączy. i.korzeni.man-ny.wodnej.są.znacznie.większe.niż.w.przypadku.rozłogów.korzeniowych. mozgi. trzcinowatej.. Chociaż. obie. rośliny.tworzą.zbitą.przypowierzchniową.strukturę.korzeniową.to.w.przypadku.manny.jest.ona.znacznie.bardziej.zagęszczo-na..Korzenie.przybyszowe.manny.są.liczniejsze.i.penetru-ją. złoże.piaszczyste.prawie.do.dna. złoża. (ich.miarodajna.długość. to. 23. cm),. natomiast. zasięg. rzadszych. korzeni.mozgi. jest.znacząco.mniejszy.(miarodajna.ich.długość.to.12.cm).

Oddzielnego. omówienia. wymaga. system. korzeniowy.trzciny..Roślina.o.znanych.ekspansywnych.właściwościach,.uważana. jest. powszechnie. za. podstawowe. nasadzenie. na.złożach. (Reed. Beds). oczyszczalni. typu. bagiennego. (Con-structed.Wetlands)..W.opisanych.badaniach,. zastosowano.ją.w.jednym.z.roślinnych.segmentów.układu.poletkowego.w.celu.porównania.z. innymi.roślinami,.a. także.stwierdze-nia. jej.przydatności,. lub.nie,.do.nasadzeń.w.płytkich. sto-kowych. złożach. gruntowo-roślinnych,. wdrażanych. przez.GCB.w.Tyliczu.

Okazało.się,.że.–.po.czterech.latach.od.posadzenia.sa-dzonek. –. pojemnik. ze. złożem. piaszczysto-trzcinowym.jest.„rozsadzany”,.przy.czym.działanie.mrozu.zostało.wy-kluczone,.gdyż.układ.zasilania.złoża.ściekami.działał.bez-awaryjnie.

W.2011.r.,.na.przedwiośniu,.stwierdzono.nieszczelno-ści.złoża,.co.zmusiło.badających.do.usunięcia.jego.zawar-tości.w.całości.wraz.z.roślinami.i.ponownego.uszczelnie-nia.segmentu.stanowiska.z.użyciem.nowej.folii..W.czasie.tych.prac.zbadano.szczegółowo.przyczyny.awarii,.pozna-jąc.przy.tej.okazji.specyfikę.rozrastania.się.systemu.korze-niowego.trzciny.w.warunkach.przestrzennego.ogranicze-nia.jej.ekspansji.

Na.fot. 11.pokazano.widok.systemu.korzeniowego.trzci-ny.w.przekroju.poprzecznym.na.początku.procesu.oczysz-czania,.natomiast.na.fot. 12.–.w.środkowej.części.segmentu.złoża.

Fot. 10. Widok systemu korzeniowego manny mielec (Glyceria aquatica) w porównaniu z mozgą trzcinowatą (Phalaris arun-

dunacea) po pięciu latach użytkowania

Fotografia. 11. pokazuje. wyraźne. „zbicie”. przerośniętej.wzajemnie.masy.korzeniowej,.która.w.pewnym.sensie.wchło-nęła.również.warstwę.żwirową,.umieszczoną.w.początkowej.warstwie. złoża,.mającej. za. zadanie. rozprowadzanie. ścieków.dostarczanych.okresowo.do.tego.złoża..Wobec.tak.znacznego.zagęszczenia.korzeniowego.funkcja.tej.warstwy.została.ogra-niczona.

Okazało. się. również,. że. przyczyną. nieszczelności. złoża.było.przebicie.folii.przez.ostrą.końcówkę.odnogi.kłącza,.któ-ra,.penetrując.złoże,.napotkała.zagiętą.fałdę.podwójnie.zło-

Fot. 11. Widok systemu korzeniowego trzciny w przekroju po-przecznym po pięciu latach wegetacji

Fot. 12. Przekrój poprzeczny trzcinowego segmentu złoża trzci-nowego przerośniętego całkowicie odnogami kłącza i korzeniami

przybyszowymi zagęszczonymi w strefie przydennej

80


żonej.folii.budowlanej,.użytej.do.uszczelnienia.skrzyniowych.segmentów.stanowiska.

Ciekawym.odkryciem.szczególnych.zdolności.penetracyj-nych.trzciny.jest.przykład.pokazany.na.fot. 13.

Fot. 13. Zdolności penetracyjne odnóg kłączy trzciny na przy-kładzie rury odprowadzającej oczyszczone ścieki z odkrytej stu-dzienki w jednym z obiektów oczyszczających na poligonie GCB w Tyliczu. Rura ta została szczelnie zablokowana przez zwarty splot odnóg kłącza wytworzonego z jednej sadzonki, pozostawio-

nej przypadkowo w studzience

Podczas. pozyskiwania. sadzonek. trzciny. z. mini. plantacji.matecznych,. skutecznym. sposobem,. praktykowanym. przez.GCB. w. Tyliczu,. jest. wyrywanie. z. podłoża. pojedynczych.źdźbeł,.jednakże.w.taki.sposób,.aby.zachować.na.ich.końcu.fragmenty.łączące.je.z.odnogami.kłączy,.z.których,.z.między-węźli.i.z.pobliskich.kolanek,.wybijają.nowe.pędy.w.tworzą-cej. się.nowej. sadzonce..W. tym.czasie. źdźbło.umieszcza. się.okresowo.w.wodzie..Przygotowywane.tak.sadzonki.umiesz-czono.czasowo.w.studzience.odpływowej.jednego.z.obiektów.oczyszczających,.pozostawiając.tam.jedną.z.nich..Rozwijają-cy.się.system.korzeniowy.zaczął.penetrować.otwór.rury.od-pływowej.ze.studzienki.i.zaczął.się.w.niej.rozrastać.na.całej.długości,. doprowadzając. do. mechanicznej. blokady. odpły-wu..W.efekcie.trzeba.było.odkopać.cały.układ.odpływowy..„Sprawcę”.tej.awarii.pokazano.na.fot..13.

Podsumowanie

Stokowe.złoża.gruntowo-trawiaste. są,.na. tle. innych.róż-norodnych.obiektów.hydrofitowych,.oryginalną.i.technolo-gicznie. skuteczną.propozycją.GCB.w.Tyliczu.przeznaczoną.do.stosowania.w.instalacjach.do.oczyszczania.ścieków.na.te-renach. o. zabudowie. rozproszonej,. szczególnie. na. terenach.górzystych.kraju.

Jednym.z.bardzo.ważnych.elementów.wyposażenia.złóż.filtracyjnych. w. tych. obiektach. jest. odpowiednio. dobra-na.roślinność,.uprawiana.na.ich.powierzchniach..W.toku.wieloletnich. obserwacji,. badań. i. pomiarów. terenowych.stwierdzono,. że. najbardziej. przydatną. rośliną. do. tych.celów. jest. manna. wodna. (Glyceria aquatica).. Rośliny. te.tworzą.na.złożu.jednorodne,.wyrównane.zbiorowisko,.są.mrozoodporne,. łatwe. do. wegetatywnego. rozmnażania,.a. ich. system.korzeniowy. tworzy. gęstą. sieć.przybyszową,.która. dobrze. penetrując. objętość. złoża. nie. zagęszcza. go.w. sposób. utrudniający. podziemną. filtrację.. Roślina. ta,.powinna.być.uprawiana.w.systemie.dwukośnym,.a.poko-sy.uzyskanej.zielonki.powinny.być.przeznaczane.na.kom-post.

Mimo.powszechnie.uznanych.zalet,.trzcina.nie.nadaje.się.do.stosowania.w.tego.typu.obiektach,.gdyż.jest.zbyt.ekspan-sywna,.a.jej.system.korzeniowy.rozrastający.się.bardzo.dyna-micznie.i.w.sposób.niekontrolowany,.może.z.czasem.wypie-rać.lub.zastępować.mineralne.wypełnienia.złóż.filtracyjnych..Trzcina.nie.może.też.być.eksploatowana.w.systemie.kośnym,.gdyż.–.jak.stwierdzono.–.jej.późniejsze.letnie.odrosty.są.przez.to.ograniczone.

Mimo.dużych.nadziei,.mozga.trzcinowata.(Phalaris arun-dinacea).nie.sprawdziła.się.jako.nasadzenie.na.stokowych.zło-żach. gruntowo-roślinnych.. We. współuprawie. zaś. z. innymi.rodzajami.roślin.wodolubnych.nie.wytrzymuje.konkurencji.i.jest.z.powierzchni.tych.złóż.wypierana.

LITErATUrA

1.. Cooper.P.F.,.Job.G.D.,.Green.M.B.,.Shutes.R.B.E:.1996..Reed.beds.and. constructed. wetlands. for. wastewater. treatment.. WRc. Swidon.Publications,.s..5-56

2.. Jucherski. A.:. 2000.. Wpływ. wybranych. czynników. technicznych. na.skuteczność. oczyszczania. ścieków. bytowo-gospodarczych. w. oczysz-czalniach.roślinno-gruntowo-glebowych.w.rejonach.górzystych..Parce.Naukowe.IBMER..s..38-83

3.. Jucherski. A.:. 2005.. Zdecentralizowane. systemy. oczyszczania. ście-ków.bytowych.w.wiejskiej.zabudowie.rozproszonej.według.koncepcji..IBMER.–.GCB.w.Tyliczu..Wyd..IBMER.Warszawa.pt.:.„Stan.i.kie-runki. rozwoju. techniki. i. infrastruktury. rolniczej.w.Polsce”,.pkt..8,.s..111–117

4.. Jucherski.A.,.Walczowski.A.:.2010..Badania.i.rozwój.bio-agro-środo-wiskowych.metod.i.urządzeń.do.ochrony,.oczyszczania.i.wykorzystania.wód.pochodzących.ze.ścieków.bytowo-gospodarczych.na.terenach.Pol-ski.Południowej..Sprawozdanie.z.pracy.badawczej.ITP.–.GCB.w.Tyli-czu.–.maszynopis,.s..3-79

5.. Halicki.W.:.2009..Program.wdrażania.naturalnych.systemów.oczysz-czania.ścieków.w.województwie.podlaskim..Pięć.lat.doświadczeń..Ma-teriały.z.seminarium.pt..„Niskonakładowe.systemy.oczyszczania.ście-ków.i.przeróbki.osadów.ściekowych”.z.cyklu:.Woda,.ścieki. i.odpady.z.małych.miejscowości.województwa.podlaskiego..Ekopress,.s..31-38

6.. Obarska-Pempkowiak. H.,. Gajewska. M.,. Wojciechowska. E.:. 2010..Hydrofitowe. oczyszczanie. wód. i. ścieków.. Wydawnictwo. Naukowe.PWN.Warszawa,.s..1–156

n

81

I N F O R M A T O RINSTYTUTU TECHNOLOGICZNO-PRZYRODNICZEGO

www.itep.edu.pl

kwiecień-czerwiec 2012

Wstęp

Według. głównego. strumienia. środków. (mainstreamo-wych.lub.meinstrimowych) przekazu,.postęp.świata.i.do-brobyt. człowieka. ma. polegać. na. nieustannym. wzroście.produkcji. i. konsumpcji. wyrażanym. kilkoma. procentami.PKB.na. rok..Tak.rozumiany.postęp.wymaga.coraz.więk-szego.zużycia.energii,.której.dostępne.zasoby.nośników.są.jednak.ograniczone,.również.tych.najważniejszych,.który-mi. są.węgiel. i. ropa.naftowa..Zachęca. to.do.podejmowa-nia. badań. nad. rozwojem. energooszczędnych. technologii.i.odpowiedniego.stylu.życia..Pogląd.o.globalnym.ocieple-niu. klimatu. stał. się. dodatkowym. czynnikiem,. przyśpie-szającym. te. badania,. lecz. również. zniekształcającym. ich.ukierunkowanie..Według.tego.poglądu.główną.przyczyną.wzmiankowanego.ocieplenia. jest,.między. innymi,.zwięk-szanie.się.stężenia.dwutlenku.węgla.w.globalnej.atmosfe-rze..Głównym.źródłem.antropogenicznej.emisji.tego.gazu.jest. natomiast. spalanie. kopalnych. zasobów.węgla.w. celu.pozyskania.potrzebnej.energii..Poszukuje.się.zatem.innych.źródeł. energii,. korzystanie. z. których. nie. powodowałoby.zwiększania. stężenia. dwutlenku. węgla. w. powietrzu.. Jed-nym.z.takich.źródeł.jest.biomasa,.która.powstaje.z.biolo-gicznego. wiązania. tego. gazu. z. atmosfery.. Zaproponowa-no.różne.sposoby.wykorzystania.biomasy. jako.paliwa.do.technicznego. pozyskiwania. energii.. Przeznaczanie. grun-tów.rolnych.oraz.użytków.ekologicznych.spotyka.się.jed-nak.z.istotnymi.zastrzeżeniami,.które.omówiono.w.opra-cowaniu.[Sapek,.Sapek.2012].

Biopaliwo

Paliwem.nazwano.takie.substancje,.które.w.wyniku.spa-lania. (utleniania). wydzielają. użyteczne. ciepło.. Paliwa. ze.względu. na. pochodzenie. dzieli. się. obecnie. na. paliwa. od-nawialne.i.nieodnawialne..Odnawialne.są.paliwa.naturalne.pochodzenia.roślinnego,.zwłaszcza.drewno..Nieodnawialne.to.paliwa.kopalne:.węgiel.kamienny.i.brunatny,.torf,.ropa.naftowa.i.gaz.ziemny..Wykorzystywanie.paliw.naturalnych.do. otrzymywania. ciepła. towarzyszy. człowiekowi. od. zara-nia.rozwoju.cywilizacji..Dopiero.wzrastające.zapotrzebowa-nie. na. energię,. w. miarę. rozwoju. produkcji. przemysłowej.i.zwiększającej.się.liczby.ludności,.przyczyniło.się.do.gwał-townego. rozwoju. wydobycia. węgla,. ropy. naftowej. i. gazu.ziemnego..Złoża.tych.kopalnych.paliw.są.jednak.ograniczo-ne,.co.prowadzi.do.systematycznego.wzrostu.ich.ceny..

Prof..dr.ANDRZEJ.SAPEKProf..dr.BARBARA.SAPEKInstytut.Technologiczno-Przyrodniczy.w.Falentach.

biopaliwa a środowisko

Wzbudziło.to.potrzebę.poszukiwania.źródeł.energii.od-nawialnej,.dodatkowo.wzmacnianą.poglądem,.że.wzmożo-na.emisja.dwutlenku.węgla.pochodzącego.ze.spalania.paliw.kopalnych.zwiększa.stężenie.tego.związku.w.atmosferze,.co.powoduje.ocieplenie.klimatu.i.związane.z.nim.występowa-nie.anomalii.w.przyrodzie.

Jednym.z.alternatywnych.źródeł.energii.może.być.współ-cześnie. produkowana. biomasa.. W. przyrodzie. dwutlenek.węgla,. powstający. w. czasie. utleniania/spalania. biomasy,.jest. ponownie. asymilowany. przez. rośliny. i. obieg. energii.oraz.masy.jest.względnie.zamknięty..Spalanie.zasobów.ko-palnych. jest. natomiast. układem. niedomkniętym.. Energia.spalania. biomasy. jest. spożytkowana. do. celów. przemysło-wych. lub. grzewczych,. część. materii. ulega. jednak. nieod-nawialnemu. rozproszeniu.. Tradycyjnie. biomasę. do. celów.energetycznych. pozyskiwano. z. lasów,. lecz. nieograniczone.zwiększenie.wykorzystania.tego.zasobu może.prowadzić.do.zmniejszania.powierzchni.zalesionej,.ze.znanymi.skutkami.w.przyrodzie..Obecne.propozycje.zmierzają.do.wykorzysta-nia. gruntów. rolnych. i. leśnych. w. celu. otrzymywania. bio-masy. z. uprawy. roślin. energetycznych,. w. tym. także. drze-wiastych..Rodzaj.uprawy.zależy.od.sposobu.wykorzystania.uzyskanej.biomasy.

Z.biomasy.można.wytwarzać.paliwa.w.stanie.skupienia.stałym,.ciekłym.lub.gazowym..Użyteczna.biomasa.w.sta-nie.stałym,.to.głównie.słoma.i.części.naziemne.roślin,.któ-re.mogą.służyć.jako.wyłączne.źródło.otrzymywania.ciepła.lub.energii.elektrycznej.albo.jako.dodatek.do.paliw.trady-cyjnych.w.dużych.zakładach.energetycznych..Otrzymanie.biopaliwa.ciekłego.–.oleju.lub.alkoholu.wymaga.przemy-słowej.obróbki.odpowiedniego.materiału.roślinnego..Olej.pędny. uzyskuje. się. głównie. w. wyniku. tłoczenia. nasion,.który. po. oczyszczeniu. może. być. bezpośrednio. stosowa-ny.w.silnikach. lub.można.zwiększyć. jego.ciepło. spalania.przez.estryfikację.grupy.kwasowej..Alkohol.etylowy.(eta-nol).otrzymuje.się.w.wyniku.fermentacji.niecelulozowych.węglowodanów.zawartych.w.biomasie..W.Polsce.wykorzy-stuje.się.w.tym.celu.ziarno.zbóż.oraz.ziemniaki.lub.bura-ki..Masa.roślinna.ma.być.również.stosowana.do.produkcji.biogazu.. Do. tej. produkcji. proponuje. się. również. wyko-rzystywanie.gnojowicy,.obornika.i.pomiotu.drobiu,.które.w. takim. ujęciu. są. uważane. za. materiał. odpadowy,. a. nie.nawozy.naturalne.

W. opracowaniu. będą. przedstawione. wątpliwości,. do-tyczące. oceny. skutków. wprowadzania. uprawy. roślin. ener-getycznych.zwłaszcza.w.odniesieniu.do. środowiska,. a. także.

82

INFORMATOR..INSTyTUTU..TECHNOLOGICZNO-PRZyRODNICZEGO

społeczeństwa..Omówienie.skupi.się.głównie.na.uprawach.na.gruntach.rolnych.

rośliny energetyczne czy żywność?

Plony. upraw. rolniczych. są. tradycyjnie. podstawowym.źródłem. zaopatrzenia. ludności. w. żywność..Wprowadze-nie.na.dużą.skalę.uprawy.roślin.energetycznych.może.do-prowadzić.do.zupełnie.innego.ukierunkowania.rolnictwa,.gdyż. wg. zamierzeń. Unii. Europejskiej. udział. źródeł. od-nawialnych.w.wytwarzaniu.energii.ma.osiągnąć.ok..20%.w. 2020. r.,. z. czego. przynajmniej. połowa. ma. pochodzić.z. wykorzystania. biomasy.. Zapotrzebowanie. na. uprawy.roślin. energetycznych. jest. olbrzymie,. mimo. że. wartość.opałowa. stałej.biomasy. jest.o.ok..50%.mniejsza.niż.pa-liw. z. zasobów. kopalnych,. paliw. płynnych. odpowiednio.o. 10-20%. mniejsza,. a. w. biogazie. zawartość. dwutlenku.węgla. waha. się. w. granicach. od. 20. do. 40%,. co. również.obniża. jego.wartość.opałową..Program.Ministra.Gospo-darki.[2008].dotyczący.produkcji.biopaliw.obejmuje.tyl-ko.paliwa.płynne,.których.udział.w.rynku.paliw.transpor-towych.ma.osiągnąć.w.Polsce.7,55%. już.w.2014. r..Nie.podano. jednak,. do. jakich. danych. statystycznych. należy.odnieść. ten. wskaźnik,. dokładny. aż. do. trzech. cyfr. zna-czących.. W. programie. nie. uwzględniono. takich. wskaź-ników.na. zapotrzebowanie.biopaliw. stałych. i. gazowych..Można.więc.przypuszczać,.że.znaczną.powierzchnię.grun-tów.rolnych.będzie.trzeba.przeznaczyć.pod.uprawę.roślin.energetycznych..Produkujące.ekstensywnie.gospodarstwa.rolne.mogą.być.zainteresowane.takim.ukierunkowaniem.produkcji..Są.one.na.ogół.jednak.niewielkie,.niedoinwe-stowane.i.położone.na.słabych.glebach,.można.się.zatem.spodziewać,. że. dotowaną. produkcję. podejmą. duże. go-spodarstwa. na. żyznych. glebach.. Propagowanie. biopaliw.skupia.się.w.zasadzie.na.wykazywaniu.korzyści.material-nych,.a.nie.skutków.ich.produkcji.na.całokształt.gospo-darki. żywnościowej,. a. zwłaszcza. na. zachowanie. niskich.cen.żywności.

Uprawy. roślin. energetycznych. są. ponadto. nieobojęt-ne.wobec.środowiska..Wpływają.ujemnie.na.zachowanie.różnorodności. biologicznej,. przyczyniają. się. do. zanie-czyszczania. wody. i. atmosfery. składnikami. nawozowymi.i. chemicznymi. środkami. ochrony. roślin. oraz. mogą. po-wodować.zakwaszanie.gleb.i.ich.zubożanie.w.materię.or-ganiczną.

Zanikanie węgla organicznego w glebie

Gleby. świata. zawierają. 2300. mld. t. węgla. (C). [Lal.2000],.co.stanowi.drugi.co.do.wielkości.zasób.tego.skład-nika..Więcej.–.5000.mld.t.C.–.znajduje.się.w.pokładach.węgla.kamiennego,.a.mniej.–.po.500.mld.t.C.odpowiednio.w. złożach. gazu. ziemnego. i. ropy. naftowej..Węgiel. w. gle-bie.jest.również.zasobem.nieodnawialnym,.a.w.każdym.ra-zie. trudno. odnawialnym. i. wymaga. ochrony.. Plon. roślin.energetycznych.jest.całkowicie.wynoszony.z.gospodarstwa.rolnego,.co.ogranicza.uzupełnianie.ubytków.materii.orga-nicznej.w.glebie..Zawartość.związanego.azotu.w.glebowej.materii.organicznej.przekracza.3%,.co.powoduje,.że.wraz.z.ubytkiem.materii.organicznej.z.gleby.odpowiednie.ilości.dwutlenku.węgla.są.emitowane.do.atmosfery,.a.azotanów.wymywane.do.wody..Proces. ten.najsilniej.przebiega.pod-

czas.zmiany.użytkowania.gruntów,.lecz.także.w.jednorocz-nych.uprawach.monokultur.

Powyższe.uwagi.dotyczą.w.zasadzie.gospodarstw.ukie-runkowanych.na.wyłączną.lub.dużą.produkcję.jednorocz-nych.roślin.energetycznych..Te.ostatnie.mogą.jednak.być.ujęte.w.płodozmianie. z.uprawami. tradycyjnymi..Wiedza.o.wpływie.różnych.płodozmianów.na.zachowanie.się.wę-gla.organicznego.w.glebie.jest.dostatecznie.duża.i.można.ją.odnosić.do.uprawy.roślin.energetycznych..W.Polsce.w.nie-wielkim.zakresie.są.prowadzone.badania.nad.obiegiem.wę-gla.w.uprawach.roślin.energetycznych..Szczególnie.groźne.w. skutkach. może. się. okazać. przeznaczanie. na. biopaliwo.odchodów.zwierzęcych.gromadzonych.w.postaci.gnojowi-cy.i.obornika..Są.to.nawozy.naturalne,.stosowane.od.kilku.tysięcy.lat.w.rolnictwie.w.celu.utrzymywania.żyzności.gleb.uprawnych.

Nawożenie upraw energetycznych

Wszystkie.uprawy.roślin.energetycznych.wymagają.na-wożenia.azotem,.fosforem.i.potasem,.zgodnie.z.potrzeba-mi. danej. uprawy.. Wobec. oczekiwanych. dużych. plonów.masy.należy.spodziewać.się.zubażania.gleby.także.w.wapń.i. magnez,. w. które. należy. ją. uzupełniać.. Opłacalny. plon.biomasy,.przeznaczonej.w.różnej.postaci.na.paliwo.powi-nien.przekraczać.12.t∙s.m..ha–1∙r–1,.co.wymaga.odpowied-nio.dużych.dawek.nawozów,.na.ogół.większych.od.prze-ciętnie. stosowanych. w. Polsce. pod. uprawy. rolne.. Zasady.nawożenia.upraw.roślin.energetycznych.zależą.od.ich.ro-dzaju.i.są.podobne,.jak.w.przypadku.upraw.tradycyjnych..Również.podobne. są. zagrożenia,.wynikające. z. rozprasza-nia.składników.nawozowych.do.środowiska..Rozpraszanie.to.będzie. podobne,. jak. z. tradycyjnych.upraw. rolniczych.lub.większe..W.żadnym.z.programów.nie.określono.przy-puszczalnego. obszaru. upraw. roślin. przeznaczonych. na.biopaliwo. w. Polsce,. co. umożliwiłoby. ocenę. zwiększania.ilości.związków.azotu.rozpraszanych.do.wody.i.atmosfery,.a. fosforu. do. wody.. Z. nasilających. się. oficjalnych. sygna-łów.oraz.dużej.presji.organizacji.ekologicznych.wynika,.że.oczekuje. się,. rozwojowo,. przeznaczenia. powierzchni. ok..2.mln.ha.pod.uprawy.roślin.energetycznych,.co.stanowi-łoby.ok..13%.powierzchni.gruntów.rolnych..Zwiększy.to.obecne,. krajowe. zużycie. nawozów. mineralnych. –. azoto-wych.o.250-350.t.N,.a. fosforowych.o.50-80.t.P.na.rok..Odpowiednio. większe. będzie. zużycie. nawozów. potaso-wych. oraz. chemicznych. środków. ochrony. roślin.. Wyco-fanie.z.produkcji.rolnej.ok..2.mln.ha.gruntów.spowoduje.konieczność. zwiększenia. plonów. tradycyjnych. upraw. na.mniejszej. powierzchni,. głównie. kosztem. wzrostu. dawek.nawozów,. co. dodatkowo. zwiększy. ich. zużycie. w. kraju..Nie.prowadzi.się.w.Polsce.badań.nad.wpływem.nawożenia.upraw.energetycznych.na.rozpraszanie.składników.nawo-zowych.do.środowiska.

rozpraszanie azotu i fosforu ze spalanych biopaliw

W. roślinach. energetycznych. jest. zawarty. azot. i. fosfor..Każdy. z. tych. cennych. składników. nawozowych. zachowuje.się.inaczej.w.czasie.pozyskiwania.energii.w.zależności.od.sto-sowanej.technologii.oraz.składu.chemicznego.rośliny.

Reakcje.azotu.zawartego.w.paliwie.podczas.bezpośrednie-go.spalania.suchej.biomasy.pod.kotłami.zależą.od.stosowanej.

83


technologii..Jeśli.spalanie.przebiega.w.wysokiej.temperaturze.i.jest.pełne,.to.w.gazach.spalinowych.znajduje.się.tlenek.azo-tu. (NO). i. azot. cząsteczkowy. (N2).. Często. jednak. spalanie.odbywa.się.w.niższej. temperaturze. i.nie. jest.pełne,.a.w.ga-zach. spalinowych. są. obecne. również. inne. gazowe. związki.azotu,.jak.amoniak.(NH3).i.cyjanowodór.(HCN).oraz.azot.związany. w. zawieszonych. pyłach. (PM). –. smół. i. zgorzelin..[Samuelsson. 2006].. Wszystkie. te. substancje. powracają. na.Ziemię. z.opadem.atmosferycznym,.powodując.dobrze.opi-sane. w. literaturze. skutki. rozpraszania. azotu. w. środowisku..W.dużych.elektrowniach.zawodowych.związki.azotu.zawarte.w.gazach.spalinowych.są.częściowo.usuwane.w.wyniku.sto-sowania.odpowiednich.urządzeń.i.technologii..W.mniejszych.elektrowniach,. wykorzystujących. biopaliwa,. takie. postępo-wanie.jest.mniej.opłacalne..Fosfor.zawarty.w.popiele.spalone-go.biopaliwa.nie.stwarza.osobnego.problemu.środowiskowe-go,.lecz.jest.składnikiem.traconym.z.obiegu..Popiół.z.paliwa.spalanego.wraz.z.węglem.nie.może.być.wykorzystywany.do.nawożenia,.lecz.fosforany.w.popiele.z.samego.spalonego.bio-paliwa.mogą.występować.w.postaci.szkliwa,.z.którego.skład-nik.ten.jest.trudno.przyswajalny.przez.rośliny..Lotne.popioły,.powstające.w.czasie.spalania.biomasy,.mogą.zawierać.od.6.do.9.mg.P∙kg–1.s.m.

Sucha. biomasa. przeznaczana. do. spalania. zawiera. prze-ciętnie.ok..trzy.razy.więcej.azotu.w.porównaniu.z.paliwami.kopalnymi,. a. wartość. kaloryczna. biomasy. jest. dwukrotnie.mniejsza..Spalanie.biomasy.stwarza.zatem.istotne.zagrożenie.większą.emisją.związków.azotu.do.atmosfery.niż.w.przypad-ku.wykorzystywania.paliwa.nieodnawialnego..Dlatego.bio-masa.roślin.przeznaczanych.do.spalania.powinna.zawierać.jak.najmniej. azotu.. Pomocna. w. tym. zakresie. może. być. odpo-wiednia.selekcja.gatunków.uprawianych.roślin.i.kontrolowa-ne.nawożenie.azotem.

Zachowanie.się.azotu.i.fosforu.w.procesie.otrzymywania.oleju.i.alkoholu.z.biomasy.zależy.od.stosowanej.technologii.i.przeznaczenia.produktów.ubocznych.–.wytłoków. i. cieczy.pofermentacyjnej..Obydwa. składniki.nie.ulegają. rozprasza-niu.w.trakcie.przerobu..Zawartość.azotu.w.olejach.jest.mi-nimalna,.a.w.alkoholu.żadna..Paliwa.płynne:.oleje,.alkohole.lub.estry,.wytwarzane. z.materiału. roślinnego,.nie. zawierają.istotnych. ilości. azotu. i. fosforu,. a. losy. tych. składników. za-wartych.w.produkcie.wtórnym.zależą.od.sposobu.ich.wyko-rzystania..Makuchy.i.pozostałości.po.fermentacji.mogą.być.spasane. zwierzętami,. a. słoma. i. inne.pozostałości.mogą.być.traktowane.jako.biopaliwo.

Większość.azotu.zawartego.w.substracie. stosowanym.do.pozyskiwania. biogazu. (metanu). z. masy. roślinnej. ulegnie.redukcji. do. gazowego. amoniaku,. który. można. oddzielić.od.produktu,. lecz.można.go.także.w.nim.pozostawić,.gdyż.amoniak. jest. gazem. palnym,. wówczas. trzeba. się. jednak. li-czyć. z.odpowiednią. emisją. tlenków.azotu..W.ciekłej.pozo-stałości.znajdują.się.nieorganiczne.i.organiczne.związki.azotu.oraz.fosforany,.a.także.inne.składniki.mineralne..Pozostałość.ta.może. służyć.bezpośrednio. jako.nawóz.zubożony.w.azot,.a.wzbogacony.w.fosfor.

Najwięcej. wątpliwości. nasuwa. przeznaczanie. cennych.nawozów. naturalnych:. gnojowicy. i. obornika,. a. także. po-miotu.drobiu,.jako.wsadu.do.wytwarzania.biogazu.i.to.na.skalę. przemysłową. w. coraz. liczniejszych. w. Polsce. bardzo.dużych.gospodarstwach.rolnych,.ukierunkowanych.na.pro-dukcję.zwierzęcą..Stosowanie.w.tym.celu.odchodów.zwie-rzęcych.jest.wygodnym,.lecz.nie.najlepszym.sposobem.wy-

korzystania. energii. i.węgla. zawartego.w. tych.materiałach..Energia. niezbędna. do. przebiegu. procesu. fermentacyjne-go. odbywa. się. kosztem. utlenienia. wsadu,. a. produkt. tego.utlenienia.–.CO2.–.stanowi.w.otrzymywanym.biogazie.od.14. do. 48%. objętości.. W. dostępnych. pracach,. omawiają-cych.zalety.stosowania.nawozów.naturalnych.do.produkcji.biogazu,.nie.natrafiono.na.ocenę.skutków.przyrodniczych,.a.nawet.społecznych,.które.spowoduje.ta.drastyczna.zmiana.w. sposobie. gospodarowania. węglem. i. składnikami. nawo-zowymi. w. rolnictwie.. Ograniczenie. stosowania. nawozów.naturalnych. spowoduje,. między. innymi,. zmniejszanie. się.zawartości. węgla. organicznego. w. glebie.. Nawozy. natural-ne.są.od.dawna.znane.jako.ważny.czynnik.podtrzymujący.żyzność.gleb,. zwłaszcza. zwiększający.pojemność. sorpcyjną.gleby,.także.wobec.wody.

Podsumowanie

Następuje. znaczny. rozwój. produkcji. paliw. opartych. na.biomasie.roślinnej..Produkcja.ta.jest.często.dotowana,.a.do-datkowo.nieobjęta.kwotami.emisji.dwutlenku.węgla,.można.spodziewać.się.zatem.jej.dalszego.rozwoju..W.Polsce.trzeba.będzie.przeznaczyć.w.tym.celu.część.powierzchni.dotychcza-sowych.gruntów.rolnych..Powstaje. jednak.podstawowe.py-tanie.o.jej.konkurencyjność.wobec.produkcji.żywności.i.po-trzeb.wyżywienia.zwiększającej.się.liczby.ludności.świata.oraz.politycznej.konieczności.utrzymania.cen.żywności.na.możli-wie.niskim.poziomie.

Naciski.na.zwiększanie.produkcji.biopaliw.są.bardzo.duże,.lecz.dostępne.propozycje.pułapu. tej.produkcji. są.wyrażane.wskaźnikami. bez. odpowiedniego. odniesienia,. co. bardzo.ogranicza. możliwość. oceny. skutków. uprawy. roślin. energe-tycznych.na.środowisko,.a.mogą.one.powodować.większe.po-garszanie.jego.jakości.niż.sama.produkcja.rolna..Intensywne.uprawy.roślin.energetycznych.mogą.przyczyniać.się.do.degra-dacji.gleby,.polegającej.przede.wszystkim.na.zanikaniu.nieod-nawialnego.zasobu.glebowej.substancji.organicznej..W.wyni-ku.jej.utlenienia.następuje.emisja.znacznych.ilości.dwutlenku.węgla,.którą.to.emisję.stosowanie.biopaliw.miało.ograniczyć..Mineralizacja. glebowej. materii. organicznej. oraz. nawożenie.upraw.roślin.energetycznych.nasili.emisję.związków.azotu.do.atmosfery.i.zasobów.wody,.spowoduje.wzbogacanie.środowi-ska.w.fosfor.oraz.wnoszenie.do.niego.chemicznych.środków.ochrony.roślin.

LITErATUrA

1.. Lal. R.:. 2000.. Węgiel. glebowy. i. nasilenie. efektu. cieplarnianego..Rolnictwo.polskie.i.ochrona.jakości.wody..Zeszyty.Edukacyjne.z..6.s..22–36

2.. Minister. Gospodarki. 2007.. Wieloletni. program. promocji. biopaliw.lub.innych.paliw.odnawialnych.na.lata.2008-2014..Dokument.przy-jęty.przez.Radę.Ministrów.w.dniu.24.lipca.2007.r..[online]..[Dostęp.20.02.2012].. Dostępny. w. Internecie:. http://ekoinnowacjenamazow-szu.pl/files/download/documents/13_prombiopaliw.pdf

3.. Samuelsson.J.I.:.2006..Conversion.of.nitrogen.in.a.fixed.burning.bio-fuel.bed..Praca.dyplomowa.[online]..Göteborg..Chalmers.University.of.Technology..[Dostęp.20.02.2012]..Dostępny.w.Internecie:.http://www.sp.se/sv/units/energy/Documents/ETf/Licenciate%20thesis%Jes-sica%20Samuelsson.pdf

4.. Sapek.A.,.Sapek.B.:.2012..Znaczenie.biopaliwa.w.pozyskiwaniu.ener-gii.odnawialnej..Woda.środowisko.Obszary.Wiejskie..T..12..Z..1(37).w.druku

n


84

INFORMACJE..WOJEWóDZKICH..ZARZĄDóW..MELIORACJI..I..URZĄDZEń..WODNyCH

Konwent Dyrektorów Zarządów Melioracji i Urządzeń Wodnych

Konwent Dyrektorów uznaje za niezbędne rozdziele-nie kompetencji dotyczących zarządzania zasobami wod-nymi od utrzymania wód i zarządzania majątkiem Skarbu Państwa w obszarze gospodarki wodnej1

Uzasadnienie: W.oparciu.o.szczegółową.analizę.w.za-kresie.zadań,.które.są.realizowane.przez.podmioty.wyko-nujące,.na.podstawie.obecnie.obowiązującej.ustawy.Prawo.wodne,.uprawnienia.właścicielskie.do.mienia.Skarbu.Pań-stwa. związanego. z. gospodarką.wodną.oraz.na.podstawie.doświadczeń. wynikających. z. realizacji. przedmiotowych.zadań.–.został.wypracowany.przez.Konwent.Dyrektorów.Zarządów. Melioracji. i. Urządzeń. Wodnych. „SCHEMAT.ZARZĄDZANIA. GOSPODARKĄ. WODNĄ. KRAJU”2.(stanowiący załącznik do niniejszego stanowiska) zakła-dający. najbardziej. racjonalne. dla. kraju. rozwiązania. pod.względem. środowiskowym,. instytucjonalnym,. prawnym.i.finansowym.

Opracowany. „SCHEMAT…”. uwzględnia. zarządzanie.zasobami.wodnymi.oraz.planowanie.i.dystrybucje.środków.finansowych.związanych.z.gospodarowaniem.zasobami.wod-nymi.i.utrzymaniem.śródlądowych.wód.publicznych.stano-wiących.własność.Skarbu.Państwa.w układzie zlewniowym,.przy.jednoczesnym.utrzymywaniu.i.zarządzaniu.ww..majątku.Skarbu.Państwa.przez:1).jednostki. rządowe. działające. w. układzie. zlewniowym,.

którym.zostałoby.powierzone.wykonywanie.praw.właści-

1. Przyjęte.stanowisko.poparte. jest.wynikami.opracowania.pt..„Analiza.dobrych.i.złych.stron.wariantów.reformy.zarządzania.majątkiem.gospodar-ki. wodnej. (SWOT)”.. Pełny. tekst. opracowania. można. znaleźć. na. stronie..www.sitwm.pl

2. Proponowany.Schemat.zarządzania.gospodarką.wodną.kraju.(wariant.mieszany).drukujemy.na.następnej.stronie


cielskich.do.wód. rzek.głównych,. rzek.granicznych,.wód.w. jeziorach. przez. które. przepływają. ww.. wody. a. tak-że. urządzeń. wodnych. zlokalizowanych. na. tych. wodach.i.budowli.przeciwpowodziowych.zlokalizowanych.wzdłuż.tych.wód,

2).jednostki. samorządowe. szczebla. wojewódzkiego,. któ-rym.zostałoby.powierzone.wykonywanie.praw.właściciel-skich. w. stosunku. do. wszystkich. innych. (poza. wodami.wyszczególnionymi. powyżej,. przypisanymi. jednostkom.rządowym).płynących.wód.powierzchniowych.oraz.wód.w. jeziorach,. przez. które. przepływają. ww.. wody. a. tak-że. urządzeń. wodnych. zlokalizowanych. na. tych. wodach.i.budowli.przeciwpowodziowych.zlokalizowanych.wzdłuż.tych.wód.Przedstawiony. „SCHEMAT…”. inicjuje. konieczność.

wprowadzenia.stosowanych.zmian.do.ustawy.Prawo.wodne.oraz. uwzględnia. niezbędność. wprowadzenia. racjonalnych.zasad.zarządzania. i.utrzymywania.związanego.z.gospodarką.wodną.majątku.Skarbu.Państwa.stanowiących,.iż:1).zarządzający. rzeką. zarządza.będącymi.własnością.Skarbu.

Państwa. urządzeniami. wodnymi. zlokalizowanymi. na. tej.rzece,.w.tym.również.zbiornikami.wodnymi,

2).zarządzający.rzeką.zarządza.budowlami.przeciwpowodzio-wymi.będącymi.własnością.Skarbu.Państwa.zlokalizowa-nymi.wzdłuż.tej.rzeki.

Konwent.Dyrektorów.Zarządów.Melioracji. i.Urządzeń.Wodnych. upoważnia. Przewodniczącego. do. przekazania.Marszałkom.Województw.RP.powyższego.stanowiska.Kon-wentu.z.prośbą.o.poparcie.działań.zmierzających.do.zmiany.systemu.zarządzania.gospodarką.wodną.w.zaproponowany.sposób.

Stanowisko Nr 1/2012 Konwentu Dyrektorów Zarządów Melioracji i Urządzeń Wodnych

podjęte w dniu 17.02.2012 r. na posiedzeniu w Uniejowie

Konwent Dyrektorów Zarządów Melioracji i Urządzeń Wodnych przyjął z dniem 17 lutego 2012 r. rezygnacje z pełnienia funkcji:

Przewodniczącego – Bogumiła Kazulaka oraz Zastępcy Przewodniczącego – Joanny Gustowskiej.

Jednocześnie powołał z dniem 18 lutego 2012 r. na funkcję: Przewodniczącego – Joannę Gustowską oraz Zastępcy Przewodniczącego – Arkadiusza Błochowiaka.

85


Prop

ozyc

ja K

onw

entu

WZ

MiU

W z

17.

02.2

012

r.Za

łącz

nik

Nr 1

do

Stan

owis

ka N

r 1/2

012

Konw

entu

Dyr

ekto

rów

Zar

ządó

w M

elio

racj

i i U

rząd

zeń

Wod

nych

po

djęt

ego

w d

niu

17.0

2.20

12 r.

na

posi

edze

niu

w U

niej

owie

SCHE

MAT

ZAR

ZĄDZ

ANIA

GO

SPO

DARK

Ą W

ODN

Ą KR

AJU

(w

aria

nt m

iesz

any)

WO

JEW

ODA

MAR

SZAŁ

EKW

OJE

WÓ

DZTW

A

PREZ

ES R

ADY

MIN

ISTR

ÓW

Kom

pete

ncje

– p

ion

plan

owan

ia

(zar

ządz

anie

gos

poda

rką

wod

ną)

-koo

rdyna

cja i k

ształ

towan

ie po

lityki

wodn

ejpa

ństw

a;-o

praco

wywa

nie pr

ogram

u wod

no-

środo

wisk

oweg

o kraj

u,-o

praco

wywa

nie:

a) pla

nów

gosp

odaro

wania

wod

ami,

b) pla

nów

zarzą

dzan

ia ryz

ykiem

po

wodz

iowym

,c)

planó

w prz

eciw

dział

ania

skutk

om su

szy,

-prow

adze

nie ka

tastru

wod

nego

,-o

praco

wywa

nie w

arunk

ów ko

rzysta

nia

z wód

, -k

oordy

nacja

dział

ań zw

iązan

ych z

ochro

ną

przec

iwpo

wodz

iową,

-wyd

awan

ie po

zwole

ń wod

nopra

wnyc

h,-w

ydaw

anie

aktów

praw

a miej

scow

ego

dotyc

zący

ch st

ref oc

hronn

ych u

jęć w

ód

podz

iemny

ch i o

bsza

rów oc

hronn

ych

Głów

nych

Zbior

ników

Wód

, -p

rowad

zenie

kontr

oli w

zakre

sie:

a) go

spod

arowa

nia w

odam

i,b)

wype

łnian

ia ob

owiąz

ków

wynik

ający

ch

z usta

wy P

rawo w

odne

, w sz

czeg

ólnoś

ci wy

pełni

ania

obow

iązkó

w do

tyczą

cych

utr

zyma

nia w

ód i u

rządz

eń w

odny

ch,

oraz a

któw

prawa

miej

scow

ego,

-opra

cowa

nie w

ykaz

u będ

ącyc

h włas

nośc

ią S.

P. p

łynąc

ych w

ód po

wierz

chnio

wych

Kom

pete

ncje

– p

ion

zarz

ądza

nia

i u

trzym

ywan

iaM

ająt

ku S

karb

u Pa

ństw

a

-wyk

onyw

anie

w im

ieniu

Skarb

u Pa

ństw

a praw

właś

ciciel

skich

w

stosu

nku d

o:-w

ód rz

ek gł

ówny

ch, rz

ek gr

anicz

nych

ora

z wód

w je

ziorac

h, prz

ez kt

óre

przep

ływają

ww.

wod

y,-u

rządz

eń w

odny

ch z

lokali

zowa

nych

na

tych

wod

ach o

raz bu

dowl

i prz

eciw

powo

dziow

ych

zloka

lizow

anyc

h wzd

łuż ty

ch w

ód,

-trwa

ły za

rząd w

odnie

sieniu

do gr

untów

po

krytyc

h tym

i wod

ami,

-pełn

ienie

funkc

ji inw

estor

a w za

kresie

go

spod

arki w

odne

j doty

cząc

ej ww

. mi

enia

S.P.,

-odd

awan

ie w

użytk

owan

ie gru

ntów

po

krytyc

h ww.

wod

ami o

raz ur

ządz

eń

wodn

ych n

a tyc

h wod

ach,

-sprz

edaż

urzą

dzeń

wod

nych

,

Uni

ejów

17

lute

go 2

012

r.

podl

egło

ść i

nadz

ór

prze

pływ

śro

dków

fina

nsow

ych

prze

pływ

info

rmac

ji

agen

dy

PLAN

OW

ANIE

MRi

RW

STAROSTA

MSW

ZARZ

ĄDZA

NIE

I UTR

ZYM

YWAN

IEM

AJĄT

KU S

KARB

U PA

ŃSTW

A

ZARZ

ADZA

NIE

GO

SPO

DARK

Ą W

ODN

Ą1)

dor

zecz

a W

isły

,2)

dor

zecz

a O

dry

ZARZ

ĄDZA

NIE

I UTR

ZYM

YWAN

IEM

AJĄT

KU S

KARB

U PA

ŃSTW

A

1) d

orze

cza

Wis

ły,

2) d

orze

cza

Odr

y

Kom

pete

ncje

– p

ion

plan

owan

ia

-plan

owan

ie w

zakre

sie:

a) wy

kony

wania

urzą

dzeń

meli

oracji

wo

dnyc

h pod

stawo

wych

,b)

wyko

nywa

nia ur

ządz

eń m

eliora

cji

wodn

ych s

zcze

gółow

ych,

-ewi

denc

ja wó

d, urz

ądze

ń meli

oracji

wo

dnyc

h pod

stawo

wych

oraz

grun

tów

zmeli

orowa

nych

,

-nad

zór n

ad zw

iązka

mi sp

ółek w

odny

ch.Bu

dowa

oraz

utrzy

manie

wód

i u

rządz

eń m

elior

acji w

odny

ch

pods

tawow

ych o

raz bu

dowa

urzą

dzeń

me

liorac

ji wod

nych

szcz

egóło

wych

.

Kom

pete

ncje

– p

ion

zarz

ądza

nia

i u

trzym

ywan

iaM

ająt

ku S

karb

u Pa

ństw

a

-wyk

onyw

anie

w im

ieniu

Skarb

u Pa

ństw

a praw

właś

ciciel

skich

w

stosu

nku d

o:-w

ód pł

ynąc

ych z

wyłą

czen

iem w

ód

rzek g

łówny

ch or

az z

uwzg

lędnie

niem

wó

d w je

ziorac

h, prz

ez kt

óre

przep

ływają

ww.

wod

y,-u

rządz

eń w

odny

ch z

lokali

zowa

nych

na

tych

wod

ach o

raz bu

dowl

i prz

eciw

powo

dziow

ych

zloka

lizow

anyc

h wzd

łuż ty

ch w

ód,

-trwa

ły za

rząd w

odnie

sieniu

do gr

untów

po

krytyc

h tym

i wod

ami,

-pełn

ienie

funkc

ji inw

estor

a w za

kresie

go

spod

arki w

odne

j doty

cząc

ej ww

. mien

ia S.

P.,

-odd

awan

ie w

użytk

owan

ie gru

ntów

po

krytyc

h ww.

wod

ami o

raz ur

ządz

eń

wodn

ych n

a tyc

h wod

ach.

Kom

pete

ncje

-na

dzór

nad u

trzym

aniem

urzą

dzeń

me

liorac

ji wod

nych

szcz

egóło

wych

wy

kony

wany

ch z

udzia

łem fin

anso

wym

budż

etu P

aństw

a,

-nad

zór n

ad sp

ółkam

i wod

nymi,

-prow

adze

nie ew

idenc

ji urzą

dzeń

me

liorac

ji wod

nych

szcz

egóło

wych

Lege

nda:

MŚ

GIOŚ

GDOŚ

WiO

Ś

inne

jedn

ostk

i

Woj

ewód

zkie

C

entr

umZa

rząd

zani

a K

ryzy

sow

ego

RDOŚ

IMiG

W

WŁA

DZA

WO

DNA

MAi

C


86


Konwent. Dyrektorów. Zarządów. Melioracji. i. Urządzeń.Wodnych.uznaje.za.niezbędne.wprowadzenie.zmian.w.usta-wie.Prawo.wodne.oraz.aktach.wykonawczych.w.zakresie:1) nadania wojewódzkim zarządom melioracji i urządzeń

wodnych osobowości prawnej,2) zmiany rozporządzenia rady Ministrów.z dnia 17 grud-

nia 2002 r. w sprawie śródlądowych wód powierzchnio-wych lub ich części stanowiących własność publiczną..(Dz.U. 03.16.149 z dnia 4 lutego 2003 r.) poprzez fakt wyszczególnienia wszystkich wód będących własnością Skarbu Państwa.

Uzasadnienie: W.oparciu.o.szczegółową.analizę.w.zakre-sie.zadań,.które.są.realizowane.przez.podmioty.wykonujące.na.podstawie.obecnie.obowiązującej.ustawy.Prawo.wodne.uprawnienia.właścicielskie.do.mienia.Skarbu.Państwa.zwią-zanego.z.gospodarką.wodną.oraz.na.podstawie.doświadczeń.wynikających. z. realizacji. przedmiotowych. zadań. –. Kon-went. Dyrektorów. Zarządów. Melioracji. i. Urządzeń. Wod-nych.widzi.potrzebę.wprowadzenia.wnioskowanych.zmian.w.ustawie.Prawo.wodne.oraz. rozporządzeniu.Rady.Mini-strów. z.dnia.17.grudnia.2002. r..w. sprawie. śródlądowych.wód powierzchniowych. lub. ich. części. stanowiących. włas-ność.publiczną..(Dz.U..03.16.149.z.dnia.4.lutego.2003.r.).w.zakresie:1) nadania wojewódzkim zarządom melioracji i urządzeń

wodnych osobowości prawnej,

Propozycja. zmiany. przepisu:. „art.. 111. Marszałek. woje-wództwa,.realizując.zadanie.z.zakresu.administracji.rządowej.wykonywane.przez.samorząd.województwa,.działa.przez.wo-jewódzki.zarząd.melioracji. i.urządzeń.wodnych. jako.samo-rządową.osobę.prawną.w.zakresie.praw.i.obowiązków.wyni-kających.z.ustawy”;

2) zmiany rozporządzenia rady Ministrów. z dnia 17 grudnia 2002 r. w sprawie śródlądowych wód po-wierzchniowych lub ich części stanowiących własność publiczną.. (Dz.U. 03.16.149 z 4 lutego 2003 r.) po-przez fakt wyszczególnienia wszystkich wód będących własnością Skarbu Państwa.

Propozycja.zmiany.przepisu:.Zmianami.należy.objąć.za-łączniki.do.ww..rozporządzenia..Załączniki.do.rozporządze-nia. określałyby. odpowiednio:. wody. rzek. głównych,. wody.rzek.granicznych.oraz.wody.pozostałe.

Według. obecnej. ustawy. z. dnia. 18. lipca. 2001. r.. Prawo.wodne.(t..j..Dz..U..z.2012.r..poz..145).wojewódzki.zarząd.melioracji.wodnej.i.urządzeń.wodnych.jako.wojewódzka.sa-morządowa. jednostka.organizacyjna.utworzona.na.podsta-wie.uchwały. sejmiku.województwa. reprezentuje.marszałka.województwa,.który.wykonuje.prawa.właścicielskie.w.imie-niu. Skarbu. Państwa. do. wód. istotnych. dla. rolnictwa. oraz.

Stanowisko Nr 2/2012 Konwentu Dyrektorów Zarządów Melioracji i Urządzeń Wodnych

podjęte 17.02.2012 r. na posiedzeniu w Uniejowie

tzw..„pozostałych”..Dyrektor.wojewódzkiego.zarządu.melio-racji.i.urządzeń.wodnych.jednoosobowo.kieruje.tą.jednost-ką. i. reprezentuje. samorząd. województwa. i. marszałka. wo-jewództwa.w.sprawach.związanych.z.wykonywaniem.części zadań.nałożonych.na.województwo..Z.powyższego.wynika,.że.dyrektor.jak.również.WZMiUW.jako.samorządowa.wo-jewódzka.jednostka.organizacyjna.nie.ma.zdolności.sądowej.jak. również. nie. jest. osobą. prawną,. natomiast. może. repre-zentować.samorząd.województwa.(osoba.prawna.na.podsta-wie.ustawy. z. dnia. 5. czerwca.1998. r.. o. samorządzie.woje-wództwa).na.podstawie.udzielonego.pełnomocnictwa.przez.Zarząd. i. reprezentować. Marszałka.Województwa. wykonu-jącego.obowiązki.właścicielskie.w.imieniu.Skarbu.Państwa..Nadanie.osobowości.prawnej.WZMiUW.powinno.wynikać.z.ustawy.która.nadałaby.osobowość.prawną.jako.samorządo-wej.osobie.prawnej.

Utworzenie.samorządowej.osoby.prawnej.wymaga.zmia-ny.ustawy,.bowiem.na.podstawie.obecnej.ustawy.marszałek.reprezentuje.Skarb.Państwa,.co.skutkuje.dodatkowymi.prob-lemami.wynikającymi.z. faktu,.że.nie.posiada.on.zdolności.sądowej.i.nie.jest.osobą.prawną..Zgodnie.z.ustawą.o.samo-rządzie.województwa.jest.on.członkiem.zarządu,.a.nie.orga-nem.województwa..Utworzenie.samorządowej.osoby.praw-nej. skutkowałoby. możliwością. występowania. WZMiUW.w.postępowaniach.cywilnych.i.administracyjnych.jako.stro-ny.postępowania.

Obecnie.ustawa.Prawo.wodne.określa,. że.wodami.po-zostałymi.są. te,.które:.nie.są.potokami.górskimi,.ciekami.naturalnymi,.o.przepływie.na.ujściu.większym.lub.równym.2.m3/s,.granicznymi,.wodami.w.granicach.parku,.istotny-mi.dla.rolnictwa..Niejednokrotnie.to.właśnie.wody.pozo-stałe.są.przyczyną.powodzi,.szczególnie.w.miastach,.gdzie.dawne.cieki,.tzw..„komunalne”,.są.odbiornikami.wód.opa-dowych.z.terenów.utwardzonych.dużej.powierzchni. i.od-biornikami. kanalizacji. deszczowej. dużej. przepustowości..W. celu. ostatecznego. uporządkowania. kontrowersyjnych.„wód.pozostałych”.należy.wszystkie.cieki.naturalne.wymie-nić.enumeratywnie.w.akcie.prawnym.w.randze.rozporzą-dzenia.lub.przyjąć,.że.naturalne.są.tylko.te,.które.znajdują.się.w.MPHP.

Proponowane. zmiany. mają. na. celu. usprawnienie. zarzą-dzania. zasobami. wodnymi. oraz. planowanie. i. dystrybucje.środków.finansowych.związanych.z.gospodarowaniem.zaso-bami.wodnymi. i.utrzymaniem. śródlądowych.wód.publicz-nych.stanowiących.własność.Skarbu.Państwa.

Konwent. Dyrektorów. Zarządów. Melioracji. i. Urządzeń.Wodnych. upoważnia. Przewodniczącego. do. przekazania.Marszałkom.Województw.RP.powyższego.stanowiska.Kon-wentu.z.prośbą.o.poparcie.działań.zmierzających.do.zmiany.systemu.zarządzania.gospodarką.wodną.w.zaproponowany.sposób.

87


Występowanie powodzi i innych sytuacji kryzysowych na terenie województwa łódzkiego

W.maju.2010.r..jedna.z.większych.powodzi.w.ostatnich.dziesięcioleciach. nawiedziła. Polskę.. W. wyniku. tak. drama-tycznych.wydarzeń,.na.terenie.województwa.łódzkiego.zosta-ło.podtopionych.279.tys..ha.w.tym.1800.budynków.miesz-kalnych.oraz.wiele.obiektów.użyteczności.publicznej.takich.jak. szkoły,. obiekty. sportowe,. oczyszczalnie. ścieków,. ujęcia.wody..Niestety.ucierpiała. również. infrastruktura,. ponieważ.ok..500.km.dróg.znalazło.się.pod.wodą,.powodując.nieod-wracalne. szkody..Skutkiem.kataklizmu.–. tragiczna. sytuacja.dotknęła.34,5.tys..ludzi.z.całego.województwa.

Udostępnienie jednostkom organizacyjnym Państwowej Straży Pożarnej zasobu Wojewódzkiego Magazynu

Przeciwpowodziowego i Kryzysowego dla woj. łódzkiego

uszkodzonych. dachów. budynków. wydano. z.Wojewódzkie-go.Magazynu.Przeciwpowodziowego.i.Kryzysowego.–.obiekt.magazynowy.w.Białaczowie.ponad.120.szt..plandek.wodo-odpornych,.każda.o.powierzchni.150-200.m2.oraz.4000.mb.liny.do.mocowania.plandek.

Budowa obiektów magazynowych WMPiK

Wyrwy wokół jazu piętrzącego w m. Rożenek gm. Aleksandrów pow. piotrkowski

W. dniach. 19-26. maja. 2010. r.. przeprowadzano. akcję.przeciwpowodziową..W.walce.z.żywiołem.nie.bez.znaczenia.był.użyty.sprzęt..Wojewódzki.Magazyn.Przeciwpowodziowy.i.Kryzysowy.dla.woj..łódzkiego.wydał.na.pomoc.w.ratowaniu.infrastruktury.i.usuwaniu.skutków.powodzi.m.in..worki.po-lipropylenowe.na.piasek,.łopaty.do.piasku,.geowłókninę.i.fo-lię.izolacyjną,.agregaty.prądotwórcze,.przenośne.motopompy.szlamowe,.zapory.przeciwpowodziowe..Rola.wydanych.ma-teriałów.okazała.się.nieoceniona.

Niestety,. daje. się. zauważyć.nasilające. się. zjawiska. atmo-sferyczne.o.niszczycielskiej.sile..Na.przestrzeni.ostatnich.kil-ku.lat.wystąpiły.silne.wiatry.i.trąby.powietrzne.(15.sierpnia.2008.r.),.w.wyniku.których.zginęły.4.osoby.a.30.zostało.ran-nych..Wichury.zniszczyły.770.domów.mieszkalnych..Podob-ne.zjawisko.miało.miejsce.23.lipca.2009.r.

Rok.temu.14-16.lipca.2011.r..na.obszarze.powiatu.opo-czyńskiego,.wichura.zerwała.lub.uszkodziła.dachy.ponad.400.budynków.mieszkalnych.i.gospodarczych..Najbardziej.ucier-piały.gminy:.Białaczów.i.żarnów;.zniszczenia.wystąpiły.także.w.gminach.Paradyż.i.Opoczno..Na.potrzeby.zabezpieczania.

W.związku.z.nasileniem.się.częstości.i.intensywności.wy-stępowania.anomalii.pogodowych.w.ostatnich.latach,.w.celu.umożliwienia.podejmowania.działań.zmierzających.do.prze-ciwdziałania.i.usuwania.skutków.sytuacji.kryzysowych.innych.niż.powódź,.Zarząd.Województwa.Łódzkiego.w.dniu.2.wrze-śnia.2009.r..podjął.uchwałę.Nr.1427/09.rozszerzającą.zadania.istniejącego. magazynu. przeciwpowodziowego.. Rozszerzenie.zadań.przewidzianych.dla.wojewódzkiego.Magazynu.Przeciw-powodziowego.i.Kryzysowego.wiąże.się.z.koniecznością.bu-dowy.czterech.nowych.budynków.magazynowych.na. sprzęt.i.materiały.do.działań.przeciwpowodziowych.i.kryzysowych.

Obecnie.trwają.jeszcze.roboty.budowlano-montażowe.w.po-szczególnych.obiektach.magazynowych..Zakończenie.budowy.wszystkich. obiektów. planowane. jest. na. koniec. października.bieżącego.roku..W.efekcie.Wojewódzki.Magazyn.Przeciwpo-wodziowy.i.Kryzysowy.dla.woj..łódzkiego.będzie.dysponował.powierzchnią.magazynową.wynoszącą.ponad.700.m2.

Podstawa prawna funkcjonowania Wojewódzkiego Magazynu Przeciwpowodziowego i Kryzysowego

Funkcjonowanie. Wojewódzkiego. Magazynu. Przeciwpo-wodziowego.i.Kryzysowego.dla.województwa.łódzkiego.wy-nika.z.następujących.aktów.prawnych:

Obiekt magazynowy CHOJNE Obiekt magazynowy PODDĘBICE

Obiekt magazynowy BIAŁACZÓW Obiekt magazynowy WIELUŃ

88


● Ustawa z 18 lipca 2001 r. Prawo wodne.(tj..Dz.U..z.2012.r..Nr.0,.poz..145)..Zgodnie.z.art..88a..ust..1.cytowanej.usta-wy.ochrona.przed.powodzią.należy.do.zadań.organów.ad-ministracji.rządowej.i.samorządowej.

● Ustawa z 5 czerwca 1998 r. o samorządzie województwa..(tj.. Dz.U.. z. 2001. r.. Nr. 142,. poz.. 1590. z. późn.. zm.)..Zgodnie.z.art..14.ust..1.pkt.9.do.zadań.samorządu.woje-wództwa.należy.wyposażenie.i.utrzymanie.wojewódzkiego.magazynu.przeciwpowodziowego.Wykonywanie.tego.zadania.zostało.powierzone.Wojewódz-

kiemu.Zarządowi.Melioracji.i.Urządzeń.Wodnych.w.Łodzi.na.podstawie.nadanego.Statutu.WZMiUW.w.Łodzi.(Uchwała.Zarządu.Województwa.Łódzkiego.z.01.03.2006.r.).

Udostępnienie jednostkom Państwowej Straży Pożarnej sprzętu stanowiącego zasób WMPiK

Doświadczenia.z.prowadzenia.różnorodnych.akcji.na.te-renie.województwa.łódzkiego.(powodzie,.działania.trąb.po-wietrznych,.zdarzenia.drogowe.i.inne).wykazały,.że.strażacy.zawodowych. jednostek. ratowniczo-gaśniczych. najszybciej,.najskuteczniej.i.profesjonalnie.wykonują.te.zadania.oraz.po-siadają.odpowiednie.kwalifikacje.do.obsługi.specjalistyczne-go.sprzętu.

W.latach.ubiegłych.sprzęt.służący.do.działań.przeciwpo-wodziowych.wydawany.był.z.WMPiK.jednostkom.samorzą-du.terytorialnego.na.podstawie.umów.użyczenia.zawieranych.pomiędzy.Starostami.poszczególnych.powiatów.a.dyrektorem.WZMiUW.w.Łodzi..W.związku.z.pojawiającymi. się.przy-padkami. uszkodzeń. sprzętu. w. wyniku. jego. niewłaściwego.użytkowania,.postanowiono.odstąpić.od.tej.formy.udostęp-niania.zasobu.WMPiK.

W.celu.zapewnienia.profesjonalnej.obsługi.sprzętu.specja-listycznego. stanowiącego. zasób. Wojewódzkiego. Magazynu.Przeciwpowodziowego.i.Kryzysowego,.na.mocy.porozumień.zawartych. pomiędzy. województwem. łódzkim. a. Komendą.Wojewódzką.Państwowej.Straży.Pożarnej.w.Łodzi,.dokonano.w.dniach.23.września.2011.r..oraz.08.marca.br..przekazania.sprzętu.jednostkom.zawodowym.PSP.zlokalizowanym.na.te-renie.województwa.łódzkiego.

Udostępniony.sprzęt.został.rozmieszczony.w.komendach.miejskich/powiatowych. PSP. na. terenie. całego. wojewódz-twa. łódzkiego.. Lokalizacja. sprzętu. zaproponowana. przez.Komendanta. Wojewódzkiego. PSP. w. Łodzi. oraz. uzgod-niona. z.dyrektorem.WZMiUW.w.Łodzi,.wynika. z. anali-zy.występowania.zagrożeń.powodziowych.i.innych.sytuacji.kryzysowych.oraz.potrzeb.jednostek.zawodowych.PSP.wo-jewództwa.łódzkiego.w.zakresie.wyposażenia.w.sprzęt.spe-cjalistyczny.

W.ramach.porozumień.województwo.łódzkie.udostępni-ło.do.użytkowania.jednostkom.PSP.między.innymi:.sprzęt pływający.– 19 szt..(łodzie.ratownicze.i.pontony.wraz.z.wy-posażeniem. na. przyczepach,. silniki. zaburtowe,. stojaki. do.silników),. sprzęt elektryczny i oświetleniowy. – 60 szt..(agregaty.prądotwórcze,.przedłużacze.elektryczne,.tuby.elek-troakustyczne,.najaśnice.z.masztami,.oświetlenie.balonowe.bezcieniowe,. lampy. oświetleniowe. do. dużych. powierzchni.z.masztami),.sprzęt odwadniający.– 53 szt.. (motopompy.przewoźne. wysokiej. wydajności,. przenośne. motopompy.szlamowe. z. osprzętem,. pływające. motopompy. szlamowe).oraz. sprzęt ratunkowy – 4 szt.. (namioty. pneumatyczne.z.osprzętem).

Wartość. sprzętu. specjalistycznego. udostępnionego. jed-nostkom.Straży.Pożarnej.wynosi.3,5 mln zł.

Sprzęt oświetleniowy po-zwala.na.prowadzenie.dzia-łań.ratowniczych.w.warun-kach.nocnych..Jedna.lampa.lub. balon. oświetleniowy.jest.w.stanie.oświetlić.teren.działań.ratowniczych.o.po-wierzchni.do.2500.m2..Wy-obraźmy.sobie,.że.odpowiednio.ustawione.4.lampy.pozwalają.oświetlić.obszar.zbliżony.do.powierzchni.boiska.piłkarskiego..Dodatkowo. światło. z. takich. lamp. jest. światłem. rozproszo-nym.bez.efektu.cienia,.które.nie.oślepia.ratowników.w.czasie.prowadzonych.działań.

Motopompy przewoźne wy-sokiej wydajności. charaktery-zują. się. znacznie. lepszymi. pa-rametrami,. szczególnie. ponad..dwukrotnie.większą.wydajnością.przekraczającą.12.000.litrów.na.minutę,.w.porównaniu.z.moto-pompami.będącymi.obecnie.na.

wyposażeniu. jednostek. ratowniczo-gaśniczych. Państwowej.Straży. Pożarnej. na. terenie. województwa. łódzkiego.. Moto-pompy. umożliwiają. przetłaczanie. zanieczyszczeń. o. średnicy.do.8,5.cm.oraz.umieszczone.są.na.przyczepach.ciężarowych.dostosowanych.do.ciągnięcia.przez.strażackie.wozy.bojowe.

Namioty pneumatyczne.o.po-wierzchni.użytkowej.35.m2.każ-dy,. wyposażone. w. oświetlenie.wewnętrzne.i.nagrzewnice,.mogą.być. wykorzystywane. do. tym-czasowej. ochrony. ewakuowanej.ludności. przed. niesprzyjającymi.warunkami.atmosferycznymi. lub.udzielania.kwalifikowanej.pierwszej. pomocy. osobom. poszkodowanym. w. wyniku. sy-tuacji.kryzysowych..Konstrukcję.nośną.namiotów.stanowią.specjalne.„rękawy”,.które.są.napełniane.powietrzem.poprzez.dmuchawę.będącą.na.wyposażeniu.namiotu.

Łodzie oraz pontony.z.napędem.zaburtowym. pozwalają. na. prowa-dzenie. skutecznych. działań. ratow-niczych.lub.logistycznych.w.warun-kach. powodziowych. np.. ewakuacji.osób.z.zalanych.terenów,.dostarcza-nia.produktów.spożywczych.i.wody.pitnej. dla. powodzian,. ustawiania.zapór.przeciwolejowych.na.rzekach,.transport.do.miejsca.zdarzenia.płetwonurków.i.niezbędnego.sprzętu.przewidzianego.do.działań.ratowniczych,.transportu.worków.z.piaskiem.i.sprzętu.niezbędnego.do.naprawy.wałów.przeciwpowodziowych.

Warto.podkreślić,. że.władze. samorządowe.województwa.łódzkiego,. przekazując. jednostkom. Państwowej. Straży. Po-żarnej. sprzęt. stanowiący. zasób. Wojewódzkiego. Magazynu.Przeciwpowodziowego. i. Kryzysowego,. pokazały. jak. w. nie-konwencjonalny.sposób.można.współdziałać.w.celu.poprawy.bezpieczeństwa.mieszkańców.swojego.województwa.

Jarosław PawlakWZMiUW.w.Łodzi

89

DLA..PRAKTyKI

Wprowadzenie

Budowa.przegród.przeciwfiltracyjnych.z.zawiesin.tward-niejących.jest.jedną.z.głównych.metod.modernizacji.wałów.przeciwpowodziowych.ze.względu.na.możliwość.poprawie-nia. szczelności. wału. bez. konieczności. dużej. przebudowy.korpusu.

Istotnym. elementem. przesłon. jest. trwałość. czy. odpor-ność.zawiesiny.na.destrukcję.związaną.z.czasem.eksploatacji.i.wpływem.zmiennych.warunków.wilgotnościowych. i. tem-peraturowych.. W. przypadku. przegród. przeciwfiltracyjnych.w. wałach. przeciwpowodziowych. mogą. wystąpić. działania.destrukcyjne. pod. wpływem. czynników. zewnętrznych. –. fi-zycznych,.związanych.z.warunkami.klimatycznymi.powodu-jącymi.okresowe.zmiany.temperatury.i.wilgotności,.skutku-jących.skurczem,.pękaniem,.rozsadzaniem.przegrody,.aż.do.całkowitego.rozpadu.materiału.na.drobne.agregaty,.w.wyni-ku.czego.dochodzi.do.zmniejszenia.wytrzymałości.na.ściska-nie.i.zwiększenia.filtracji.

W. artykule. podano. zalecenia. dotyczące. projektowania.i. wykonawstwa. przegród. przeciwfiltracyjnych. z. zawiesin.twardniejących.uwzględniające.występowanie.zmiennych.wa-runków.wilgotnościowych.i.temperatury..Omówiono.zagad-nienia. związane. z.możliwością. powstania. usterek.na. etapie.budowy.oraz.zmianami.powstającymi.w.trakcie.eksploatacji.obwałowań.i.podano.zalecenia.pozwalające.zminimalizować.te.usterki.

Szersze. informacje. na. ten. temat. można. znaleźć. m.in..w.publikacjach.poświeconych.metodom.modernizacji.wałów.[Borys,.2006],.wytycznym.wykonawstwa.[Borys,.2008].oraz.publikacjach.dotyczących.wpływu.warunków.wilgotnościo-wych.i.temperaturowych.na.przegrody.w.wałach.przeciwpo-wodziowych.w.trakcie.ich.eksploatacji.[Borys,.2009;.Borys,.Rycharska,.2008].

Charakterystyka metod wykonywania przegród przeciwfiltracyjnych

Pionowe. przegrody. przeciwfiltracyjne. z. zawiesin. tward-niejących. w. wałach. przeciwpowodziowych. wykonywane. są.w.osi.wału.lub.u.jego.podstawy,.według.jednej.z.poniższych.metod:. wgłębnego.mieszania,. wibracyjna,. szczeliny.kopanej.

Metoda wgłębnego mieszania.polega.na.wykonaniu.za-chodzących.na.siebie.pionowych.kolumn,.o.określonej.śred-nicy.i.długości,.lub.bloków.o.przekroju.prostokątnym,.po-wstałych.przez.mechaniczne.zmieszanie.gruntu.w.korpusie.wału. lub. jego.podłożu. i. zawiesiny. twardniejącej,. tłoczonej.rurociągiem.pod.ciśnieniem.za.pomocą.pomp.w.kontrolo-

wany. sposób..Czynność.mieszania.wykonuje. się. za.pomo-cą.maszyn.wyposażonych.w.specjalne.końcówki.mieszające,.przy. czym. proces. mieszania. należy. powtarzać. kilkakrotnie.w.kierunku.pionowym.w.celu.uzyskania.lepszej.jednorodno-ści. przegrody.przeciwfiltracyjnej..Prędkości. obrotowe.mie-szadła.i.prędkości.jego.podciągania.dobiera.się.odpowiednio.do.rodzaju.gruntu..Mieszanie.wgłębne.odbywa.się.bez.wi-bracji.i.wstrząsów.

Specjalistyczny. sprzęt. powinien. zapewnić. wykonanie.robót.odpowiednio.do.warunków.gruntowych. i.wymagań.określonych. w. specyfikacji. oraz. projekcie. wykonawczym..Zastosowane. urządzenie. musi. zapewnić. pogrążenie. koń-cówki.mieszającej.na.głębokość.podaną.w.projekcie..Kształt.i.umiejscowienie.końcówki.mieszającej.powinny.zapewnić.należyte. wymieszanie. gruntu. z. zawiesiną. twardniejącą. do.konsystencji. homogenicznej.. Zawiesina. pompowana. ze.stacji. mieszania. powinna. zostać. wtłoczona. w. grunt. przez.dysze.wylotowe.na.spodzie.końcówki.mieszającej..Głowica.mieszająca. powinna. mieć. możliwość. uzyskania. minimum.40.obrotów.na.minutę.w.celu. zapewnienia.dobrej.homo-genizacji.materiału.w.przegrodzie..Węzeł.mieszająco-tłoczą-cy.musi.umożliwiać.ciągłe.przygotowywanie.odpowiedniej.ilości.zawiesiny.na.terenie.budowy,.bez.konieczności.posto-ju.sprzętu.w.fazie.mieszania.oraz.kontrolowane.podawanie.zawiesiny.pod.stałym.ciśnieniem,.niezależnie.od.odległości.i.wysokości.pompowania..Układ.sterujący.wiertnicy.powi-nien.być.wyposażony.w.automatyczny.układ.monitorujący,.umożliwiający. bieżące. rejestrowanie. przebiegu. prac,. obej-mujące:. numer. kolumny,. datę. oraz. godzinę. rozpoczęcia.i.zakończenia.wykonywania.kolumny,.czas.mieszania,.ciągły.zapis.głębokości.pogrążenia.końcówki.mieszającej.w.podło-że,.ilość.pompowanej.zawiesiny,.całkowite.zużycie.zawiesi-ny.na.kolumnę.

średnice.kolumn.w.wykonanych.przegrodach.przeciwfil-tracyjnych.wynoszą.na.ogół.0,6-0,8.m.i.wynikają.z.rozmiaru.końcówki.mieszającej. obracanej.w.gruncie..Rozstaw. zacho-dzących. na. siebie. kolumn. należy. przyjąć. tak,. aby. zapewnić.minimalną.szerokość.przegrody.przeciwfiltracyjnej,.wynoszącą.0,30.m..Maksymalna.głębokość.przegrody.zależy.od.możli-wości.sprzętu..Maszyny.stosowane.obecnie.w.Polsce.do.wy-konywania.pojedynczych.lub.podwójnych.kolumn.w.wałach.przeciwpowodziowych. mogą. pracować. do. głębokości. ok...12-15.m..Używając.ciężkiego.sprzętu,.można.osiągnąć.jesz-cze.większe.głębokości.

Przy. projektowaniu. i. wykonawstwie. należy. uwzględnić.podstawowe.wady.tej.metody,.którymi.są:■. mniejsza.wydajność.i.wyższy.koszt.wykonania.w.porów-

naniu.z.pozostałymi.metodami.wykonywania.pionowych.przegród.przeciwfiltracyjnych;

■. trudności.z.uzyskaniem.jednorodnej.mieszaniny.w.grun-tach.bardzo.spoistych;

Prof..dr.hab..inż..MAGDALENA.BORySInstytut.Technologiczno-Przyrodniczy,.Falenty

Przegrody przeciwfiltracyjne z zawiesin twardniejących w korpusach i podłożu wałów przeciwpowodziowych

90

DLA..PRAKTyKI

■. konieczność.bardzo.dokładnego.wytyczenia.kolejnych.ko-lumn.i.utrzymywania.mieszadła.w.pionie.w.celu.zapew-nienia.szczelności.przegrody.Metoda wibracyjna polega. na. tym,. że. uszczelniany.

grunt.jest.rozpychany.na.boki.w.czasie.pogrążania.w.pod-łoże. stalowego. brusa. o. przekroju. dwuteowym. lub. skrzy-dełkowym.pod.wpływem.działania.wibratora.nasadowego..Pompowanie.zawiesiny.twardniejącej,.która.wypływa.przez.dyszę. wylotową. umieszczoną. w. pobliżu. ostrza. elementu.pogrążanego. w. podłoże,. odbywa. się. zarówno. w. fazie. po-grążania,.jak.i.w.czasie.wyciągania.urządzenia..W.fazie.po-grążania. zawiesina.działa. jak.płuczka. i.ułatwia.pogrążanie.urządzenia.w.grunt.oraz.stabilizuje.ściany.szczeliny..W.cza-sie. wyciągania. urządzenia. cała. przestrzeń. szczeliny. zostaje.wypełniona.odpowiednią.zawiesiną.twardniejącą,.która.po.stwardnieniu. tworzy. cienką. przegrodę. przeciwfiltracyjną..Grubość.przegrody.zależy.nie.tylko.od.wymiarów.przekro-ju.poprzecznego.elementu.penetrującego.grunt,.ale.również.–.w. sposób. znaczący.–.od. rodzaju. gruntu.w.miejscu.wy-konywania.przegrody..Przegrody.przeciwfiltracyjne.można.wykonywać. tą. metodą. do. głębokości. ok.. 12-15. m.. Uzy-skanie. szczelności. połączenia. poszczególnych. segmentów.roboczych.przegrody.wymaga.wykonywania.przegrody.we-dług.zasady.„świeży.w.świeży”,.tj..po.kolei.i.z.zachowaniem.odpowiedniego. prowadzenia,. co. ułatwia. nóż. prowadzący,.przyspawany.do.dwuteownika,.lub.część.skrzydełka.wibra-tora.wgłębnego.

W. trakcie.wykonywania.przegrody.konieczne. jest. ciągłe.pompowanie.zawiesiny.i.utrzymywanie.jej.górnego.poziomu.w. rowie. technologicznym..Maksymalne.opadanie.poziomu.zawiesiny.nie.powinno.przekraczać.0,5.m.

Przy. projektowaniu. i. wykonawstwie. należy. uwzględnić.wady.metody.wibracyjnej,.którymi.są:. mała.grubość.przegrody,.która.dodatkowo.w.dużym.stop-

niu.zależy.od.rodzaju.i.stanu.gruntu;. występowanie.zagrożenia.szczelności.przegrody.i.możliwo-

ści.powstania.okien.filtracyjnych,.związane.z.niekontrolo-wanym.zaciskaniem.cienkiej.przegrody.w.niesprzyjających.warunkach.gruntowo-wodnych;

. konieczność. bardzo. dokładnego. wytyczania. kolejnych.miejsc.pogrążania.urządzenia.oraz.utrzymywania.go.w.pio-nie.w.celu.zachowania.szczelności.przegrody;

. oddziaływanie. wibracji. na. obiekty. budowlane. zloka-lizowane. w. pobliżu. miejsca. robót. (w. sąsiedztwie. ta-kich. obiektów. konieczne. jest. stosowanie. wibromłotów.o. zmiennej. częstotliwości. i. amplitudzie. drgań,. z. jed-noczesnym. monitorowaniem. budynków. zagrożonych.wstrząsami);

. zagęszczanie.się.dolnych.partii.podłoża,.uniemożliwiające.uzyskanie. zakładanej. głębokości.przegrody.przeciwfiltra-cyjnej,.szczególnie.w.gruntach.zawierających.frakcje.żwi-rową.i.kamienistą.Przegrody.wykonywane.w.cienkościennej.technologii.wi-

bracyjnej,.w.przypadku.skomplikowanych.warunków.grun-towych.w.korpusie.i.podłożu,.nie.gwarantują.w.pełni.szczel-ności.wału..Należy.każdorazowo.dokonać.analizy,.czy.wyko-nanie.przegrody.gwarantuje.uzyskanie.wymaganej.grubości.i.ciągłości.

Ze. względu. na. duże. prawdopodobieństwo. wystąpienia.uszkodzeń.należy.bardzo.rozważnie.stosować.cienkie.piono-we.przegrody.przeciwfiltracyjne.wykonywane.metodą.wibra-cyjną,.szczególnie.w.obrębie.korpusu.wału.

Metoda szczeliny kopanej polega.na.tym,.że grunt.wydo-byty.z.wąskoprzestrzennego.wykopu,.najczęściej.o.szerokości.od.0,30.do.0,60.m,.jest.sukcesywnie.zastępowany.zawiesiną,.która. po. stwardnieniu. tworzy. przegrodę. przeciwfiltracyjną.o. grubości. zależnej. od. szerokości. narzędzia. zastosowanego.do.kopania.szczeliny.

Przy. projektowaniu. i. wykonawstwie. należy. wziąć. pod.uwagę.podstawowe.wady.tej.metody.tj.:. możliwość.znacznej.sedymentacji.zawiesiny.w.wykopie,. możliwość.wystąpienia.niekontrolowanych.obrywów.ścian.

wykopu.wąskoprzestrzennego,. brak. możliwości. pełnej. kontroli. robót,. szczególnie. do-

kładności.wybrania.gruntu.koparką,. duże.zużycie.zawiesiny.potrzebnej.do.wypełnienia.wyko-

pu,.co.podraża.wykonawstwo.przegrody.Niezależnie.od.stosowanego.osprzętu,.w.przypadku.szcze-

lin.kopanych.część.gruntu.pozostaje.w.wykopie.i.nie.miesza.się.w.pełni.z.zaczynem..Wpływa.to.negatywnie.na.parame-try.wytrzymałościowe.i.filtracyjne.przegrody..W.przegrodach.wykonywanych. w. korpusie. wału. może. to. powodować. po-wstanie. uprzywilejowanych. dróg. filtracji. wpływających. na.bezpieczeństwo. korpusu.. Z. powyższych. względów. wyko-nanie.przegród. technologią. szczeliny.kopanej.powinno.być.ograniczone.do.uszczelniania.podłoża.wałów.

Wskazówki projektowe

Wskazówki. projektowe. uzupełniają. ogólne. wymagania.i. przepisy. obowiązujące. w. projektowaniu. nowych. wałów.przeciwpowodziowych. lub. modernizacji. istniejących. [Roz-porządzenie.Ministra.środ…,.2007]..Decyzja.dotycząca.za-stosowania.przegrody.przeciwfiltracyjnej.w.nowym.lub.mo-dernizowanym.wale.przeciwpowodziowym.wynika.z.analizy.potrzeb.uszczelnienia..Dobór.metody.uszczelnienia.wału.za-leży.od.miejscowych.warunków..W.celu.obiektywnego.po-równania. możliwych. do. zastosowania. metod. uszczelnienia.wału. oraz. różnych. rozwiązań. konstrukcyjnych. przegrody.przeciwfiltracyjnej,.konieczne.staje.się.wprowadzenie.miaro-dajnych.–.najlepiej.ilościowych.–.kryteriów.porównawczych.z.uwzględnieniem.przede.wszystkim.aspektów.technicznych,.a. w. drugiej. kolejności. –. korzyści. ekonomicznych.. Wybór.najtańszego.rozwiązania.jest.bowiem.uzasadniony.tylko.wte-dy,.jeżeli.spełnione.są.założenia.techniczne.

Za.najbardziej.uzasadnione.miary.porównawcze.proponu-je.się.przyjąć:. czas.pojawienia.się.przesiąków.przez.wał.i.podłoże.tn;. wartość.maksymalnego.gradientu.hydraulicznego.w.strefie.

wypływu.wody.imax.lub.ekwiwalentnie.–.maksymalną.pręd-kość.filtracji.wody.w.strefie.wypływu.vmax;

. całkowite. natężenie. przepływu. filtracyjnego. przez. wał.i.podłoże.Q;

. współczynnik.ogólnej.stateczności.wału.F.W.odniesieniu.do.każdej. z.wymienionych.miar.wyzna-

cza.się.odpowiednie.bezwymiarowe.wskaźniki.porównawcze.α dla. wału. przed. i. po. modernizacji.. Zaleca. się. obliczenie.wszystkich.miar.porównawczych.w.warunkach.filtracji.nie-ustalonej,. towarzyszącej. przejściu. projektowej. fali. powo-dziowej.

Dla.pierwszej.miary.porównawczej.odpowiednim.wskaź-nikiem.jest:

0,n

nt t

t=α

0,n

nt t

t=α

91

DLA..PRAKTyKI

gdzie:.tn.jest.czasem.pojawienia.się.przesiąków,.a.indeks.zero.oznacza. (również. we. wszystkich. pozostałych. przypadkach).stan.początkowy.przed.modernizacją.wału.

Gdy.tn ≥.tn,0,.αt.wskazuje,.o.ile.wydłuży.się.czas.przesiąka-nia.wody.przez.wał.i.podłoże.po.wykonaniu.przegrody.prze-ciwfiltracyjnej.

Gdy. uwzględni. się. możliwość. filtracji. zarówno. przez.wał,.jak.i.przez.podłoże,.to.czas.wystąpienia.przesiąków.po.stronie.zawala tn.zależy.nie.tylko.od.samej.konstrukcji.wału.z.przegrodą.oraz.od.budowy.i.stopnia.wodoprzepuszczalno-ści.podłoża,.ale.również.od.początkowej.wilgotności.oraz.ci-śnienia.ssania.w.gruntach.nienasyconych..Jeżeli.korpus.wału.i. podłoże. będą. silnie. zawilgocone,. na. przykład. na. skutek.długotrwałych. opadów. atmosferycznych. lub. przejścia. po-przedniej.fali.powodziowej,.to.przesiąki.pojawią.się.bardzo.szybko.

Zaleca. się.obliczenie. czasu.pojawienia. się.przesiąków.na.skarpie.odpowietrznej.wału.lub.na.powierzchni.terenu.przy.zastosowaniu.metod.numerycznych,.w.warunkach.przepły-wu.nieustalonego..Ciśnienie.ssania.należy.uwzględniać.w.ob-liczeniach.filtracji.nieustalonej.w.suchych. lub.mało.wilgot-nych. gruntach. półprzepuszczalnych. (pyły,. pyły. piaszczyste,.piaski. gliniaste),.w.których.wysokość. ssania.może.osiągnąć.nawet.2.m..Czas.wystąpienia.przesiąków.tn jest.zawsze.krótszy.od. czasu.potrzebnego.do.ustalenia. się.natężenia.przepływu.filtracyjnego.tu..Z.tego.powodu.czas.tu,.który.jest.łatwiejszy.do.oszacowania,.ma.najczęściej. tylko.znaczenie.poglądowe,.a. używanie. jako. wskaźnika. porównawczego.αt. obliczanego.jako.ilorazu:

nie. jest. tak. precyzyjne,. jak. wyznaczanego. za. pomocą. po-przedniego.wzoru.

Gradient.hydrauliczny. jest.miarą. siły.oporu. stawianego.wodzie.filtrującej.przez.grunt,.przy.czym.istotne.znaczenie.ma. jego. wartość. (tzn.. moduł. wektora),. kierunek. i. miej-sce. występowania.. Obliczenie. maksymalnych. gradientów.w.strefie.wypływu.wody.(lub.ekwiwalentnych.prędkości.fil-tracji).ma.związek.z.koniecznością.sprawdzenia.tzw..statecz-ności.wewnętrznej.wału.przeciwpowodziowego..W.praktyce.projektowej.do.sprawdzenia.stateczności.wewnętrznej.wału.w. strefie. wypływu. wody. (lub. przy. drenażu). można. zasto-sować.wskaźniki.porównawcze,.uwzględniając.współczynnik.konsekwencji.zniszczenia,.określony.w.Rozporządzeniu.Mi-nistra.środowiska. [2007]..Odpowiednie.wskaźniki.porów-nawcze.to:

0max,

maxii

i =α .(lub.na.podstawie.prędkości.filtracji:.0max,

maxvv

v =α )

obliczone. dla. warunków. filtracji. nieustalonej. umożliwiają.ocenę.skuteczności.planowanej.przegrody.przeciwfiltracyjnej.

Ważną. miarą. porównawczą. jest. również. całkowite. na-tężenie. przepływu.filtracyjnego.Q,. będące. sumą.przepływu.przez. wał. i. podłoże. w. strefie. pełnego. nasycenia. oraz. prze-pływu.w.strefie.niepełnego.nasycenia,.powyżej.linii.zerowego.ciśnienia.wody.w.porach..Nadmierny.przepływ.może.dopro-wadzić. do. podtopienia. chronionego. terenu. za. wałem. oraz.wydłuża.okres.jego.osuszania.po.przejściu.wezbrania..W.celu.obliczenia. natężenia. przepływu. filtracyjnego. należy. przyjąć.miarodajny. dla. danego. przypadku. przekrój. porównawczy,.

0,u

ut t

t=α

0,u

ut t

t=α

biorąc.pod.uwagę.zwłaszcza.budowę.uwarstwionego.podłoża.gruntowego. i.długość.przegrody.przeciwfiltracyjnej..Odpo-wiedni.wskaźnik.porównawczy.αQ.jest.ilorazem.całkowitego.natężenia.przepływu.filtracyjnego,.obliczonego.w.warunkach.przepływu. nieustalonego. przed. wykonaniem. przegrody. Q0.i.potem.Q,.tj.:

W. odniesieniu. do. ogólnej. stateczności. wału. porówna-nie. obejmuje. współczynniki. stateczności. F. i. F0,. obliczone.z.uwzględnieniem.ciśnienia.wody.w.porach,.wywołanego.fil-tracją.wody.przez.wał.i.podłoże.w.strefie.nasyconej.i.nienasy-conej,.tzn.:

W.warunkach.przepływu.nieustalonego.nie.dochodzi.do.wystąpienia. takich. samych. ciśnień. wody. w. porach. w. wale.i.podłożu,.jak.w.warunkach.przepływu.ustalonego,.ze.wzglę-du.na.zatrzymanie.wody.w.porach.oraz.opory.towarzyszące.przepływowi.wody.przez.grunt..Z.tego.powodu.współczyn-niki. stateczności.wału,. obliczone. z. założeniem.filtracji. nie-ustalonej,.mają.z. reguły.większe.wartości.niż.w.warunkach.filtracji.ustalonej,.co.ma.większe.znaczenie.dla.wiarygodnej.oceny.wartości.bezwzględnych.F.i.F0.niż.wskaźnika.porów-nawczego.αF.

Obliczenie.wartości.wskaźników.α.umożliwia.nie.tylko.obiektywne.porównanie.zastosowania.różnych.wariantów.przegrody.przeciwfiltracyjnej,.ale.również.–.w.uzasadnio-nych.przypadkach.–.analizę.optymalizacyjną.ograniczenia.filtracji.przez.wał. i.podłoże. ze.względu.na.przyjęte.kry-terium.lub.kryteria.(np..wybór.najtańszego.rozwiązania),.z. jednoczesnym. spełnieniem. założonych. warunków. po-prawy.bezpieczeństwa.budowli,.wyrażonych.wskaźnikami.αt,.αi,.αQ.i.αF.

Dopuszczalne.jest.operowanie.także.szacunkowymi.kryte-riami.do.określenia.konieczności.uszczelnienia.korpusu.wału.i.podłoża..Konieczność.uszczelnienia.korpusu.wału.powinna.wynikać.z.analizy.budowy.i.oceny.stanu.istniejącego.korpu-su,.z.uwzględnieniem.że:. czas. wystąpienia. przesiąków. na. skarpie. odpowietrznej.

wału.w.warunkach.przepływu.nieustalonego. jest.krótszy.od.czasu.piętrzenia.wody.przez.wał;

. gradient.lub.prędkość.filtracji.przez.korpus.wału.w.strefie.wypływu.wody.po.uwzględnieniu.współczynnika.konsek-wencji.zniszczenia.są.większe.lub.zbliżone.do.wartości.do-puszczalnych;

. stateczność.ogólna.korpusu.wału.i.podłoża.w.warunkach.filtracji.ustalonej. jest.mniejsza.od.wartości.wymaganych.dla.danej.klasy.wału;

. woda. filtrująca. przez. wał. przyczynia. się. do. podtopienia.terenu.chronionego.(w.warunkach.ustalonych.ocenia.się,.że.takie.zagrożenie.występuje,.jeżeli.natężenie.przepływu.przez.wał.przekracza.1–2.m3/d/mb).Podjęcie.decyzji.o.uszczelnieniu.podłoża.obwałowania.po-

winno.być.poprzedzone.analizą.następujących.przesłanek:n. czas.filtracji.nieustalonej.przez.podłoże.jest.krótszy.od.cza-

su.piętrzenia.wody;n. gradient.lub.prędkość.filtracji.przez.podłoże.w.strefie.wy-

pływu.wody.po.uwzględnieniu.współczynnika.konserwa-

0QQ

Q =α0QQ

Q =α

0FF

F =α0FF

F =α

92

DLA..PRAKTyKI

cji.zniszczenia.są.większe.lub.zbliżone.do.wartości.dopusz-czalnych;

n. występuje. niebezpieczeństwo. przebicia. hydraulicznego.słabo. przepuszczalnej. warstwy. gruntu. zalegającej. na. po-wierzchni.terenu.(o.ile.występuje);.jednocześnie.przyjmuje.się,. że. jeżeli.warstwa. słabo.przepuszczalna.ma.miąższość.w.granicach.od.⅓.do.½.H1,.to.przebicie.hydrauliczne.nie.powinno.wystąpić;

n. woda.filtrująca.przez.podłoże.przyczynia.się.do.podtopie-nia.terenu.chronionego.W. rozważaniach. projektowych. dotyczących. przyjęcia.

odpowiedniej. długości. przegrody. przeciwfiltracyjnej. po-winno. się. uwzględniać. zarówno. miąższość. warstwy. prze-puszczalnej,.jak.i.budowę.podłoża.gruntowego..Zagłębienie.przegrody.w.podłoże.powinno.wynosić.od.dwóch.do.trzech.wysokości.piętrzenia.wody.przez.wał,.przy.czym.zagłębienie.wynoszące. ok.. 3. wysokości. piętrzenia. powinno. się. stoso-wać. w. przypadkach. przechodzenia. wału. przez. starorzecza.lub/gdy.na.zawalu.znajdują.się.obiekty.zabytkowe.albo.duże.osiedla.mieszkaniowe.

Nie.należy.projektować.przegród.całkowicie.blokujących.przepływ.wody.i.sięgających.do.stropu.dolnej.warstwy.nie-przepuszczalnej.w.podłożu,.ponieważ.odcina.się.możliwość.naturalnego.spływu.wód.gruntowych.do.rzeki,.co.może.po-wodować. podtopienie. zawala.. Minimalna. miąższość. nie-uszczelnionej. strefy. pod. przegrodą. powinna. być. równa. co.najmniej.wysokości.piętrzenia.wody.przez.wał.

Wał.i.jego.podłoże.należy.uszczelnić.pionową.przegro-dą.przeciwfiltracyjną.umieszczoną.centralnie.w.korpusie.wału,.jedynie.gdy.w.wyniku.obliczeń.filtracji.i.stateczno-ści. stwierdzi. się.konieczność.uszczelnienia. zarówno.kor-pusu,. jak. i. podłoża. oraz. gdy. nie. ma. możliwości. wyko-nania.prac.modernizacyjnych.od.strony.odwodnej.wału..Najczęściej. wymagane. jest. wówczas. poszerzenie. korony.wału.do.4-5.m,.np..przez.obniżenie.korpusu.na.okres.re-alizacji. prac. uszczelniających.. W. przypadku. przegrody.umieszczonej. centralnie. w. wale. należy. także. dodatko-wo.sprawdzić.obliczeniowo.stateczność.skarpy.odwodnej.w.warunkach.bez.piętrzenia.wody,.z.obciążeniem.wodami.powodziowymi.na.obszarze.międzywala.oraz.po.szybkim.opadnięciu.tych.wód.

W.przypadku.projektowania.uszczelnień.korpusu.obwa-łowania. w. postaci. ekranów. z. geomembrany. lub. bentoma-ty,. współpracujących. z. przegrodą. przeciwfiltracyjną,. należy.sprawdzić. obliczeniowo. (oprócz. stateczności. skarpy. odpo-wietrznej). również. stateczność. skarpy. od. strony. odwodnej.w.następujących.warunkach:▲. bez.piętrzenia.wody;▲. w. czasie. piętrzenia. do. najwyższego. poziomu. wody,.

z. uwzględnieniem. ciśnienia. wody. w. porach. w. korpusie.wału. i. podłożu.oraz. zredukowanych,. z. powodu.nawod-nienia.gruntu,.sił. tarcia.w.warstwie.kontaktowej.między.gruntem.a.ekranem;

▲. szybkiego.obniżania.się.zwierciadła.wody.i.filtracji.skiero-wanej.ku.skarpie.odwodnej.Należy.także.zwrócić.uwagę,.że.potencjalna.utrata.sta-

teczności. warstwy. gruntu. przykrywającej. ekran. uszczel-niający.może.nastąpić.na.skutek.poślizgu.na.powierzchni.ekranu. lub. –. w. przypadku. ekranów. wielowarstwowych.–.na.styku.poszczególnych.warstw.tworzących.taki.ekran..Dlatego. w. przypadku. ekranów. wielowarstwowych. obli-czenia.sprawdzające.należy.wykonywać.w.odniesieniu.do.

wszystkich. warstw. kontaktu,. zakładając. poślizg. po. wy-muszonej.płaszczyźnie.

Podstawowe właściwości zawiesin twardniejących

Zawiesina.twardniejąca,.zgodnie.z.ogólną.definicją.poda-ną.w.normie.PN-EN.1538:2002.to.„zawiesina,.która.tward-nieje.z.upływem.czasu..Jest.to.zawiesina.zawierająca.cement.lub.inne.spoiwo.oraz.dodatkowe.materiały,.jak.ił.(bentonit),.granulowany.żużel.wielkopiecowy.lub.popioły.lotne,.wypeł-niacze.i.domieszki”.

W.normie.PN-EN.1538:2002.podano.następującą.cha-rakterystykę. zawiesiny. twardniejącej:. „Zawiesiny. tward-niejące. są.ogólnie. stosowane.do.wykonywania.prefabryko-wanych. ścian. szczelinowych,. ścian. z. „zawiesiny. zbrojonej”.oraz. przegród. przeciwfiltracyjnych.. Zawiesiny. służą. jako.ciecz. stabilizująca. podczas. głębienia. oraz,. wraz. z. drobny-mi.frakcjami.rodzimego.gruntu,.tworzą.finalny.stwardniały.materiał..Właściwości.zawiesiny.należy.tak.dostosować,.aby.zapewnić.zadowalające.zachowanie.w.czasie.wykonawstwa..Może.być.konieczne.użycie.domieszek.w.celu.dostosowania.urabialności.podczas.głębienia.i.osadzania.elementów,.a.tak-że.czasu.wiązania,.uwzględniając.możliwy.wpływ.temperatu-ry.oraz.składników.chemicznych.gruntu.i.wody.gruntowej..Właściwości.stwardniałego.materiału,.jakie.są.potrzebne.do.poszczególnych. zastosowań. (np.. przepuszczalność,. wytrzy-małość,. odkształcalność),. łącznie. z. metodami. ich. badań,.należy.tak.określić,.by.ściana.spełniała.stawiane.wymagania.funkcjonalne”.

Do. wykonywania. przegród. przeciwfiltracyjnych. w. wa-łach.przeciwpowodziowych.stosuje.się.zawiesiny,.zawierają-ce.cement.portlandzki.lub.hutniczy,.bentonit.sodowy.oraz.wypełniacze.w.postaci.żużla,.popiołu.lub.mączki.wapiennej..Zawiesiny.sporządza.się.z.gotowych.mieszanin,.opracowa-nych. przez. producentów. na. potrzeby. rynku,. lub. przygo-towuje.na.miejscu.budowy.z.dowiezionych.komponentów,.co.wymaga.zastosowania.odpowiednich.węzłów.mieszalni-czych. i.dozowników..W.celu.przygotowania.zawiesiny.su-che.składniki.miesza.się.z.wodą,.spełniającą.warunki.normy.PN-EN.1008:2004,. stosując.wysokoobrotowe.mieszalniki.koloidalne. (do. 1200. obrotów. na. minutę),. umożliwiające.właściwe.wymieszanie.i.aktywację.bentonitu.

Zawiesiny. bezpośrednio. po. wytworzeniu. znajdują. się.w.stanie.płynnym,.natomiast.po.stwardnieniu.nabierają.cech.słabej.zaprawy.cementowej.

Parametry.zawiesiny.dobiera. się.w.dużej.mierze.zależnie.od.metody.wykonywania.przegrody.przeciwfiltracyjnej.oraz.od. przyjętych. założeń. projektowych.. W. typowych. projek-tach. modernizacji. wałów. przeciwpowodziowych. na. ogół.przyjmuje. się,. że.współczynnik.filtracji.k.w.czystej. zawiesi-nie.po.28.dobach.dojrzewania.pobranej.próbki.nie.powinien.przekraczać.1∙10–8.m/s,.a.wytrzymałość.na.ściskanie.fc.powin-na.być.co.najmniej. równa.0,5.MPa..Współczynnik.filtracji.k.materiału.przegrody.wykonanej. in situ,.będącego.miesza-niną.zawiesiny.z.resztkami.gruntu,.nie.powinien.przekraczać.1∙10–7.m/s,.a.wytrzymałość.na.ściskanie.fc.powinna.wynosić.co.najmniej.0,3.MPa.

Parametry. zawiesiny. i. materiału. przegrody,. które. należy.brać.pod.uwagę,.ustalając.skład.zawiesiny.stosowanej.do.wy-konywania.przegród.przeciwfiltracyjnych.w.wałach.przeciw-powodziowych.z.wykorzystaniem.poszczególnych.metod,.za-mieszczono.w.tabeli.

93

DLA..PRAKTyKI

Kontrola jakości wykonania przegród przeciwfiltracyjnych

Kontrolę.jakości.wykonania.przegród.przeciwfiltracyjnych.powinno.się.wykonywać.w.trzech.etapach,.tzn..przed.przy-stąpieniem.do.wykonawstwa.robót,.w.trakcie.ich.wykonywa-nia.i.po.wykonaniu.przegrody.

Kontrola. przed przystąpieniem do wykonawstwa ro-bót. powinna. obejmować. sprawdzenie. materiałów. przewi-dzianych.do.zastosowania.w.zależności.od.warunków.grun-towo-wodnych.na.poszczególnych.odcinkach. robót,.w. tym.również.pod.kątem.aprobat.technicznych,.deklaracji.zgodno-ści.i.atestów,.oraz.sprawdzenie.receptury.zawiesiny.twardnie-jącej,.jej.gęstości,.lepkości.i.czasu.wiązania.

W.przypadku.przegród.wykonywanych.metodą.wgłębne-go.mieszania.i.szczeliny.kopanej.zaleca.się.także.wykonanie.w.warunkach.laboratoryjnych.próbek.zawiesiny.wymieszanej.

z.miejscowym.gruntem..Próbki. te.należy.następnie.poddać.badaniom.wytrzymałości.na.ściskanie.i.badaniom.wodoprze-puszczalności. w. celu. wstępnego. potwierdzenia. możliwości.osiągnięcia. zakładanych. parametrów. przegrody. w. miejscu.budowy..Miarodajne.do.oceny.są.wyniki.badań,.wykonanych.po.28.dobach.dojrzewania.próbek.

Kontrola. w trakcie wykonywania przegrody. powinna.obejmować:a). materiały.stosowane.do.wytworzenia.zawiesiny.twardnie-

jącej.(należy.sprawdzić.dokumenty.dostawy.każdej.partii.materiału);

b).podstawowe. parametry. zawiesiny. twardniejącej,. przygo-towanej.w.mieszalniku,.badane.przed.jej.wpompowaniem.w.podłoże:

. . gęstość.(co.najmniej.raz.na.zmianę.roboczą,.niezależnie.od.pomiarów.wykonywanych.w.każdym.zarobie.przez.wykonawcę.robót);

. . lepkość. (na. początku. robót. i. każdorazowo. w. razie.zmiany.receptury.lub.składników.zawiesiny);

. . odstój.wody.(na.początku.robót.i.każdorazowo.w.razie.zmiany.receptury.lub.składników.zawiesiny);

c). ilość.zawiesiny.pompowanej.w.czasie.oraz.sumaryczne.zu-życie.na.segment.lub.kolumnę;

d).poziom.zawiesiny.w.rowie.technologicznym;e). parametry.geometryczne.przegrody.w.trakcie.jej.realizacji.

(głębokość,.pionowość.i.konieczne.zazębienie.segmentów.lub.kolumn);

f ). badania. próbek. materiału. świeżo. wykonanej. przegrody.(należy.pobrać.w.dniu.wykonania.przegrody.co.najmniej.2.próbki.na.każde.100.m.długości.przegrody.wzdłuż.wału),.obejmujące.sprawdzenie:

. . gęstości,

. . czasu.wiązania.(z.wyjątkiem.przegród.wykonywanych.metodą.wgłębnego.mieszania),

. . wytrzymałości. na. ściskanie. i. wodoprzepuszczalności.(po.28.dobach.dojrzewania.próbek).

Kontrola.w. trakcie.wykonywania. robót.ma.bardzo.duże.znaczenie. dla. oceny. jakości. przegrody,. która. pozostaje.w.przeważającej.części.zakryta..W.tej.sytuacji.szczególną.rolę.odgrywa.zastosowany.system.oprzyrządowania.pomiarowego.i.automatycznej.rejestracji.głównych.parametrów.produkcyj-nych,.co.powinno.być.jednym.z.głównych.kryteriów.wyboru.odpowiedniej.technologii.i.wykonawcy.robót.

Kontrola po wykonaniu przegrody,. do. której. można.przystąpić.po.upływie.co.najmniej.28.dób.od.wykonania.od-cinka..Powinno. się. ją.przeprowadzić. zgodnie. z.programem.badań.kontrolnych,.dostosowanym.do.zastosowanej.metody.i.określonym.w.projekcie..Zalecane.badania.kontrolne.obej-mują.niżej.wymienione.elementy:a). odkrywki.przegrody,.które.należy.wykonać.w.losowo.wy-

znaczonych.miejscach.(powinno.ich.być.co.najmniej.5.na.1.km.długości.przegrody);.badania.w.odkrywce.powinny.obejmować:

. . wizualną.ocenę.przegrody.pod.kątem.jakości.materia-łu,.pionowości.i.ciągłości,

. . przewierty. poprzeczne. w. celu. sprawdzenia. grubości.przegrody,

. . odwierty.rdzeniowe.w.celu.pobrania.próbek.do.bada-nia.wytrzymałości. i.wodoprzepuszczalności.oraz.kon-troli.jednorodności.materiału.przegrody,

. . wykonanie.zdjęć.odsłoniętej.przegrody.w.celach.doku-mentacyjnych;

TAbelA 1Wymagane właściwości zawiesin twardniejących stosowanych do wyko-nywania przegród przeciwfiltracyjnych w wałach przeciwpowodziowych

Właściwości Jed-nostki Wartości Oznaczenie według

1 2 3 4

Stężenie.naturalnych.pierwiastków.promieniotwórczych.w.zawiesinie.(jeśli.jest.taka.potrzeba.ze.względu.na.poszczególne.składniki)–.f1–.f2

.

.

.

––

.

.

.

≤2,0≤400

Rozporządzenie.Rady.Ministrów….[2007].

Właściwości.świeżej.zawiesiny

Gęstość.objętościowa:–.metoda.wgłębnego.mieszania–.metoda.wibracyjna(wartości.dopuszczalne.w.korzystnych.warunkach.gruntowych,.tj..w.pia-skach.grubych,.średnich.i.drobnych)–.metoda.szczeliny.kopanej

Mg/m3

1,30–1,501,50–1,60

(1,35–1,40)..

1,15–1,40

PN-EN..12350-6:2001

Lepkość.umowna. s/l do.50PN-EN.1538:2002..

(czas.wypływu.z.lejka.Marsha)

Odstój.wody.dobowy.–.metoda.wibracyjna.i.szczeliny.kopanej % do.4 PN-85/G-02320

Czas.wiązania–.początek–.koniec

doby do.10do.20

PN-EN..196-3:2006

Właściwości.stwardniałej.zawiesiny

Wytrzymałość.na.ściskanie.jedno-osiowe.po.28.dobach. MPa min..0,5 PN-EN..

12390-3:2002

Współczynnik.filtracji.po.28.dobach m/s ≤10–8metody.laboratoryjne,.jak.dla.gruntów.słabo.

przepuszczalnych

Właściwości.materiału.w.przegrodzie.przeciwfiltracyjnej

Wytrzymałość.na.ściskanie.jedno-osiowe.po.28.dobach:–.wszystkie.metody–.metoda.wibracyjna.i.szczeliny.kopanej

MPa min..0,3max..1,5

PN-EN..12390-3:2002

Współczynnik.filtracji.po.28.dobach m/s <10–7

metody.terenowe.i.laboratoryjne,.jak.dla.gruntów.słabo.przepuszczalnych

94

DLA..PRAKTyKI

b).wiercenia.pionowe.(5.na.1.km.wału).w.celu.sprawdzenia.głębokości.przegrody.(zwłaszcza.w.przypadku.braku.auto-matycznej.rejestracji.w.czasie.robót).oraz.w.celu.zbadania.wodoprzepuszczalności.in situ;

c). ewentualne.przewierty.ukośne. lub.poziome. (5.na.1.km.wału).w.celu.sprawdzenia.grubości.przegrody.Końcowy.odbiór.przegrody.przeciwfiltracyjnej.powinien.

nastąpić.na.podstawie.dokumentacji.powykonawczej,.która.musi.zawierać.m.in.:n. zestawienie.zbiorcze.wykonanych.robót.w.układzie.dzien-

nym.(oprócz.wydruków.z.automatycznej.rejestracji);n. opracowanie. wyników. badań. kontrolnych. (oprócz. załą-

czenia.samych.wyników.badań);n. deklaracje.zgodności.lub.atesty.zastosowanego.materiału.

Niedopuszczalne. jest. odbieranie. wykonanych. przegród.przeciwfiltracyjnych. jedynie. na. podstawie. badań. geofizycz-nych,.ponieważ.nie.określa.się.w.nich.parametrów.wytrzyma-łościowych.i.filtracyjnych.przegrody.

Podstawowe przyczyny uszkodzeń przegród przeciwfiltracyjnych z zawiesin twardniejących

i możliwości ich ograniczenia

W. przegrodach. przeciwfiltracyjnych. wykonywanych.z. użyciem. zawiesin. twardniejących. mogą. wystąpić. różne.uszkodzenia,. którym. w. znacznym. stopniu. można. przeciw-działać.

W.cienkich.przegrodach,.wykonywanych.metodami.wi-bracyjną.i.szczeliny.kopanej,.występują.najczęściej.nieszczel-ności,.związane.z.wystąpieniem.na.etapie.wykonawstwa:. upłynnieniem.gruntu,. lokalnym.wypieraniem.zawiesiny,. powstawaniem.nieciągłości.(okien.filtracyjnych).w.wyni-

ku.zablokowania.dopływu.zawiesiny.w.głąb.szczeliny,. powstawaniem.nieciągłości.przegrody.w.wyniku.wypłuki-

wania.zawiesiny.przez.wodę.gruntową.Upłynnieniu na.skutek.wibracji.mogą.podlegać.nawod-

nione. grunty. piaszczyste. i. pylaste,. zwłaszcza. równoziarniste.piaski.i.pyły.piaszczyste.w.stanie.luźnym.lub.nawet.w.dolnej.strefie.stanu.średnio.zagęszczonego..Tego.rodzaju.grunt.może.wpływać.do.wykonywanej.szczeliny..Jego.gęstość.jest.z.reguły.większa.od.gęstości.zawiesiny,.w.związku.z.czym.wypiera.on.zawiesinę.ze.szczeliny..Na.podstawie.badań.określono,.że.grun-ty.podatne.na.upłynnienie.mają.następujące.właściwości:. średnica. ziaren:. 95%. przesiewu. w. przedziale. od. 0,1.

do. 2,0. mm,. 10%. przesiewu. w. przedziale. od. 0,04. do.0,3.mm;

. wskaźnik.różnoziarnistości.U.<.5;. wskaźnik.porowatości.e >.0,68;. spójność.c.<.10.kN/m2.

Lokalne wypieranie zawiesiny. zdarza. się. najczęściej.w. przypadku. występowania. w. korpusie. lub. podłożu. wału.gruntów.miękkoplastycznych..Podczas.wwibrowywania.bru-sa/skrzydełka.takie.grunty.ulegają.rozparciu.i.ściśnięciu,.na-tomiast.po.jego.wyciągnięciu.grunt.ulega.odprężeniu.i.może.wypierać.zawiesinę.ze.szczeliny..Odprężanie.gruntu.jest.rów-nież.przyśpieszane.przez.wibracje,. towarzyszące.wykonywa-niu.następnych.segmentów.przegrody.

Powstawanie nieciągłości.w wyniku zablokowania do-pływu zawiesiny w głąb szczeliny.. W. przypadku. wystę-powania.luźnych.i.bardzo.suchych.gruntów.w.korpusie.lub.podłożu.uszczelnianego.wału.może.nastąpić. szybki.odpływ.

wody.z.zawiesiny..Następstwem.tego.jest.zwiększenie.gęsto-ści. zawiesiny. i. powstawanie. grubych. korków. filtracyjnych,.które. mogą. zablokować. dopływ. zawiesiny. do. dolnej. części.szczeliny.

Powstawanie nieciągłości przegrody w wyniku wypłu-kiwania przez wodę gruntową może.nastąpić.w.przypadku.przepływu. wód. gruntowych. w. podłożu,. zwłaszcza. w. war-stwach.gruntu.o.dużej.wodoprzepuszczalności..Dotyczy. to.przede.wszystkim.okresu.wykonywania.przegrody. i.wiąza-nia. zawiesiny,. kiedy. silny. przepływ. wody. jest. szczególnie.niebezpieczny,. ponieważ. łatwo.wypłukuje. spoiwo.wiążące..W. pewnych. przypadkach. problemem. może. być. również.długotrwałe. oddziaływanie. filtrującej. wody. na. przegrodę,.zwłaszcza. jeżeli. skład. chemiczny. wody. stymuluje. oddzia-ływanie. agresywne. (zjawisko. to. występuje. jednak. częściej.w.barierach.ochronnych.składowisk.odpadów.niż.w.wałach.przeciwpowodziowych).

Grubsze. przegrody,. o. zalecanej. szerokości. co. najmniej.0,30. m,. wykonywane. metodą. szczeliny. kopanej,. szczeliny.ciągłej. lub. kolejnych. sekcji. oraz. wgłębnego. mieszania,. są.w.mniejszym.stopniu.narażone.na.pierwsze.trzy.z.wymienio-nych.zagrożeń.szczelności..Mogą.w.nich.natomiast.wystąpić.nieszczelności.na skutek wadliwego połączenia poszczegól-nych sekcji lub kolumn,.szczególnie.jeżeli.przegroda.ma.być.stosunkowo. głęboka.. W. głębokich. wykopach. wąskoprze-strzennych,.których. ściany. są.utrzymywane.w. równowadze.dzięki.podtrzymującemu.oddziaływaniu.zawiesiny.(podobnie.jak.w.przypadku.ścian.szczelinowych),.mogą.także.wystąpić.uszkodzenia. spowodowane.obrywami ścian,.które.powsta-ją.na. skutek.oddziaływań.mechanicznych,.nieodpowiedniej.gęstości.zawiesiny.lub.przyśpieszonej.sedymentacji.zawiesiny.w.warunkach.niedostatecznej.stabilności.mieszaniny.spoiwa.hydraulicznego.z.wodą.zarobową..Na.powyższe.uszkodzenia.stosunkowo. najmniej. narażone. są. przegrody. wykonywane.metodą.wgłębnego.mieszania.gruntu.

W okresie eksploatacji. przegród. przeciwfiltracyjnych.w. wałach. przeciwpowodziowych. można. się. spodziewać.działania.wpływów.zewnętrznych.–.fizycznych,.związanych.z.warunkami.klimatycznymi.powodującymi.okresowe.zmia-ny.temperatury.i.wilgotności.powodujących.postępującą.de-gradację.

Badania. stanu.wybudowanych.przegród.przeciwfiltracyj-nych. z. zawiesin. twardniejących. po. kilku. (3-4). latach. eks-ploatacji.wałów.przeciwpowodziowych.wykazały,.że.w.miarę.upływu.czasu.następują.zmiany.w.materiale.tworzącym.prze-grody.[Borys,.2009].

Ogólnie.stwierdzono,.że.materiał.w.przegrodzie.przeciw-filtracyjnej.charakteryzuje.się.największą.wytrzymałością.bez-pośrednio.po.jej.wybudowaniu,.a.po.kilku.latach.jej.eksplo-atacji.–.wyraźnie.maleje.(nawet.o.60%)..Zmiany.wytrzyma-łości.zachodzą.w.różnym.tempie.i.zakresie.w.poszczególnych.częściach.przegrody.oraz.w.dużym.stopniu.zależą.od.charak-teru.występujących.w.nich.warunków. termiczno-wilgotno-ściowych.

Największe.niekorzystne.zmiany.wytrzymałości.występują.w.przypadku.zawiesin.poddawanych.cyklicznemu.zamraża-niu.i.odmrażaniu,.przy.czym.zmiany.te.są.większe.w.warun-kach.pełnego.nasycenia.wodą.[Borys,.Rycharska,.2008]..Już.po.kilku.cyklach.mrożenia.pojawiają.się.liczne.szczeliny.i.pęk-nięcia.na.powierzchni.próbek,.a.następnie.dochodzi.do.ich.rozpadu.(rozkruszenia)..Tym.samym.zwiększa.się.współczyn-nik.filtracji. i.przegroda.traci.właściwości.przeciwfiltracyjne..

95

DLA..PRAKTyKI

Mniej.intensywnie.pękanie.zachodzi.w.przypadku.mieszanin.zawiesin.z.piaskiem,.jak.to.ma.miejsce.w.przypadku.przegród.wykonywanych.metodą.wgłębnego.mieszania.

Na.zachowanie.się.zawiesiny.mogą.również.mieć.wpływ.warunki.chemiczne.podłoża..Obserwacje.poczynione.w.trak-cie.budowy.przegrody.przeciwfiltracyjnej.w.gruntach.orga-nicznych,.a.więc.w.środowisku.kwaśnym,.wykazały.wyraźne.wydłużenie.czasu.wiązania.materiału..Podobnie.niekorzystny.wpływ.mogą.mieć.grunty.antropogeniczne.zawierające.różne.związki.chemiczne.

Przy. wykonawstwie. robót. metodą. szczeliny. kopanej.stwierdzono,. że. wykonawcy. stosują. często. w. łyżkach. i. ku-bełkach. koparek. otwory,. które. powodują,. że. część. urobku.nie.zostaje.wydobyta.ze.szczeliny.lecz.dostaje.się.do.zawiesi-ny.wypełniającej.wykop.i.w.tej.zawiesinie.pozostaje..Wpływa.to.na.oszczędności.wykonawcy.w. ilości. zawiesiny,. zwiększa.wytrzymałość.przegrody,.ale.zwiększa.współczynnik.filtracji.przegrody..W.dolnych.partiach.przegrody.są.na.ogół.bardziej.piaszczyste.. Należy. przestrzegać. zasady,. że. przy. wykonaw-stwie. przegród. możliwie. największa. ilość. gruntu. powinna.być.wydobywana.ze.szczeliny.i.nie.należy.stosować.w.łyżkach.i.kubełkach.koparek.otworów.

Niezależnie.od.stosowanego.osprzętu.w.przypadku.szcze-lin.kopanych,.część.gruntu.pozostaje.w.wykopie.i.nie.mie-sza.się.w.pełni.z.zaczynem..Wpływa.to.negatywnie.na.pa-rametry.wytrzymałościowe.i.filtracyjne.przegrody..W.przy-padku.przegród.wykonywanych.w.korpusie.wału.może. to.powodować. powstanie. uprzywilejowanych. dróg. filtracji.wpływających.na.bezpieczeństwo.korpusu.wału..Z.powyż-szych.względów.wykonanie.przegród.technologią.szczeliny.kopanej.powinno.być.ograniczone.do.uszczelniania.podłoża.obwałowań.

Podstawowe zasady wykonania przegród przeciwfiltracyjnych

Jakość.przegród.przeciwfiltracyjnych.wykonywanych.z.za-wiesin.twardniejących.można.polepszyć,.a.niebezpieczeństwo.powstawania.ich.uszkodzeń.znacznie.ograniczyć,.przestrzega-jąc.podstawowych.zasad..Najważniejsze.z.nich.obejmują:. dokładne. rozpoznanie. warunków. gruntowo-wodnych.

w.miejscu.budowy.przegrody;. wybór. odpowiedniej. metody. wykonania. przegrody. oraz.

parametrów.zawiesiny.(receptury,.gęstości. itd.),.dostoso-wanych.do.aktualnych.warunków.gruntowo-wodnych;

. dobór.odpowiedniego.sprzętu.do.wykonania.przegrody;. wykonanie. w. rejonie. najgorszych. warunków. gruntowo-

wodnych.próbnego.odcinka.przegrody,.którą.po.kilkuna-stu.dniach.należy.odsłonić.i.zbadać.jej.ciągłość;

. odstąpienie.od.wykonywania.metodą.wibracyjną.wąskich.przegród.w.gruntach.drobnoziarnistych.i.spoistych.w.sta-nie.płynnym,.miękkoplastycznym.lub.plastycznym;

. bardzo. staranne. wykonywanie. przegród. w. korpusach.wałów;

. ograniczenie. ryzyka. powstania. nieciągłości. w. wąskich.przegrodach,. wykonywanych. metodą. wibracyjną,. na.skutek. upłynnienia. gruntu. lub. wypierania. zawiesiny.przez.dobieranie.odpowiedniej.gęstości.zawiesiny.(zaleca-na.gęstość.ρ.≥.1,5.g/cm3,.przy.czym.w.korzystnych.wa-runkach.gruntowych,.tzn..w.piaskach.grubych,.średnich.i.drobnych,. gęstość. zawiesiny.może.być. zmniejszona.do..1,35-1,40.g/cm3);

. zastosowanie. przegród. przeciwfiltracyjnych. z. zawiesin.twardniejących.w.gruntach.organicznych.i.antropogenicz-nych,. zwłaszcza. zawierających. odpady. i/lub. agresywną.wodę.gruntową,.musi.być.poprzedzone.badaniami.przy-datności.w.specjalistycznym.laboratorium;

. wykonywanie. robót. w. warunkach. atmosferycznych,. za-pewniających. w. okresie. wiązania. zawiesiny. utrzymanie.temperatury.w.wykopie.powyżej.5°C;

. niezwłoczne. zabezpieczanie. i. przykrywanie. świeżo. wy-konanej.przegrody.z. zawiesiny. twardniejącej.w.okresach.przymrozków.lub.dużego.nasłonecznienia;

. uwzględnianie.w.rozwiązaniach.projektowych.odpowied-niej.grubości.przykrycia.przegrody,.wynoszącej.od.1,0.do.1,2. m,. ze. względu. na. możliwość. degradacji. przegrody.i.utraty.jej.funkcji.uszczelniającej.pod.wpływem.działania.mrozu;

. ograniczenie.uszczelniania.pionową.przegrodą.przeciwfil-tracyjną,.umieszczoną.centralnie.w.korpusie.wału,.jedynie.do.przypadków,.gdy.w.wyniku.obliczeń.filtracji.i.statecz-ności.stwierdzi.się.konieczność.uszczelnienia.zarówno.kor-pusu,.jak.i.podłoża.oraz.gdy.nie.ma.możliwości.wykona-nia.prac.modernizacyjnych.od.strony.odwodnej.wału.

LITErATUrA

1.. Borys.M.:.2006..Metody.modernizacji.obwałowań.przeciwpowodzio-wych.z.zastosowaniem.nowych.technik.i.technologii..Falenty:.Wydaw..IMUZ.ss..126

2.. Borys.M.:.2008..Wytyczne.wykonawstwa.pionowych.przegród.prze-ciwfiltracyjnych.z.zawiesin.twardniejących.w.korpusach.i.podłożu.wa-łów.przeciwpowodziowych..Materiały.instruktażowe.125/9..Procedu-ry..Wydawnictwo.IMUZ.Falenty.ss..20

3.. Borys.M.:.2009..Badania.stanu.przegród.przeciwfiltracyjnych.z.zawie-sin. twardniejacych. w. wałach. pzreciwpowodziowych. po. kilkuletniej.eksploatacji..Wiadomosci.Melioracyjne.i.Łąkarskie,.nr.4/2009.s..174-179

4.. Borys.M.,.Rycharska.J.:.2008..Wpływ.przemarzania.i.zmian.wilgotno-ści.na.przegrody.przeciwfiltracyjne.z.zawiesin.twardniejących.w.wałach.przeciwpowodziowych..Wydawnictwo.IMUZ.ss..73

5... Rozporządzenie. Ministra. środowiska. z. dnia. 20. kwietnia. 2007. r..w.sprawie.warunków.technicznych,.jakim.powinny.odpowiadać.obiek-ty.budowlane.gospodarki.wodnej.i.ich.usytuowanie..Dz.U..2007.nr.86.poz..579

6... Rozporządzenie.Rady.Ministrów.z.dnia.2.stycznia.2007.r..w.sprawie.wymagań. dotyczących. zawartości. naturalnych. izotopów. promienio-twórczych,. potasu. K-40,. radu. Ra-226. i. toru. Th-228. w. surowcach.i.materiałach.stosowanych.w.budynkach.przeznaczonych.na.pobyt.lu-dzi.i.inwentarza.żywego,.a.także.w.odpadach.przemysłowych.stosowa-nych.w.budownictwie.oraz.kontroli.zawartości.tych.izotopów..Dz.U..2007.nr.4.poz..29

Normy związane1... PN–EN. 1538:2002.. Wykonawstwo. specjalnych. robót. geotechnicz-

nych..ściany.szczelinowe.2.. PN-EN. 14679:2006..Wykonawstwo. specjalnych. robót. geotechnicz-

nych..Metoda.wgłębnego.mieszania.gruntu.3.. PN-85/G-02320..Wiertnictwo..Cementy.i.zaczyny.cementowe.do.ce-

mentowania.w.otworach.wiertniczych.4.. PN-EN.1008:2004..Woda.zarobowa.do.betonu..Specyfikacja.pobiera-

nia.próbek,.badanie.i.ocena.przydatności.wody.zarobowej.do.betonu,.w.tym.wody.odzyskanej.z.procesów.produkcji.betonu.

5.. PN-EN.196-3:2006..Oznaczanie.czasów.wiązania.i.stałości.objętościo-wej.

6.. PN-EN.12390-3:2002..Badania.betonu..Cz..3..Wytrzymałość.na.ści-skanie.próbek.do.badania.

7.. PN-EN. 12350-6:2001.. Badania. mieszanki. betonowej.. Cz.. 6.. Gę-stość.

n

96

ARTyKUŁ..SPONSOROWANy

Dr.inż..JANUSZ.RUTKOWSKI*Dr.hab..inż..JERZy.ByKOWSKI**Dr.inż..TADEUSZ.PAWŁOWSKI*Prof..dr.hab..inż..CZESŁAW.PRZyByŁA**Mgr..inż..MAREK.SZyCHTA*

*Przemysłowy.Instytut.Maszyn.Rolniczych.w.Poznaniu**Katedra.Melioracji,.Kształtowania.środowiska.i.Geodezji,Uniwersytet.Przyrodniczy.w.Poznaniu

Założenia technologiczne wielozadaniowej maszyny nowej generacji

do konserwacji i odbudowy rowów i kanałów melioracyjnychCzęść II. Osprzęt do robót ziemnych

Wprowadzenie

W. pracy. przedstawiono. założenia. technologiczne. ma-szyny. nowej. generacji. przeznaczonej. do. mechanizacji. ro-bót. konserwacyjnych. oraz. kopania. i. odbudowy. rowów.i. kanałów. melioracyjnych.. W. pierwszej. części. artykułu.omówiono.ogólne.założenia.technologiczne.maszyny.oraz.osprzęt.do.koszenia.i.zagospodarowania.roślinności,.w.czę-ści.drugiej.–.osprzęt.do.robót.ziemnych..Konstrukcja.wie-lozadaniowej.maszyny.jest.obecnie.opracowywana.w.Prze-mysłowym. Instytucie. Maszyn. Rolniczych. w. Poznaniu,.w.ramach.projektu.Programu.Operacyjnego.Innowacyjna.Gospodarka.na.lata.2007-2013,.pt.:.„Technologia.i.nowej.generacji. urządzenie. wielozadaniowe. do. regeneracyjnego.kształtowania. otwartych. cieków. wodnych”. (nr. projektu:.WND-POIG.01.03.01-00-165/09,.realizowanego.w.okre-sie.01.10.2009.–.31.12.2012.roku).

Założenia technologiczne osprzętu do robót ziemnych

Etapem. wstępnym. w. procesie. projektowania. parame-trów.osprzętu.do. robót. ziemnych. (odbudowa. istniejących.czy.kopanie.nowych.rowów.melioracyjnych).było.określe-nie.wymiarów.przekroju.poprzecznego.rowu,.które.w.wa-runkach.Polski.można.uznać.za.typowe..Na.podstawie.prze-prowadzonych. analiz. stwierdzono,. że. w. systemach. melio-racyjnych. występują. rowy. osuszająco-nawadniające. oraz.rowy.zbiorcze.i.główne,.charakteryzujące.się.następującymi.wymiarami:●. szerokość.dna.rowu.nie.mniejsza.od.0,4.m,● głębokości.rowów.w.przedziale.od.0,7.(0,6).do.1,5.m,● nachylenie.skarp.od.1:1.do.1:3.

Projektowany.proces.technologiczny.kopania.rowu.melio-racyjnego.będzie.prowadzony.przy.użyciu.dość.powszechnie.stosowanych.obecnie.frezarek.i.obejmie.następujące.etapy:● kopanie.tzw..wstępne,.przy.wykorzystaniu.jednej.frezarki

rotacyjnej,● kopanie.właściwe.–.kształtowanie.rowu.o.określonych.wy-

miarach,.przy.wykorzystaniu. jednej. lub.dwóch. frezarek ślimakowych,.frezujących.poszczególne.warstwy.gleby,

● rozplantowanie.urobku.na.powierzchni.terenu.sąsiadują-cego.z.rowem.lub.wywiezienie.poza.obszar.robót.

Technologia kopania nowych rowów nawadniająco-osuszających (głębokość 0,6-0,7 m)

Analizy.wykazały,. że.minimalna.głębokość. rowów.w. sy-stemach. nawadniająco-odwadniających. wynosi. 0,6-0,7. m..Technologia.kopania.rowu.o.takiej.głębokości.sprowadza.się.do.dwóch.etapów..Etap.pierwszy.polega.na.kopaniu.wstęp-nym,. przy. wykorzystaniu. frezarki. rotacyjnej,. wykonującej.wykop.na.maksymalną.głębokość.wynikającą.z.cech.funkcjo-nalnych.urządzenia.(w.tym.przypadku.0,55.m)..Kąt.nachyle-nia.skarpy.wynoszący.32°.jest.wynikiem.ustawienia.tarcz.ob-róbkowych.w.frezarce.rotacyjnej.(rys. 1a)..Drugi.etap.robót.będzie. realizowany. przy. zastosowaniu. frezarki. ślimakowej.(rys. 1b),.która.zbiera.ostatnie.warstwy.gruntu.przy.jedno-czesnym.wydobywaniu. go.na.powierzchnię. rowu..Frezarka.ślimakowa.wyposażona.zostanie.w.dołączany.tzw..pług,.który.umożliwia. jednoczesne.pogłębianie.danego.rowu..Zarówno.frezarka.ślimakowa.jak.i.frezarka.rotacyjna.będą.zawieszane.od.czoła.maszyny.

frezy 700 700

1500

40032°

obrotowe kształtowe

frez ślimakowy

zgarniak dna (pług)

Rys. 1. Schematy narzędzi stosowanych do wykonania rowów płytkich (0,6-0,7 m): a) frezarka rotacyjna kształtowa (trapezo-

wa), b) frezarka ślimakowa

a) b)

Schemat.warstwowego.wykonania.rowów.płytkich.przez.frezowanie.w.kolejnych.przejściach.maszyny.przedstawiono.na.rysunku2.

Projektowane. schematy. technologiczne. kopania. rowów.nawadniająco-osuszających. (głębokość. 0,6-0,7. m). przy. za-stosowaniu.maszyny.nowej.konstrukcji.przedstawiono.w.ta-beli 1.

97


Cechy. funkcjonalne. frezarki. ślimakowej. umożliwiają.kopanie. rowów. o. dowolnie. ustalonych. szerokościach. dna..Wówczas. kopanie. polegać. będzie. na. frezowaniu. kolejnych.warstw.gleby.w.skarpie.rowu.(rys. 3)..Wymiary.uzyskanego.wykopu.zależą.od.liczby.przejść.roboczych.–.tu.przykładowo.3.przejścia. frezem.kształtowym.trapezowym.i.8.przejść. fre-zem.ślimakowym..Grubość.warstw.zależy.od.kategorii.grun-tu,.co.wiąże.się.z.różnym.stopniem.oporów.roboczych.

W.celu.zwiększenia.wydajności.kopania.rowu.o.większej.szerokości.rozważa.się.możliwość.zastosowania.dwóch.freza-rek.ślimakowych.obrabiających.skarpy.podczas.jednego.prze-jazdu.(rys. 4.)

strefa obrabiana frezem trapezowym

strefa obrabiana

1734

859

32°

frezem ślimakowym

700

Rys. 2. Schemat procesu warstwowego wykonania rowów nawadniająco–osuszających (głębokości 0,6-0,7 m) w kilku eta-

pach przejazdu maszyny

TAbelA 1Schematy technologiczne wykonania rowów płytkich (0,6-0,7 m)

przy użyciu maszyny nowej konstrukcji

Etap I..Wykonanie.rowu.frezarką.rotacyjną;.głębokość.rowu.0,55.m,.szerokość.dna.0,7.m,.pełne.kopanie:.3.przejazdy

Etap II..Pogłębianie.rowu.przy.zastosowaniu.frezarki.ślimakowej;.druga.frezarka.ślimakowa.umieszczona.na.wysięgniku.maszyny.rozprowadza.wydobytą.ziemię.w.okolicy.rowu,.głębokość.całkowita.rowu.0,7.m,.szerokość.dna.ok..0,86.m,..pełne.kopanie:.2.przejazdy

700

859

Zagospodarowanie.urobku.(gruntu).–.rozplantowanie.spycharką.(maszyna.dodatkowa,.typowa).wzdłuż.krawędzi.wykopu.lub.załadunek.na.środek.transportu.i.wywóz

700

859

Rys. 3. Schemat procesu warstwowego wykonania rowów me-lioracyjnych (głębokości 0,6-0,7 m) z zastosowaniem frezarki

kształtowej i ślimakowej przy dowolnej szerokości dna

32°3149

700

2274

Rys. 4. Schemat technologiczny wykonania rowów płytkich (0,6-0,7 m) o zwiększonej szerokości dna, przy użyciu maszyny nowej konstrukcji z wykorzystaniem dwóch frezarek ślimakowych

Technologia kopania nowych rowów nawadniająco-osuszających (głębokość 1,5-1,7 m)

W.zależności.od.funkcji,.rowy.melioracyjne.w.systemach.nawadniająco-odwadniających. mogą. osiągać. głębokość..1,5-1,7.m.i.więcej..Należą.do.nich.rowy.zbiorcze.oraz.głów-ne..Głębokość.taką.mają.również.rowy.stanowiące.odbiorni-ki.wody.z.systemów.drenarskich.w.gruntach.ornych..Kopa-nie.rowu.o.takich.głębokościach.wymaga.prowadzenia.robót.w.czterech.etapach..Dwa.pierwsze.etapy.(I.i.II).umożliwiają.uzyskanie.rowu.o.głębokości.1,1.m,.a.pozostałe.etapy.III.i.IV.pozwalają.pogłębić. rów.do.głębokości.1,7.m..Etapy. I. i. III.wykonania.rowu.prowadzone.są.przy.wykorzystaniu.frezarki.rotacyjnej.a.etapy.II.i.IV.za.pomocą.frezarki.ślimakowej..Do-datkowo,.frezarka.ślimakowa.musi.być.wyposażona.w.część.przedłużającą,.która.umożliwi.wydobywanie.urobku.na.po-wierzchnię.terenu.(rys. 5).

700

1500

2100

400

Rys. 5. Schemat frezarki ślimakowej z dołączoną częścią przedłużającą (kolor niebieski) do kopania rowów głębokich

(1,5-1,7 m)

98


Na.rys. 6.i.w.tabeli 2.przedstawiono.etapy.procesu.frezo-wania.rowów.o.głębokości.1,5-1,7.m,.z.zastosowaniem.fre-zarki.ślimakowej..Zamysł.technologii.opiera.się.na.warstwo-wym. wybieraniu. gruntu. przez. frezarki. i. jej. zagłębianiu. do.uzyskania.wymaganej.rzędnej.dna.rowu.

Technologia kopania nowych rowów melioracyjnych frezarką ślimakową o różnych nachyleniach skarp

Kopanie. rowów.melioracyjnych.o. różnych.nachyleniach.skarpy. w. stosunku. do. płaszczyzny. pionowej. jest. możliwe.poprzez. zmianę. położenia. kątowego. frezarki. ślimakowej..W.pierwszym.etapie.kopania.rowu.frezarka.rotacyjna.kształ-tuje.skarpę.nachyloną.pod.stałym.i.niezmiennym.kątem.wy-noszącym.32°,. odpowiednio. zgodnym. z.nachyleniem. tarcz.frezujących. urządzenia.. Drugi. etap. polega. na. pogłębieniu.rowu. frezarką. ślimakową. zaopatrzoną. w. pług.. Trzeci. etap.jest.etapem.głównym,.gdyż.tutaj.przeprowadzany.jest.proces.kształtowania.skarpy.nachylonej.pod.określonym.kątem..Po-szczególne.warstwy.przeznaczone.do.frezowania.w.zależności.od.kąta.jej.pochylenia.przedstawia.rys. 7.

3746

550

1124

1674

1643

32°

Rys. 6. Schemat procesu warstwowego wykonania rowów zbior-czych i głównych (głębokość 1,5-1,7 m), z zastosowaniem fre-

zarki ślimakowej

Pełny. proces. technologiczny. wykonania. rowów. o. głę-bokości. 1,5-1,7.m.przy.użyciu.maszyny.nowej. konstrukcji.przedstawiono.w.tabeli.2.

Rys. 7. Schemat procesu warstwowego wykonania rowów o różnych nachyleniach skarp z zastosowaniem frezarki ślimakowej

TAbelA 2Schematy technologiczne wykonania rowów (głębokość 1,5-1,7 m)

przy użyciu maszyny nowej konstrukcji

Etap I..Wykonanie.rowu.z.zastosowaniem.frezarki.kształtowej,.głębokość.rowu.0,55.m,.szerokość.dna.0,7.m,.pełne.kopanie:.3.przejazdy

Etap II..Pogłębianie.i.kształtowanie.rowu.przy.wykorzystaniu.frezarki.ślimakowej.–.metoda.warstwowa,.z.jednoczesnym.zagospodarowaniem.urobku.(gruntu).przez.rozplantowanie.wzdłuż.krawędzi.wykopu.lub.załadunek.na.środek.transportu.i.wywóz..Do.przemieszczenia.urobku.na.większą.odległość.od.krawędzi.skarpy.można.użyć.drugą.fre-zarkę.ślimakową.zamocowaną.na.wysięgniku.maszyny.rozgarniającej.głębokość.rowu.do.1,1.m,.szerokość.dna.do.2,35.m,.pełne.kopanie:.10.przejazdów

2331

1124

1124

2331

Etap III..W.przypadku.rowów.o.głębokości.powyżej.1,1.m.kontynuuje.się.wykonanie.wykopu.ponownie.frezarką.rotacyjną.w.dnie.wcześniej.wykopanego..Urobek.jest.odkła-dany.na.tzw..półce.(powstałej.w.miejscu.dna.rowu.z.poprzedniego.etapu.II).pełne.kopanie:.3.przejazdy

2331

Etap IV..Ostateczne.pogłębianie.i.kształ-towanie.rowu.przy.wykorzystaniu.dwóch.frezarek.ślimakowych,.jedna.frezarka.wyko-nuje.wykop.i.składuje.urobek.na.tzw..półce,.druga.frezarka.transportuje.urobek.z.półki.na.powierzchnię.terenu.do.dalszego.zagospo-darowania.(rozplantowanie.lub.załadunek.na.środek.transportu.i.wywóz).głębokość.rowu.do.1,7.m,.szerokość.dna.do.1,65.m,.pełne.kopanie:.4.przejazdy

1643

1674

1519

1124

32°50°

Technologia kopania nowych rowów melioracyjnych z zastosowaniem łyżki kopiącej

Nowe.rowy.melioracyjne.można.będzie.również.wykony-wać.przy.zastosowaniu.typowej.łyżki kopiącej,.zamocowanej.na. wysięgniku. nowo. projektowanej. maszyny.. Podstawowa.zaleta.takiego.rozwiązania.polega.na.tym,.że.wydobyty.uro-bek.może.być.bezpośrednio.składowany.na.środek.transpor-tu,.w.celu.wywiezienia.poza.obszar.robót.

Proces. technologiczny. wykonania. rowów. przy. wykorzy-staniu.łyżki.kopiącej.w.maszynie.przedstawiono.w.tab. 3.

TAbelA 3Schematy technologiczne wykonania rowów przy użyciu maszyny no-

wej konstrukcji wyposażonej w łyżkę kopiącą

Faza.początkowa.wykonania.wykopu.z.zasto-sowaniem.łyżki.kopiącej..Wydobyty.urobek.(grunt).jest.przenoszony.bezpośrednio.na.środek.transportu

Faza.końcowa.wykonania.wykopu.z.zasto-sowaniem.łyżki.kopiącej.–.kształtowanie.skarpy.z.określonym.nachyleniem;.łyżka.kopiąca.ma.mechanizm.obrotowy.(tzw..tiltrotator),.dzięki.któremu.może.pracować.w.różnych.położeniach..Dodatkowo.przewi-dziano.częściową.automatyzację.sterowania.manipulatorem

Technologia odbudowy rowów melioracyjnych

Podczas.odbudowy.zamulonych.rowów.melioracyjnych.ro-boty.można.ograniczyć.do.fragmentu.skarpy..Schemat.tech-

99


nologiczny. warstwowej. odbudowy. rowu. przez. frezowanie.w.takiej.sytuacji.przedstawiono.na.rys. 9.oraz.w.tabeli 4.

Podsumowanie

Z.przeprowadzanych.badań,.analiz.i.opracowanych.sche-matów.technologicznych.wynika,.że:–.. zaproponowano.dwie.metody.kopania.i.regeneracji.ro-

wów. melioracyjnych. –. przy. użyciu. łyżki. koparkowej.i.za.pomocą.aktywnych.frezów.(kształtowego.freza.tra-pezowego.i.bocznego.freza.ślimakowego.z.lemieszem);.badania. wydajności. obu. metod. będą. tematem. przy-szłych.badań,

–.. frezy.aktywne.mogą.być.z.powodzeniem.zastosowane.tak-że.do.operacji.odmulania.rowu,

–.opracowane.technologie.wykonania.nowych.rowów.mogą.zostać. wykorzystane. do. regeneracji. rowów,. których. sto-pień.zamulenia.(ponad.40.cm).wymaga.odbudowy.inwe-stycyjnej,

–.nowe. lub. zregenerowane. skarpy. rowów. melioracyjnych.o.dużym.nachyleniu.powinny.zostać.odpowiednio.umoc-nione,

–.dla.zapewnienia.właściwego.spadku.dna.rowu.zapropono-wano.zastosowanie.technologii.GPS.o.dokładności.na.po-ziomie.pojedynczych.centymetrów;.obecnie.trwają.prace.badawcze.w.tym.zakresie,

–.przedstawione.założenia.technologiczne.są.obecnie.weryfi-kowane.na.prototypie.maszyny.pracującej.na.terenie.Spół-ki.Wodnej.Melioracji.Nizin.Obrzańskich.

n

2115

1124

Rys. 9. Schemat procesu warstwowej regeneracji rowu meliora-cyjnego z zastosowaniem frezarki ślimakowej

TAbelA 4Schematy technologiczne regeneracji rowów melioracyjnych

bez konieczności odtwarzania skarp

Etap I..Wykonanie.rowu.z.zastosowaniem.frezarki.rotacyjnej,.pełne.kopanie:.1.przejazd

Etap II..Poszerzanie.i.kształtowanie.rowu.przy.wykorzystaniu.frezarki.ślimakowej,.z.jednoczesnym.zagospodarowaniem.urob-ku.(gruntu).przez.rozplantowanie.wzdłuż.krawędzi.wykopu.lub.załadunek.na.środek.transportu.i.wywóz..Pełne.kopanie:.6.przejazdów 2115

1124

W.przypadku,.gdy.istnieje.konieczność.odtworzenia.całej.szerokości.skarpy.rowu.w.projektowanej.technologii.roboty.należy. przeprowadzić. według. schematów. przedstawionych.w.tabeli 5.

TAbelA 5Schematy technologiczne regeneracji rowów melioracyjnych

z koniecznością odtworzenia całej szerokości skarp

Pełne.odtworzenie.skarpy.wymaga.wykona-nia.tzw..półki.podtrzymującej,.dzięki.czemu.ograniczone.jest.ryzyko.obsunięcia.się.ziemi.po.zakończeniu.całego.procesu

Na.wykonaną.półkę.podtrzymującą.nanosi.się.urobek.(grunt),.który.należy.poddać.zagęszczeniu.warstwami.po.ok..20.cm

2115

1124

regeneracja ubytków w skarpach rowu melioracyjnego

Wskutek. oberwania. (obsunięcia). skarpy. rowu. meliora-cyjnego. pojawia. się. ubytek. w. jego. przekroju. poprzecznym.a.na.dnie. zalega.obsunięty. grunt..W. takim.przypadku.na-leży.jak.najszybciej.przystąpić.do.naprawy.aby.zapobiec.po-większaniu. się. uszkodzenia.. Przykład. deformacji. przekroju.poprzecznego. spowodowanego. obsunięciem. skarpy. rowu.przedstawiono.na.rys. 10,.a.projektowany.proces.technolo-giczny.regeneracji.takiego.profilu.przy.użyciu.nowej.maszyny.przedstawiono.w tabeli 6.

Rys. 10. Przykład deformacji przekroju poprzecznego rowu me-lioracyjnego wskutek oberwania (obsunięcia) skarpy

TAbelA 6Schematy technologiczne regeneracji profilu poprzecznego rowów melioracyjnych po oberwaniu (obsunięciu) skarpy

W.celu.zapobiegnięcia.ponownego.obsunię-cia.skarpy.wykonujemy.półkę,.przy.wykorzy-staniu.frezarki.ślimakowej;.materiał.(grunt).wydobyty.ze.skarpy.oraz.z.dna.rowu.usypuje.się.w.przestrzeni.objętej.ubytkiem.

Usypany.w.półce.grunt.poddajemy.zagęsz-czeniu.warstwami.o.miąższości.ok..20.cm

W.przypadku.wystąpienia.niebezpieczeństwa.ponownego.obsunięcia.się.skarpy.należy.zastosować.jeden.z.technicznych.sposobów.umacniania,.np..brukowanie

100

Prof. dr hab. inż. Mikołaj Nazaruk (1925-2012)

WSPOMNIENIA

20.lutego.2012.roku.zmarł.prof..dr.hab..inż..Mikołaj.Nazaruk,.wybitny.łąkarz,.naukowiec,.na-uczyciel. akademicki,. wychowawca. i. społecznik,.członek. Kolegium. Redakcyjnego. Wiadomości.Melioracyjnych.i.Łąkarskich.w.latach.1996-2009.

Mikołaj. Nazaruk. urodził. się. 29. grudnia.1925. r.. we. wsi. Gradoczno. na. Białostocczyźnie.w. rodzinie. chłopskiej.. Okres. okupacji. sowiec-kiej. i. niemieckiej. spędził. w. rodzinnej. wsi. pra-cując. w. gospodarstwie. rodziców..W. listopadzie.1944.r..na.ochotnika.wstąpił.do.Wojska.Polskie-go.i.ukończył.Oficerską.Szkołę.Piechoty..W.paź-dzierniku.1945.r..został.przeniesiony.do.rezerwy.

Studiował.na.Wydziale.Rolniczym.w.latach.1947-1952.uzyskując.stopień.inż..rolnika.i.mgr.nauk.agrotechnicznych.w.zakresie.uprawy.łąki.i.pastwisk..W.roku.1966.uzyskał.stopień.doktora.nauk.rolniczych.na.Wydziale.Rolniczym,.a.w.roku.1980.stopień.dr..hab..nauk.technicz-nych.na.Wydziale.Melioracji.Wodnych..Zarówno.praca.doktorska.jak.i.rozprawa.habilitacyjna.zostały.wyróżnione.Nagrodą.Ministra.Szkolnic-twa.Wyższego.i.Nauki..Tytuł.profesora.nadzwyczajnego.nauk.rolniczych.otrzymał.w.1988.r.,.a.stanowisko.profesora.zwyczajnego.w.1994.r.

Bezpośrednio. po. ukończeniu. studiów. podjął. pracę. w. Kate-drze.Uprawy.Łąk.i.Pastwisk.u.prof..Jana.Grzymały.na.stanowisku.asystenta..W. latach. 1955-1965. organizował. i. kierował. Doświad-czalnym.Polem.Łąkarskim.w.RZD.Chylice..Rozwinął.tam.bardzo.szeroką.działalność.doświadczalną. i.wdrożeniową.w.zakresie.efek-tywności.nawodnień.łąk.na.tle.zróżnicowanego.nawożenia,.doboru.komponentów.do.mieszanek.na.łąki.i.pastwiska,.możliwości.orga-nizacji. i. prowadzenia. intensywnej. gospodarki. pastwiskowej.w. re-jonie. Polski. środkowej.. Założenia. metodyczne. tych. doświadczeń.stały.się.podstawą.dla.prowadzenia.badań.w.kraju.oraz.wspólnych.badań.w.byłych.krajach.RWPG.dotyczących.azotowego.nawożenia.łąk. i. pastwisk..W. latach. 1961-1964. pracował. także. na. pół. etatu.w.Zakładzie.Użytków.Zielonych.IMUZ.

W.1965. r..przeszedł.na.Wydział.Melioracji.Wodnych,.do.Ka-tedry. Przyrodniczych. Podstaw. Melioracji,. kierowanej. przez. prof..Prończuka..Poszerzył.tam.tematykę.badawczą.o.zagadnienia.związa-ne.z.zadaniami.Wydziału.Melioracji.takimi.jak:.ocenę.efektywności.inwestycji.melioracyjnej.na.użytkach.zielonych.i.gruntach.ornych,.rolniczego. wykorzystania. ścieków. komunalnych. na. użytkach. zie-lonych. w. aspekcie. gospodarczym. i. ochrony. środowiska.. Poligo-nem.doświadczalnym.były.łąki.i.pastwiska.w.RZD.w.Puczniewie..Prowadził. także. badania. terenowe. dotyczące. oceny. biologicznych.umocnień.wałów.przeciwpowodziowych.oraz. skarp. regulowanych.cieków.wodnych,.metodyki.programowania.zmian.warunków.sie-dliskowych.na.terenach.przyzbiornikowych..Podsumowaniem.Jego.działalności.badawczo-wdrożeniowej.było.koordynowanie.w.latach.1992-1995.badań. i.demonstracji.dotyczących.oceny.przydatności.bezuprawowej.technologii.siewu.do.odnawiania.runi.łąk.i.pastwisk.na.glebach.organicznych.i.podatnych.na.erozję,.realizowanych.we.współpracy. z.Uniwersytetem.Wisconsin,.Fundacją.na.Rzecz.Roz-woju.Polskiego.Rolnictwa.i.Akademią.Rolniczą.w.Lublinie.

Dorobek.naukowy.Profesora.obejmuje.łącznie.ok..360.opraco-wań.i.artykułów,.z.których.215.to.prace.opublikowane,.w.tym.75.prace.oryginalne,.9.podręczniki,.książki.i.skrypty..Resztę.stanowią.prace.popularno-naukowe.i.wdrożeniowe..Prace.niepublikowane.to.ekspertyzy,.projekty.i.opracowania.naukowe..Wygłosił.ponad.100.referatów.naukowych.w.kraju.i.za.granicą.

Dydaktyka.była.pasją.Profesora..Prowadzone.przez.Niego.zaję-cia.odznaczały.się.dużym.zaangażowaniem,.solidnym.przygotowa-

niem.oraz.zdolnością.przekonywania.słuchaczy..Miał. życzliwy. stosunek. do. młodzieży,. ale. był.wymagający..Prowadził.wykłady. i. ćwiczenia.na.studiach. stacjonarnych,. zaocznych. i. podyplo-mowych.z.uprawy. łąk. i.pastwisk,.podstaw.rol-nictwa,. rolniczego. użytkowania. terenów. zme-liorowanych.. Upowszechniał. także. posiadaną.wiedzę.rolniczą.poza.uczelnią,.na.wielu.kursach.szkoleniowych. dla. służby. melioracyjnej,. łąkar-skiej,.zootechnicznej.i.in..Był.autorem.i.współ-autorem. licznych. podręczników. i. skryptów..Z. podręczników. szczególnie. dużym. uznaniem.cieszyła. się. książka. „Gospodarka. pastwiskowa”.

wydana.w.1972.i.1976.r..Do.masowego.szkolenia.opracował.ulotki.i.plakaty,.które.ukazały.się.w.nakładzie.ponad.3.mln..Występował.w.programie.„Naukowcy.rolnikom”..Miał.także.znaczące.osiągnię-cia.w.rozwoju.młodej.kadry..Był.promotorem.64.prac.magisterskich.i.2.przewodów.doktorskich,.oraz.autorem.licznych.recenzji.rozpraw.doktorskich.i.habilitacyjnych,.ocen.dorobku.naukowego.w.związku.z.wnioskiem.o.nadanie.tytułu.naukowego.profesora.

Pracując.w.Katedrze.Przyrodniczych.Podstaw.Melioracji.oprócz.zajęć.dydaktycznych.pełnił.różne.funkcje.organizacyjne:.opiekuna.grup. studenckich,. pełnomocnika. dziekana. ds.. praktyk. robotni-czych,.kierownika.Studium.Podyplomowego.w.latach.1984-1986..W. latach. 1982-1986. był. kierownikiem. Katedry. Przyrodniczych.Podstaw.Melioracji,.a.w.latach.1987-1990.prodziekanem.Wydziału.Melioracji.i.Inżynierii.środowiska..Przez.4.kadencje.pracował.w.Ko-misji.Rektorskiej.ds..Rolniczych.i.Leśnych.Zakładów.SGGW.

Niezależnie.od.wymienionej.działalności.związanej.z.nauką.i.dydak-tyką,.poczynając.od.czasów.studenckich,.uczestniczył.w.pracach.społecz-nych.funkcjonujących.wówczas.na.uczelni.i.poza.nią.organizacji.społecz-nych.i.politycznych..Miał.w.tym.zakresie.wyróżniające.osiągnięcia.

Profesor. był. odznaczony. Medalem. Zwycięstwa. i. Wolności.(1945),.Krzyżem.Kawalerskim.Orderu.Odrodzenia.Polski.(1979),.Złotym.Krzyżem.Zasługi.(1973),.Medalem.Komisji.Edukacji.Na-rodowej.(1987).oraz.innymi.odznaczeniami..Za.osiągnięcia.nauko-we.i.dydaktyczne.był.trzykrotnie.wyróżniony.Nagrodami.Ministra.oraz.wielokrotnie.nagrodami.Rektora..Za.działalność.upowszech-nieniową.był.kilkakrotnie.honorowany.dyplomami,.a.w.1969.r..na-grodzony.został.przez.PWRiL.za.najlepsze.publikacje.roku.

Po.przejściu.na.emeryturę.w.1996.roku.Profesor.nadal.uczestni-czył.w.życiu.katedry,.wydziału,.uczelni.i.interesował.się.ich.sprawa-mi..Działał.w.Kolegium.Redakcyjnym.Wiadomości.Melioracyjnych.i.Łąkarskich,.w.Zarządzie.Koła.Kombatantów.i.osób.Represjonowa-nych.przy.SGGW.i.SGH,.a.także.pełnił.inne.funkcje.społeczne.

Całokształt.dorobku.profesora.Mikołaja Nazaruka.dowodzi,.że.swoje.życie.spożytkował.dobrze,.a.obrany.zawód.i.wykonywana.pra-ca.dawały.Mu.satysfakcję.i.zadowolenie..Odszedł.od.nas.Człowiek.prawy,.uczynny. i.koleżeński,. znany.kilku.pokoleniom.studentów..W.życiu.sprawy.zawodowe.stawiał.wyżej.ponad.osobiste..Był.bar-dzo.wymagający,.wymagał.od.innych,.a.przede.wszystkim.od.siebie..Odznaczał.się.właściwą.postawą.społeczną..Był.wybitnym.uczonym,.z.którego.wiedzy.korzystali.i.będą.korzystać.pracownicy.nauki,.stu-denci.i.praktycy..Takim.pozostanie.w.naszej.pamięci.

Uroczystości.pogrzebowe.Profesora.odbyły.się.23.lutego.2012.r..na.cmentarzu.prawosławnym.w.Warszawie..Na.miejsce.spoczynku.odprowadziła.Go.Rodzina,.bardzo.liczne.grono.przyjaciół,.współ-pracowników.i.wychowanków.

Prof. dr hab. Kazimierz PiekutProf. dr hab. Henryk Pawłat

Przedmiotem działalności biura jest wyko-nywanie badań i studiów przedprojektowych oraz dokumentacji technicznej (projektów bu-dowlanych i wykonawczych) urządzeń i bu-dowli gospodarki wodnej z zachowaniem wa-lorów i ochroną naturalnego środowiska przy-rodniczego.

W szczególności biuro świadczy usługi w za-kresie projektowania oraz ekspertyz w nastę-pujących dziedzinach:– Projektowania: • budownictwa wodnego i hydrotechnicz-

nego, • zabezpieczenia przeciwpowodziowego

(obwałowania rzek i przepompownie), • zbiorników wodnych i stawów rybnych, • zapór, jazów i innych budowli wodnych, • regulacji, renaturyzacji koryt rzecznych, • urządzeń i budowli melioracyjnych, • nawodnień i odwodnień użytków rolnych;– Koncepcji programowo-przestrzennych;– Operatów wodnoprawnych;– Raportów oddziaływania na środowisko

obiektów i urządzeń wymienionych wyżej;– Studiów, ekspertyz technicznych, pomia-

rów i ocen dotyczących: • stanu technicznego budowli, • urządzeń gospodarki wodnej z uwzględ-

nieniem rozwiązań technicznych i ochro-ny środowiska,

• poszukiwania i dokumentowania wód podziemnych metodami geofizycznymi,

• wpływu i oddziaływania inwestycji na środowisko przyrodnicze (oceny, progno-zy i raporty),

• dokumentacji geotechnicznych i geolo-giczno-inżynierskich,

• pomiarów geodezyjnych, sporządzania map sytuacyjno-wysokościowych, geode-zyjnych operatów do wykupu gruntów,

• pomiarów batymetrycznych z przestrzen-ną interpretacją wyników,

• inwentaryzacji geodezyjnej urządzeń i budowli wodnych;

– Ocen i ekspertyz stanu technicznego urzą-dzeń i budowli wodnych, a szczególnie wa-łów przeciwpowodziowych, łącznie z bu-dowlami i zbiorników wodnych.Zakres realizowanych przez biuro prac pro-

jektowych dostosowany jest do wymogów:• ustawy Prawo budowlane,• ustawy O szczególnych zasadach przygo-

towania do realizacji inwestycji w zakresie budowli przeciwpowodziowych,

• ustawy Prawo wodne,• ustawy O planowaniu i zagospodarowaniu

przestrzennym,• norm i przepisów aktualnie obowiązujących

w budownictwie hydrotechnicznym i melio-racyjnym.

Biuro współpracuje i wymienia doświad-czenia z jednostkami naukowymi, naukowo-badawczymi i uczelniami.

Dla projektowanych i wykonywanych inwe-stycji biuro prowadzi nadzory autorskie i inwe-storskie.

BIURO STUDIÓW I PROJEKTÓW GOSPODARKI WODNEJ ROLNICTWA

BIPROMEL Sp. z o.o.

Biuro Studiów i Projektów Gospodarki Wodnej Rolnictwa

„BIPROMEL” Sp. z o.o.02-237 Warszawa, ul. Instalatorów 9, tel. 22-846-11-52, fax 22-846-55-78,

e-mail: [email protected] do korespondencji:

02-100 Warszawa 119 skr. poczt. 61

wiadomości melioracyjn melioracyjne 2/2012 i...

Documents

Transcript of wiadomości melioracyjn melioracyjne 2/2012 i...