WYK015, Wykład 14


XV. Perspektywy rozwoju nawodnień

1. Stan i perspektywy rozwoju nawodnień na świecie

Obecnie wykorzystuje się rolniczo tylko połowę potencjalnej powierzchni na terenie kuli ziemskiej, przy czym są to obszary mające stosunkowo lepsze warunki ekologiczne niż pozostałe części rezerwy światowej, której przyszłe użytkowanie uzależnione będzie od wykonania odpowiednich melioracji [Ostromęcki J. 1973].

Wśród użytków rolnych największy obszar zajmują łąki i pastwiska, pokrywają one około 26% powierzchni lądowej świata. Użytki zielone różnią się bardzo pod względem wydajności i sposobu użytkowania. Bardzo wysoką wydajność mają one przede wszystkim w Europie Zachodniej, gdzie są intensywnie uprawiane i racjonalnie użytkowane. Natomiast na innych kontynentach duża ich część położona jest na terenach nadmiernie suchych. Drugie miejsce wśród użytków rolnych zajmują na świecie grunty orne, stanowią one 10,3% lądowej powierzchni Ziemi i 27,7% użytków rolnych [Górz B. 1997].

Ponieważ 55% powierzchni lądów leży w rejonach suchych lub posusznych, o niedostatecznej ilości opadów, a w rejonach dość wilgotnych również zdarzają się sezonowe niedobory wodne, dlatego przeciętne plony rolnictwa światowego nie osiągają poziomu odpowiadającego maksymalnej biologicznej produkcyjności gleby [Ostromęcki J. 1973].

Jednym z wyjątkowo skutecznych czynników, obok agrotechniki i nawożenia, w podnoszeniu wydajności rolnictwa w skali światowej są nawodnienia. W strefach suchych i posuszonych można szacować produkcyjność 1 ha nawadnianego jako równą produkcyjności 4 − 5 ha nie nawadnianych. W strefach stosunkowo wilgotnych ale o chwiejnej równowadze bilansu wodnego, wskaźnik ten jest oczywiście niższy; kształtuje się on jednak w wysokości 1.2 − 1.5, a nawet dochodzi do 2 [Ostromęcki J. 1973].

Możliwości zwiększania areału rolniczego i produkcji żywności z jednostki powierzchni byłyby więc jeszcze w sumie dość znaczne; według opinii specjalistów przy obecnym stanie wiedzy i techniki na 1 osobę powinno wystarczyć 0.15 − 0.20 ha użytków rolnych.

Nawodnienia są znane i stosowane w rolnictwie światowym od wielu tysięcy lat. Już na długo przed naszą erą na terenie Afryki Pn. (Maroko) oraz Iranu, a także na innych obszarach Azji realizowano nawadnianie poprzez kanały (przeważnie podziemne) niekiedy bardzo długie, którymi z rejonu gór sprowadzano wodę na tereny suche. Jeszcze starsze były systemy nawadniania basenowego w dolinie Nilu, które przetrwały aż do dziś, a także systemy nawadniające w Mezopotamii, Azji Środkowej i w dolinie Indusu oraz we wschodnich Chinach. Na obszarze obu Ameryk systemy nawadniające w uprawie roli stosowali Indianie na długo przed przybyciem Europejczyków. Najbardziej znanym przykładem są akwedukty na Wyżynie Meksykańskiej, którymi doprowadzano wodę z odległych terenów górskich [Górz B. 1997].

Dzięki współczesnej technice melioracje nawadniające mogą być realizowane na wielką skalę i tym samym będą odgrywać na świecie coraz większą rolę w rozwiązywaniu problemu wyżywienia. [Ostromęcki J. 1973].

Obecne tendencje w nawodnieniach światowych można scharakteryzować następująco:

Dla potrzeb nawadniania wybudowano na świecie wiele zbiorników retencyjnych, które gromadzą wodę z wezbrań deszczowych i roztopowych. Inwestycje te realizowano już w XIX wieku, gdy zaczęto wprowadzać nawodnienia trwałe, oparte na gromadzonych zapasach wody. Jednym z najważniejszych skutków upowszechniania nawodnień było znaczne rozszerzenie powierzchni upraw, a także lepsze wykorzystanie ziemi poprzez uzyskiwanie dwóch lub nawet trzech zbiorów plonu w ciągu roku. W 1994 r. nawadniano na świecie prawie 250 mln ha gruntów, co stanowi około 17% całej powierzchni przeznaczonej pod uprawy. Było to o 110 mln ha (80%) więcej niż w 1961 r. Największy przyrost powierzchni nawadnianej (o około 4,1 mln ha rocznie) nastąpił w okresie 1970-1980, natomiast po roku 1990 przyrost ten wynosił około 2,1 mln ha rocznie. O tempie rozwoju nawodnień w skali całego globu decydują inwestycje przeprowadzane w Azji. Znajduje się tam prawie 64% całego obszaru nawadnianych gruntów świata (159 mln ha), z czego większość przypada na Chiny, Indie i Pakistan. Duży obszar nawadnianych gruntów znajduje się w Ameryce Pn. *22,1 mln ha, tj. 8,8% * a zwłaszcza w Stanach Zjednoczonych, w których jednak od 1980 r. powierzchnia nawadniana nie powiększyła się. Także w Europie (m.in. w Rosji, Hiszpani, Rumunii, we Włoszech i na Ukrainie ), która posiada 16,5 mln ha gruntów nawadnianych, już od kilku lat nie notuje się większych zmian w ich powierzchni [Górz B. 1997].

2. Pogląd na kierunki melioracji nawadniających w Polsce

Polska należy do krajów o wyraźnym deficycie wodnym. Ten deficyt można uzupełnić jedynie poprzez powszechne gromadzenie zapasów wody w obrębie systemów melioracyjnych. Aktualnie łączna pojemność większych zbiorników wodnych wynosi ponad 2,5 mld m3, co stanowi około 5% średniej rocznej objętości wody odpływającej z powierzchni kraju. Przy pełnej realizacji programu rozwoju gospodarki wodnej Polski, pojemność zbiorników mogłaby wynosić około 13 mld m3, co odpowiada około 22% średniorocznego odpływu [Pływaczyk L. 1995]

Melioracje są trwałym środkiem skokowo podnoszącym potencjał produkcyjny rolnictwa. Generalnie spełniają one stawiane przed nimi zadania. Jedynie tam gdzie popełniano błędy w organizacji produkcji inwestycje melioracyjne były mało efektywne. Bezpośrednie efekty melioracji na gruntach ornych dochodzą do około 10 jednostek zbożowych na 1 hektar, a na użytkach zielonych osiągają do 36 q⋅ha-1 siana łąkowego i na pastwiskach do 162 q⋅ha-1 zielonej masy [Rytelewski M. 1996].

Dotychczas zmeliorowano w Polsce 6690 tys. ha użytków rolnych, w tym 4725 tys. ha gruntów ornych i 1965 tys. ha użytków zielonych. Zaspokaja to potrzeby melioracji w skali kraju w 70,8%. Na początku lat dziewięćdziesiątych prace melioracyjne zostały gwałtownie ograniczone (około 10 krotnie w stosunku do wykonywanych w 1988 r. i około 20 krotnie w porównaniu do 1964 i 1970 r.). Z chwilą ponownego ożywienia gospodarki rolnej nastąpi także wzrost inwestycji melioracyjnych.

Aktualne badania i analizy wskazują na potrzebę zmian w rodzaju wykonywanych melioracji. Występuje bowiem duże zapotrzebowanie na nawodnienia i tworzenie systemów małej retencji wodnej. Rośnie zainteresowanie rolnictwa melioracjami kompleksowymi, które są niezbędne dla intensyfikacji i restrukturyzacji rolnictwa, jak też dla wielofunkcyjnego rozwoju obszarów wiejskich.

Systemy wodno-melioracyjne mają charakter infrastruktury podstawowej. Spełniają one wiele funkcji dla znacznej liczby użytkowników wody z różnych działów i gałęzi gospodarki narodowej, zarówno w sektorze rolniczym, jak i pozarolniczym. Dlatego uporządkowania wymaga sposób i zakres ich finansowania, zwłaszcza przez użytkowników z pozarolniczych działów gospodarki. Stosowane obecnie analizy ekonomiczne nie uwzględniają efektów ekologicznych oraz ogólno-użytkowych wynikających z melioracji, do których należy tworzenie, rozwój i ochrona takich zasobów naturalnych, jak: woda, przestrzeń, gleba. Z tego wynika, że na przedsięwzięcia melioracyjne powinny być przewidziane znaczne środki finansowe [Rytelewski M. 1996].

Ocena potrzeb melioracji użytków rolnych dokonywana jest z uwzględnieniem najnowszej wiedzy o melioracjach, kierunkach i tempie rozwoju rolnictwa. Według szacunku z 1988 r. wynika, że do zmeliorowania pozostało około 2770 tys. ha użytków rolnych. Obecnie na prace odtworzeniowo-modernizacyjne oczekują urządzenia na obszarze 1226 tys. ha. Uwzględniając dalszą 1% dekapitalizację urządzeń ocenia się, że w roku 2015 trzeba będzie odtworzyć i zmodernizować urządzenia na blisko 2700 tys. ha użytków rolnych. Łącznie zatem na budowę i modernizację urządzeń melioracji wodnych oczekuje nieco ponad 5,4 mln ha. Takim samym zabiegom powinno się poddać 16725 km rzek i kanałów, 3115 km wałów przeciwpowodziowych, 197 stacji pomp oraz zbiorniki wodne o pojemności 1400 mln m3 [Rytelewski M. 1996].

Dotychczas nawodnieniami objęte jest około 7% ogółu zmeliorowanych użytków zielonych. Przewiduje się, że wskaźnik ten powinien osiągnąć ponad 25%. Ocena globalna możliwości nawodnień wskazuje, że zasoby wód będących do dyspozycji są wystarczające lub możliwe do pozyskania. Do rozwiązania pozostaje natomiast zlokalizowanie ich w pożądanym miejscu oraz w odpowiednich wielkościach [Rytelewski M. 1996].

Analiza stosunków wilgotnościowych wskazuje, że w warunkach klimatycznych i glebowych naszego kraju, cele i rola nawodnień na obszarze zlewni powinny być zróżnicowane. W partiach wododziałowych o dominującym udziale gruntów ornych, na glebach mineralnych lżejszych o małych użytecznych rezerwach wodnych, cel nawodnień powinien być ograniczony do uzupełnienia lokalnych i okresowych niedoborów wilgoci w czynnej warstwie gleby, aby nie dopuścić do występowania susz glebowych i wzmóc skuteczność zwiększonego nawożenia mineralnego. Będą to więc typowe nawodnienia zwilżające [Ostromęcki J. 1973].

Nieco inaczej przedstawia się sprawa nawodnień w partiach dolinowych, nizinnych, gdzie na dużych powierzchniach występują gleby organogeniczne, torfy i mursze, a przeważają obecnie i nadal powinny przeważać trwałe użytki zielone. Na tych obszarach cele nawodnień są bardziej złożone i wielostronne, gdyż obejmują [Ostromęcki J. 1973]:

3. Zarys rozwoju i perspektyw nawodnień w Polsce

Nawodnienia nie mają w gospodarce wodnej Polski tak dawnej tradycji jak, np. budowa stawów rybnych, obwałowania czy melioracje osuszające, których początki datować można na wiek XII-XIII. Stan ten uzasadniony był ogólnym wysokim uwilgotnieniem naszego krajobrazu, co w miarę rozszerzania powierzchni uprawnej zmuszało rolnictwo w pierwszym rzędzie do odprowadzania okresowych nadmiarów wody.

Tym niemniej już w połowie XVIII wieku rola nawodnień była u nas znana i należycie doceniana przez ówczesną naukę rolniczą. W początkach XX wieku zaznacza się pewne zahamowanie w budowie nowych urządzeń nawadniających. Na użytkach zielonych przeważają jednostronne zabiegi osuszające i dopiero około roku 1935 ustala się wśród meliorantów pogląd o bezwzględnej konieczności regulowania poziomu wód gruntowych w odwadnianych torfowiskach i wysuwane są koncepcje melioracji osuszająco-nawadniających. Od roku 1950, a więc od zakończenia okresu odbudowy zniszczeń wojennych, melioracje użytków zielonych obejmują w zasadzie obok odwodnienia również nawodnienie, realizowane przynajmniej w postaci najprostszego systemu podsiąkowego, opartego na wodach własnych, piętrzonych jazami i zastawkami [Ostromęcki J. 1973].

Trwałe użytki zielone zajmują w Polsce powierzchnię 4,1 mln ha [Rocznik statystyczny 1985], co stanowi około 21% łącznej powierzchni użytków rolnych. Występują one w dolinach rzek (łęgi), na pobrzeżach dolin i w obniżeniach wśród pól i lasów (grądy) , na obszarach pobagiennych (łąki pobagienne) oraz na zboczach pogórzy i wierzchowinach górskich. W Polsce warunki naturalne są stosunkowo sprzyjające rozwojowi roślinności trawiastej. Jednakże wysoka i ustabilizowana produkcja siana i zielonej paszy jest możliwa jedynie w siedliskach o uregulowanych stosunkach wodnych. Położenie łąk i pastwisk głównie w najniższych miejscach zlewni i w obniżeniach terenowych powoduje, że są one narażone na trwałe lub okresowe nadmierne uwilgotnienie. Jednocześnie zmienność klimatu w naszym kraju sprawia, że w warunkach naturalnych na użytkach zielonych mogą występować okresowe niedobory wody. Szacuje się, że inwestycje melioracyjne są niezbędne na powierzchni około 2,9 mln ha użytkow zielonych. Zaspokojenie potrzeb w zakresie melioracji użytków zielonych wynosi okolo 65% i nie zmienia się od kilku lat, pomimo corocznego zwiększania się powierzchni nowo zmeliorowanej. Przyczyną tego stanu jest dekapitalizacja starych urządzeń melioracyjnych, przy jednoczesnym zmniejszeniu zakresu prac melioracyjnych. Prawie połowa urządzeń ma ponad 40 lat, czyli osiągnęła już przeciętny okres trwałości technicznej [Pierzgalski 1996].

Ze względu na położenie użytków zielonych i dyspozycyjne ilości wód jakie mogą być użyte do nawodnień, realizuje się na tych użytkach głównie nawodnienia systemem podsiąkowym. Na gruntach ornych i użytkach zielonych pozadolinowych stosowane będą głównie nawodnienia za pomocą deszczowni [Grzyb H., Kocan P., Rytel Z. 1982].

Potrzeby nawodnień na terenie Polski nie są równomiernie rozłożone. Największe potrzeby nawodnień trwałych użytków zielonych położonych w dolinach rzek występują w makroregionie północnym (woj. zachodnio-pomorskie i pomorskie,) i środkowo-wschodnim (woj. lubelskie). Wynoszą one tutaj ok. 50% ogólnego obszaru tych użytków. W makroregionach północno-wschodnim (woj. warmińsko-mazurskie i podlaskie), środkowozachodnim (woj. wielkopolskie i kujawsko-pomorskie) oraz w środkowym (woj. mazowieckie i łódzkie) potrzeby nawodnień szacowane są na 40% powierzchni użytków zielonych. W pozostałych makroregionach potrzeby nawodnień na użytkach zielonych szacowane są na 10-23% ogólnego obszaru tych użytków [Grzyb H., Kocan P., Rytel Z. 1982].

Perspektywy rozwoju nawodnień

Krzysztof Ostrowski

6

7



Wyszukiwarka