Rola i znaczenie urządzeń melioracyjnych będzie wzrastać w najbliższych latach w związku z nasilaniem się anomalii pogodowych i zwiększaniem częstotliwości pojawiania się gwałtownych powodzi lub długotrwałych suszy.
Urządzenia i systemy melioracyjne stanowią ważny element infrastruktury technicznej na obszarach rolniczych. Obok funkcji środowiskowej czy produkcyjnej spełniają też istotną funkcję w ochronie przeciwpowodziowej [10].
W systemach melioracyjnych zarówno odwadniających, jak i nawadniających podstawowe zadania pełnią kanały i rowy, a stan techniczny warunkuje niezawodność funkcjonowania. W procesie eksploatacji urządzenia te powinny być poddawane zabiegom konserwacyjnym, w odpowiednim zakresie i częstością [1]. Utrzymanie kanałów i rowów melioracyjnych w stanie sprawności technicznej jest jednak zadaniem trudnym oraz kosztownym i wiąże się z koniecznością rozwiązania wielu problemów.
Przedstawiona zostanie analiza aktualnego stanu urządzeń melioracyjnych oraz podstawowych problemów ich utrzymania na przykładzie województwa wielkopolskiego, wiodącego w kraju pod względem produkcji rolniczej.
Fot. 1 Rów Polski – przed i po konserwacji
Fot. Renata Marcinkowska
Stan infrastruktury wodno-melioracyjnej w województwie wielkopolskim
Według stanu z końca 2010 r. użytki rolne obejmowały w Polsce ogółem 18,931 mln ha, co stanowiło 60,5% jej obszaru, a w tym – 13,969 mln ha (73,8%) to grunty orne i 3,931 mln ha (20,8%) to trwałe użytki zielone [7]. W urządzenia i systemy melioracyjne wyposażono dotychczas 6,421 mln ha użytków rolnych, co stanowi ok. 70% powierzchni użytków wymagających melioracji, oraz eksploatowano – 40,1 tys. km cieków uregulowanych, 9,6 tys. km kanałów oraz 8,5 tys. km wałów przeciwpowodziowych.
Będące przedmiotem analizy województwo wielkopolskie, o łącznej powierzchni 2,983 mln ha (9,5% powierzchni Polski), jest położone w strefie o największych niedoborach opadów. Nawet w latach średnich i mokrych pod względem rocznej sumy opadów atmosferycznych mogą tu występować stosunkowo długie okresy bezopadowe, pogarszające warunki wegetacji i plonowanie roślin. Po roztopach wiosennych lub deszczach nawalnych w okresie letnim część gleb może z kolei wykazywać objawy nadmiernego uwilgotnienia i powstawanie zagrożeń powodziowych. W takich warunkach klimatycznych Wielkopolski poprawę stosunków powietrzno-wodnych gleb użytków rolnych mogą zapewnić tylko właściwie zaprojektowane, wykonane i eksploatowane urządzenia i systemy melioracyjne.
Zgodnie z ustawą – Prawo wodne z 2001 r. melioracje wodne polegają na regulacji stosunków wodnych w celu polepszenia zdolności produkcyjnych gleby, ułatwienia jej uprawy oraz na ochronie użytków rolnych przed powodzią, a urządzenia melioracji wodnych dzielą się na podstawowe i szczegółowe, co wynika z ich funkcji oraz parametrów.
Fot. 2 Rów melioracyjny
© Ludmila Smite – Fotolia.com
Urządzenia melioracji wodnych podstawowych stanowią własność Skarbu Państwa i są wykonywane oraz eksploatowane na jego koszt. Administrowaniem, utrzymaniem i konserwacją urządzeń melioracji podstawowych oraz cieków naturalnych służących rolnictwu w Wielkopolsce zajmuje się Wielkopolski Zarząd Melioracji i Urządzeń Wodnych w Poznaniu (WZMiUW), będący wojewódzką samorządową jednostką budżetową.
Urządzenia melioracji szczegółowych są natomiast wykonywane na koszt użytkowników, na których również spoczywa obowiązek ich utrzymania, zazwyczaj zlecany spółkom wodnym, tworzonym przez zainteresowanych rolników. Na terenie województwa wielkopolskiego funkcjonowało w 2010 r. 329 spółek wodnych, w tym: 199 zrzeszonych w 24 związkach spółek wodnych oraz 130 prowadzących samodzielną działalność.
Według danych WZMiUW w Poznaniu z końca 2010 r. do celów rolnictwa jest wykorzystywanych łącznie ok. 7100 km cieków i kanałów melioracji podstawowych, a wały przeciwpowodziowe o łącznej długości 765 km chronią obszar o powierzchni 77 tys. ha.
W urządzenia melioracji szczegółowych w Wielkopolsce jest obecnie wyposażonych 835,7 tys. ha gruntów ornych oraz 135,6 tys. ha trwałych użytków zielonych. W przypadku gruntów ornych 91% powierzchni zmeliorowanej to drenowania, na trwałych użytkach zielonych dominują natomiast grawitacyjne systemy nawadniające. System melioracji szczegółowych stanowi też ponad 32 tys. km rowów [5].
Stan techniczny urządzeń zarówno melioracji podstawowych, jak i szczegółowych nie zapewnia wymaganej skuteczności funkcjonowania wielu systemów i uzyskiwania założonych celów ich eksploatacji (fot. 1).
Z danych WZMiUW w Poznaniu wynika, że 28,7% długości ewidencyjnej cieków wykorzystywanych do celów rolnictwa oraz prawie 20% długości kanałów wymaga odbudowy lub modernizacji. W przypadku obwałowań chroniących użytki rolne przed powodzią prawie 50% ich długości nie spełnia wymagań technicznych w zakresie konstrukcji i zostały zakwalifikowane do odbudowy. W przypadku melioracji szczegółowych, statystycznie rzecz ujmując, urządzenia na co czwartym hektarze gruntów ornych (27,2%) i trwałych użytków zielonych (28,9%) również wymagają odbudowy i modernizacji [5].
Fot. 3 Ręczne roboty konserwacyjne – Samica Leszczyńska
Fot. Renata Marcinkowska
Problemy utrzymania kanałów i rowów melioracyjnych
Za jeden z głównych problemów obecnego stanu technicznego infrastruktury wodno-melioracyjnej można uznać niedostateczną ilość środków finansowych przeznaczanych na utrzymanie urządzeń.
Rzeczywiste nakłady przeznaczane na utrzymanie urządzeń melioracji podstawowych w Wielkopolsce w latach 2005–2010 wynosiły od 6,4 do 16,5 mln zł, co stanowiło od 6,3 do 12,2% pokrycia potrzeb, średnio – 8,9%. Statystycznie nakłady te pozwoliły na objęcie coroczną konserwacją średnio 39% ewidencyjnej długości cieków i kanałów użytkowanych rolniczo oraz 53% długości eksploatowanych wałów przeciwpowodziowych.
Analizę stanu konserwacji urządzeń melioracji szczegółowych w województwie wielkopolskim wykonano na przykładzie Spółki Wodnej Melioracji Nizin Obrzańskich, której początki funkcjonowania sięgają połowy XIX w. System melioracyjny na obszarze Nizin Obrzańskich składa się z sieci rowów melioracji szczegółowych, o łącznej długości 1917 km. Stwierdzono [4], że w latach 1997–2006 średni roczny budżet spółki systematycznie wzrastał, z 446,1 tys. do kwoty 545,3 tys. zł. Średni wzrost budżetu w stosunku do roku poprzedniego wyniósł jednak zaledwie 106%, co odpowiada średniemu wskaźnikowi inflacji, obliczonemu dla analizowanego okresu (105,9%). Na łączny budżet spółki złożyły się w 88,4% składki członków i zaledwie w 11,6% dotacja budżetowa. Posiadane środki finansowe nie pozwoliły na przeprowadzenie konserwacji sieci kanałów i rowów melioracyjnych Nizin Obrzańskich, zgodnie z wymaganiami technicznymi. Koszenie rowów wykonywano średnio na długości ok. 43 km rocznie, co stanowi zaledwie 2,2% ewidencyjnej długości. Odmulanie rowów przeprowadzano natomiast średnio rocznie na długości ok. 135 km, co z kolei stanowi 7% ich długości ewidencyjnej. Przy dotychczasowym zakresie robót statystycznie każdy ewidencyjny kilometr rowów melioracyjnego systemu Nizin Obrzańskich był zatem objęty konserwacją, nie częściej niż raz na 10 lat [4].
Oddzielnym problemem jest ściągalność składek, stanowiących podstawę budżetu, jakim dysponują spółki wodne. Z danych WZMiUW w Poznaniu dla roku 2010 wynika, że przy średniej składce 20,80 zł z hektara jej ściągalność została oszacowana na 77%.
Zaniedbania w konserwacji spowodowały na wielu odcinkach brzegów i skarp kanałów oraz rowów melioracyjnych porosty dużych skupisk drzew i krzaków [13]. Ogranicza to w znacznym stopniu możliwość zastosowania wysoko wydajnych maszyn do konserwacji, co jest sprawą istotną przy niewielkich środkach finansowych przeznaczanych na te cele. Stopień zmechanizowania robót konserwacyjnych realizowanych na przykład przez Spółkę Wodną Melioracji Nizin Obrzańskich wynosi 60%, jednak nadal 40% prac wykonuje się sposobem ręcznym. Ręczne roboty konserwacyjne w kategoryzacji zmęczenia można zakwalifikować do prac ciężkich i bardzo ciężkich, co ilustruje fot. 3.
Przy niskim wynagrodzeniu powoduje to trudności w pozyskaniu dobrych pracowników, a rotacja w zatrudnieniu jest bardzo duża. W poszukiwaniu rozwiązania tego problemu wprowadzono w Polsce program Rowy, którego głównym celem była aktywizacja zawodowa na terenach wiejskich o wysokim zagrożeniu bezrobociem, przy jednoczesnym zwiększeniu zakresu robót konserwacyjnych na urządzeniach melioracji podstawowych. Program jest wspófinansowany przez wojewódzkie urzędy pracy, wojewódzkie zarządy melioracji i urządzeń wodnych oraz zainteresowane urzędy miast i gmin. Analizy wykonane na przykładzie powiatu leszczyńskiego wykazały, że w latach 2006–2010 roboty konserwacyjne były zrealizowane średnio w równym stopniu, po ok. 50% w programie Rowy i zlecaniu robót w trybie przetargów [11]. Wszystkie roboty konserwacyjne w programie zostały zrealizowane ręcznie, a obliczony średni miesięczny koszt zatrudnienia pracownika wynosił od 1170 do 1481 zł (średnie zatrudnienie 31 osób).
Zachowanie wysokich standardów parametrów technicznych kanałów i rowów melioracyjnych jest obecnie możliwe przy szerszym niż dotychczas zmechanizowaniu robót. Godny odnotowania jest zatem realizowany od 2009 r. projekt nowego urządzenia wielozadaniowego. Projekt realizowany w Przemysłowym Instytucie Maszyn Rolniczych w Poznaniu w ramach programu Fundusze Europejskie dla Rozwoju Innowacyjnej Gospodarki zakłada opracowanie technologii mechanicznego kształtowania rowów i kanałów melioracyjnych za pomocą tzw. kombajnu. Kombajn będzie jednostką samojezdną poruszającą się w świetle rowu i zostanie wyposażony w zespoły robocze, również do wykonywania prac konserwacyjnych [13]. Urządzenie jest obecnie testowane na terenie działalności Spółki Melioracyjnej Nizin Obrzańskich.
Kolejny problem utrzymania kanałów i rowów wynika z trudności pogodzenia ich dwóch różnych grup funkcji, jakie pełnią w systemach melioracyjnych – gospodarczych i ekologicznych. Funkcje gospodarcze są powszechnie znane, wiedza o funkcjach ekologicznych jest popularyzowana od zaledwie 30–40 lat [14]. Z aspektu ekologicznego utrzymanie w odpowiednim stanie technicznym rzek i kanałów melioracyjnych powinno zapewnić dobrą jakość wody oraz dobry stan ekosystemu wodno-lądowego. Roboty konserwacyjne powinny być zatem wykonywane z wykorzystaniem technologii i zachowaniem terminów minimalizujących negatywne oddziaływanie na środowisko przyrodnicze [9]. Stan taki można uzyskać poprzez właściwy dobór rodzaju maszyn i osprzętów roboczych, zastosowanie przemiennych schematów technologiczno-organizacyjnych, dostosowanie długości konserwowanych odcinków cieku do rozmieszczenia w korycie zbiorowisk roślinnych i zwierzęcych, wykonywanie robót poza okresami ochronnymi organizmów czy pozostawienie miejsc w stanie naturalnym w celu odbudowy biocenozy naruszonej w wyniku robót w korycie cieku [2, 3, 8]. Należy mieć jednak na uwadze, że stosowanie technologii uwzględniających czynniki ekologiczne wpływa na wydajność robót i wielkość rocznej produkcji, a zatem na ekonomiczną efektywność funkcjonowania firm wykonawczych. Należałoby stąd opracować odpowiednie współczynniki do technicznych norm ilościowych (obecnie KNR 15-01), które by uwzględniały ten aspekt robót [6].
Dodatkowe problemy w utrzymaniu kanałów i rowów melioracyjnych spotyka się również w przypadku ich lokalizacji na obszarach objętych programem Natura 2000 [12]. Rozpoczęcie inwestycji oraz wykonanie prac mogących wpływać na środowisko, w tym również robót konserwacyjnych i bieżącej eksploatacji, wiąże się z wieloma procedurami i uzyskaniem specjalnych pozwoleń. Zamieszkujący omawiane obszary oraz instytucje regionalne sprawujące nadzór na terenach objętych europejską siecią Natura 2000 często unikają podejmowania działań, obawiając się, że dalszy rozwój gospodarczy tych terenów będzie ograniczony. W związku z tymi obawami zaniechano między innymi prawidłowej konserwacji i eksploatacji melioracji podstawowych. Skutkiem tego są wieloletnie zaniedbania w utrzymaniu i konserwacji urządzeń melioracyjnych mające wpływ na rozwój określonych typów siedlisk przyrodniczych oraz ograniczenie różnorodności przyrodniczej tych terenów. Ekolodzy zapewniają, że przy przestrzeganiu odpowiednich procedur można dalej realizować określone przedsięwzięcia, a jednocześnie chronić przyrodę i wspomagać rozwój zagrożonych biocenoz [12].
dr hab. inż. Jerzy Bykowski
prof. dr hab. inż. Czesław Przybyła
Katedra Melioracji, Kształtowania Środowiska i Geodezji
Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
Piśmiennictwo
1. W. Bala, J. Kwapisz, F. Wróbel, Wyznaczanie normatywów obsługiwania rowów melioracyjnych na podstawie badań eksploatacyjnych, Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej w Krakowie, ser. Sesja Naukowa, Kraków 1990.
2. E. Bondar-Nowakowska, Mapa ryzyka ekologicznego w robotach konserwacyjnych na ciekach, „Nauka Przyroda, Technologie”, t. 3, zeszyt 3, Poznań 2009.
3. E. Bondar-Nowakowska, D. Dejas, Wykonawstwo robót wodno-melioracyjnych a ryzyko zmian w środowisku przyrodniczym, Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej w Krakowie, Kraków 2005.
4. J. Bykowski, Cz. Przybyła, Aktualne problemy funkcjonowania spółek wodnych na przykładzie działalności Spółki Wodnej Melioracji Nizin Obrzańskich, Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, nr 548, cz. I, Warszawa 2010.
5. J. Bykowski, Cz. Przybyła, J. Rutkowski, Stan urządzeń melioracyjnych oraz potrzeby ich konserwacji warunkiem optymalizacji gospodarowania wodą w rolnictwie na przykładzie Wielkopolski, „Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering”, Vol. 56 (3), 2011.
6. D. Dejas, E. Bondar-Nowakowska, Mechanizacja robót konserwacyjnych na tle wymagań ekologicznych, Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej we Wrocławiu nr 266, Wrocław 1995.
7. GUS, Rocznik statystyczny rolnictwa 2010, Warszawa 2010.
8. J. Pachoł, E. Bondar-Nowakowska, Wykorzystanie metody analizy przyczyn i skutków wad (FMEA) do oceny ryzyka ekologicznego w regulowanych i konserwowanych ciekach, „Nauka, Przyroda, Technologie”, t. 3, zeszyt 3, Poznań 2009.
9. P. Ilnicki (praca zbiorowa), Warunki prowadzenia robót z zakresu melioracji i gospodarki wodnej na terenach o szczególnych wartościach przyrodniczych, Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska, Warszawa 1987.
10. K. Nyc, R. Pokładek, Eksploatacja systemów melioracyjnych podstawą racjonalnej gospodarki wodnej w środowisku przyrodniczo-rolniczym, Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego Wrocław, Wrocław 2009.
11. Cz. Przybyła, J. Bykowski, R. Marcinkowska, Efektywność robót konserwacyjnych w programie „Rowy”, Rocznik ochrony środowiska (przygotowany do druku), 2012.
12. Cz. Przybyła, J. Bykowski, J. Rutkowski, Środowiskowe uwarunkowania konserwacji cieków melioracyjnych w aspekcie wykorzystania wielozadaniowej maszyny nowej generacji, „Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering”, Vol. 56 (4), 2011.
13. J. Rutkowski, J. Bykowski, T. Pawłowski, Cz. Przybyła, P. Ratajczak, P. Woźniak, Potrzeby w zakresie konserwacji rowów i kanałów melioracyjnych podstawą koncepcji nowej maszyny, „Nauka, Przyroda, Technologie”, t. 5, zeszyt 5, Poznań 2011.
14. J. Żelazo, Wybrane problemy zabudowy rzek o szczególnych wartościach przyrodniczych, „Nauka, Przyroda, Technologie”, t. 3, zeszyt 13, Poznań 2009.
