Zatrzymać wodę, zanim odpłynie

Jak leśnicy z regionu chronią zasoby wodne lasów?

Woda w lesie rzadko przyciąga uwagę tak bardzo jak pożar, wichura czy gradacja owadów.
Nie oznacza to jednak, iż jest mniej ważna. Przeciwnie – od jej dostępności zależy kondycja drzew, trwałość siedlisk, różnorodność biologiczna, bezpieczeństwo przeciwpożarowe, a choćby zdolność lasu do łagodzenia skutków zmian klimatu.

Dlatego retencja wodna nie jest w Lasach Państwowych jednym, odrębnym zadaniem polegającym wyłącznie na budowie zbiorników. To cały system działań: od spowalniania przepływu wody w rowach i ciekach, przez odtwarzanie mokradeł, renaturyzację stawów i ochronę torfowisk, po przebudowę przepustów, zabezpieczanie dróg przed erozją oraz takie prowadzenie gospodarki leśnej, aby las możliwie długo zachowywał wodę w glebie, ściółce i roślinności.

Na terenie Regionalnej Dyrekcji Lasów Państwowych w Toruniu działania te prowadzone są od wielu lat. Ich znaczenie rośnie, ponieważ coraz częściej mamy do czynienia zarówno z okresami długotrwałego niedoboru opadów, jak i z gwałtownymi deszczami, podczas których duża ilość wody pojawia się w bardzo krótkim czasie. Problemem staje się więc nie tylko brak wody, ale także jej zbyt szybki odpływ.

Retencja, czyli sztuka hamowania odpływu wody w krajobrazie

Retencja oznacza czasowe zatrzymywanie wody w środowisku. W lesie może być ona magazynowana w wielu miejscach: w glebie, ściółce, zagłębieniach terenowych, torfowiskach, bagnach, oczkach wodnych, stawach, ciekach, rozlewiskach, a także w samych roślinach.

Najbardziej widoczne są zbiorniki wodne, ale ogromne znaczenie ma również retencja niewidoczna – woda zgromadzona w profilu glebowym, materii organicznej oraz warstwie próchnicznej. To właśnie z tych zasobów korzystają drzewa i inne rośliny w okresach bezopadowych.

W dobrze funkcjonującym ekosystemie leśnym woda nie odpływa natychmiast po deszczu. Zatrzymuje się na liściach i gałęziach, wsiąka w ściółkę, przenika do gleby, zasila obniżenia terenowe i mokradła, a następnie powoli przemieszcza się w zlewni. Dzięki temu zmniejsza się gwałtowność spływu powierzchniowego, ograniczone zostaje ryzyko erozji oraz lokalnych podtopień, a jednocześnie powstaje rezerwa wilgoci na okres suszy.

Mała retencja nie oznacza przy tym małego znaczenia. Nazwa odnosi się przede wszystkim do skali pojedynczych obiektów i zlewni. Setki niewielkich zastawek, przepustów z piętrzeniem, oczek wodnych, odtworzonych mokradeł i rozlewisk mogą tworzyć system oddziałujący na cały krajobraz.

Dlaczego lasy potrzebują dziś więcej wody?

Zmienia się nie tylko wysokość opadów, ale także sposób, w jaki są one rozłożone w czasie. Coraz częściej dłuższe okresy bezdeszczowe przerywane są gwałtownymi ulewami. Taki deszcz nie zawsze skutecznie zasila zasoby wód gruntowych. jeżeli gleba jest przesuszona albo teren został wcześniej silnie odwodniony, woda może gwałtownie spłynąć rowami i ciekami, powodując po drodze erozję, uszkodzenia dróg oraz gwałtowne wezbrania. Należy także pamiętać o tym, iż ocieplenie klimatu i wzrost temperatur powietrza przyśpiesza parowanie wody z powierzchni.

Długotrwały deficyt wody osłabia drzewa. Pogarsza ich wzrost, ogranicza zdolność obrony przed szkodnikami i patogenami oraz zwiększa podatność na uszkodzenia. Przesuszona ściółka staje się także wyjątkowo łatwopalna, dlatego poprawa stosunków wodnych w lesie ma bezpośredni związek z ochroną przeciwpożarową.

Z kolei gwałtowne opady mogą prowadzić do rozmywania skarp, niszczenia przepustów, dróg leśnych i szlaków zrywkowych, zamulania zbiorników oraz uszkodzeń urządzeń wodnych. Współczesna retencja musi więc jednocześnie pomagać podczas suszy i bezpiecznie przeprowadzać nadmiar wody podczas ulew.

Temu służy adaptacja lasów do zmian klimatu: nie próba całkowitego kontrolowania przyrody, ale zwiększanie odporności ekosystemów na skrajne zjawiska.

Od odwadniania do zatrzymywania

Przez wiele dziesięcioleci gospodarka wodna była nastawiona przede wszystkim na możliwie szybkie odprowadzanie wody. Budowano rowy melioracyjne, prostowano cieki i osuszano tereny podmokłe, aby umożliwić ich użytkowanie rolnicze lub leśne.

Dzisiaj skutki tych działań są coraz bardziej widoczne. W wielu miejscach woda po opadach odpływa zbyt szybko, a poziom wód gruntowych obniża się. Dlatego współczesne działania retencyjne często polegają nie na budowie dużych zapór, ale na spowolnieniu odpływu w istniejących systemach melioracyjnych.

Służą temu:

• zastawki na rowach,
• niewielkie progi i przetamowania,
• przepusty umożliwiające regulowanie poziomu wody,
• groble i urządzenia piętrzące,
• rozlewiska i zbiorniki małej retencji,
• odtwarzanie dawnych oczek wodnych,
• zasypywanie niepotrzebnych rowów,
• renaturyzacja mokradeł oraz dawnych stawów,
• zabezpieczanie cieków i infrastruktury przed erozją.

Nie chodzi przy tym o zalewanie lasu w sposób niekontrolowany. Każde zadanie musi uwzględniać warunki terenowe, siedliska przyrodnicze, przepływy wód, bezpieczeństwo infrastruktury oraz prawa właścicieli sąsiednich gruntów.

Wieloletni program małej retencji w RDLP w Toruniu

Od blisko dwóch dekad Regionalna Dyrekcja Lasów Państwowych w Toruniu realizuje jedne z największych przedsięwzięć związanych z małą retencją i ochroną zasobów wodnych w lasach. Dzięki wykorzystaniu środków Unii Europejskiej oraz zaangażowaniu leśników na terenie województwa kujawsko-pomorskiego i części województwa pomorskiego powstał spójny system działań zwiększających odporność lasów na skutki zmian klimatu.

Zmiany klimatyczne powodują coraz częstsze okresy suszy, gwałtowne opady oraz lokalne podtopienia. Lasy odgrywają kluczową rolę w naturalnym magazynowaniu wody, jednak aby mogły skutecznie pełnić tę funkcję, konieczne jest wspieranie naturalnych procesów odpowiednio zaplanowanymi inwestycjami. Dlatego od 2007 roku RDLP w Toruniu konsekwentnie realizuje projekty polegające na zatrzymywaniu wody tam, gdzie jest najbardziej potrzebna – w lesie.

Ponad 220 obiektów i blisko 25 mln zł inwestycji

W latach 2007–2021, w ramach dwóch perspektyw finansowych Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko, w 17 nadleśnictwach RDLP w Toruniu zrealizowano 224 obiekty małej retencji o łącznej wartości ponad 24,5 mln zł. Inwestycje pozwoliły zatrzymać ponad 3,45 mln mł wody, znacząco poprawiając bilans wodny lasów oraz warunki siedliskowe wielu gatunków roślin i zwierząt.

Realizowane przedsięwzięcia obejmowały m. in.:

• budowę i przebudowę zbiorników retencyjnych,
• odbudowę urządzeń piętrzących,
• renaturyzację cieków i terenów podmokłych,
• przystosowanie systemów melioracyjnych do funkcji retencyjnych,
• zabezpieczanie infrastruktury leśnej przed skutkami erozji,
• modernizację mostów, przepustów i innych obiektów hydrotechnicznych.

Druga edycja projektu – kolejne inwestycje dla klimatu

W ramach drugiej edycji projektu małej retencji (MRN2) zrealizowano 16 zadań w 10 nadleśnictwach, o łącznej wartości 18,6 mln zł, z czego dofinansowanie wyniosło niemal 12,7 mln zł. Powstały nowe zbiorniki retencyjne, przebudowano istniejące urządzenia wodne, odtworzono mokradła oraz ograniczono odpływ wód z terenów leśnych.

Do najciekawszych przedsięwzięć należało wykorzystanie wód z kopalni wapienia w Wapiennie do zasilania terenów leśnych Nadleśnictwa Gołąbki. Dzięki budowie systemu rowów, rurociągów i zbiorników możliwe będzie odtworzenie dawnych zbiorników wodnych oraz poprawa warunków wodnych na znacznym obszarze lasów. Wartość tej inwestycji przekracza 10 mln zł.

Równie istotnym przedsięwzięciem było odtworzenie zbiornika wodnego i utworzenie obszaru mokradłowego w Nadleśnictwie Trzebciny. Inwestycja zwiększyła poziom wód gruntowych, poprawiła warunki siedliskowe, stworzyła nowe miejsca bytowania ptaków i innych gatunków oraz jednocześnie zwiększyła bezpieczeństwo przeciwpożarowe lasów.

Nowa perspektywa – jeszcze większa skala działań

Obecnie RDLP w Toruniu realizuje kolejne projekty finansowane z programu Fundusze Europejskie na Infrastrukturę, Klimat i Środowisko 2021–2027.

Największym z nich jest projekt MRN3 – „Kompleksowy projekt adaptacji lasów i leśnictwa do zmian klimatu – mała retencja oraz przeciwdziałanie erozji wodnej na terenach nizinnych – kontynuacja”. Obejmuje on 14 nadleśnictw, a wartość planowanych inwestycji wynosi około 29,6 mln zł. Projekt zakłada realizację działań retencyjnych i przeciwerozyjnych w latach 2024–2028, których celem jest ograniczenie skutków susz, pożarów, gwałtownych opadów oraz poprawa bilansu wodnego nizinnych ekosystemów leśnych.

Równolegle realizowany jest projekt „Lasy dla mokradeł – ochrona siedlisk hydrogenicznych na obszarach cennych przyrodniczo” (GMOK). W ośmiu nadleśnictwach prowadzone są działania służące odbudowie i ochronie torfowisk, mokradeł oraz innych siedlisk zależnych od wody. Wartość projektu wynosi 4,1 mln zł, a jego realizacja potrwa do 2029 roku.

Inwestycja w wodę to inwestycja w przyszłość

Efekty dwudziestu lat realizacji projektów retencyjnych wykraczają daleko poza samą gospodarkę wodną. Zrealizowane inwestycje poprawiają odporność lasów na zmiany klimatu, ograniczają ryzyko pożarów i powodzi, chronią cenne siedliska przyrodnicze, zwiększają bioróżnorodność oraz tworzą lepsze warunki życia dla wielu gatunków zwierząt i roślin. Jednocześnie wpływają na poprawę walorów krajobrazowych i rekreacyjnych terenów leśnych.

Dzięki konsekwentnie realizowanym przedsięwzięciom RDLP w Toruniu stała się jednym z liderów działań retencyjnych w Lasach Państwowych. Od 2007 roku do dziś zrealizowano lub rozpoczęto inwestycje o łącznej wartości przekraczającej 70 mln zł, tworząc trwały system ochrony zasobów wodnych, który będzie służył zarówno przyrodzie, jak i przyszłym pokoleniom.

Od pojedynczych obiektów do zarządzania wodą w skali całego nadleśnictwa
Nowoczesna ochrona zasobów wodnych nie może ograniczać się do budowy pojedynczych zbiorników, zastawek czy przepustów. Aby działania były skuteczne, trzeba spojrzeć na las jak na element większego układu hydrologicznego: zlewni, w której woda opadowa przemieszcza się zgodnie z ukształtowaniem terenu, siecią cieków, rowów, zagłębień oraz adekwatnościami gleby.

Takie podejście zastosowano przy opracowywaniu Planów Gospodarowania Zasobami Wodnymi dla Nadleśnictw Lutówko i Runowo. Są to dokumenty wyznaczające kierunki długofalowego zarządzania wodą na terenach leśnych. Ich znaczenie polega na tym, iż porządkują wiedzę o istniejących ciekach, rowach, jeziorach, mokradłach, zbiornikach i urządzeniach wodnych, a następnie wskazują miejsca, w których można poprawić zdolność krajobrazu do zatrzymywania wody.

Plany nie są prostym wykazem inwestycji do wykonania. Mają stanowić kompleksową diagnozę gospodarki wodnej nadleśnictwa oraz podstawę podejmowania decyzji w kolejnych latach. Pozwalają ustalić między innymi:

• gdzie woda odpływa z lasu zbyt szybko;
• które rowy przez cały czas pełnią potrzebne funkcje, a które nadmiernie osuszają siedliska;
• gdzie można odtworzyć mokradło, okresowe rozlewisko albo niewielki zbiornik;
• które przepusty i urządzenia wymagają przebudowy;
• gdzie występuje ryzyko erozji lub spiętrzenia wody podczas opadów nawalnych;
• jakie działania można przeprowadzić bez szkody dla siedlisk i nieruchomości sąsiednich;
• które miejsca powinny zostać objęte monitoringiem poziomu wód.
• Tak przygotowany dokument pozwala odejść od działań punktowych i reagowania dopiero wtedy, gdy wystąpi susza, podtopienie albo uszkodzenie infrastruktury. Umożliwia natomiast zaplanowanie całego systemu ochrony i wykorzystywania zasobów wodnych.

Każde nadleśnictwo ma odmienną rzeźbę terenu, budowę geologiczną, sieć hydrograficzną i strukturę siedlisk. Z tego powodu rozwiązań wypracowanych w jednym miejscu nie można automatycznie przenosić do innego.

W Nadleśnictwie Lutówko szczególnego znaczenia nabiera ochrona siedlisk hydrogenicznych, czyli ekosystemów zależnych od obecności i odpowiedniego poziomu wody. W ramach projektu „Lasy dla mokradeł” przewidziano tam między innymi opracowanie ekspertyz hydrologicznych, zasypywanie wybranych rowów, wykonywanie niewielkich urządzeń zatrzymujących wodę oraz instalowanie urządzeń służących do rejestrowania poziomu wód.

Połączenie Planu Gospodarowania Zasobami Wodnymi z ekspertyzami hydrologicznymi i monitoringiem pozwala ustalić nie tylko, gdzie wodę można zatrzymać, ale również jaki poziom uwodnienia będzie optymalny dla konkretnego siedliska. Jest to szczególnie ważne na torfowiskach i terenach bagiennych. Zarówno przesuszenie, jak i zbyt gwałtowne lub trwałe zalanie może bowiem prowadzić do niekorzystnych zmian przyrodniczych.

W Nadleśnictwie Runowo przygotowanie planu pozwala natomiast objąć wspólną analizą cały system wodny jednostki, zamiast rozpatrywać każdy rów, ciek lub zbiornik oddzielnie. Nadleśnictwo Runowo jest jedną z jednostek RDLP w Toruniu, dla których opracowano taki dokument wraz z prognozą jego oddziaływania na środowisko.

SCALGO Live – cyfrowy model drogi wody

Ważnym elementem prac planistycznych stało się wykorzystanie nowoczesnych narzędzi cyfrowych. Jednym z nich jest SCALGO Live – platforma umożliwiająca analizę ukształtowania powierzchni terenu oraz kierunków przepływu wód opadowych.

Program pozwala na podstawie numerycznego modelu terenu zobaczyć, dokąd popłynie woda po opadzie, gdzie będzie się gromadzić, które obniżenia zostaną wypełnione i jaki obszar może zasilać dany punkt terenowy. Umożliwia także analizowanie zlewni oraz testowanie możliwych skutków planowanych zmian.

Nie jest to program, który samodzielnie podejmuje decyzję, gdzie należy wybudować zastawkę czy zbiornik. Jest narzędziem wspierającym specjalistów. Pozwala szybciej wskazać miejsca wymagające sprawdzenia w terenie, porównać różne warianty oraz ograniczyć ryzyko, iż obiekt zostanie zaprojektowany bez uwzględnienia całego układu odpływu.

Platforma SCALGO została opracowana właśnie do analizowania rzeźby terenu, wód powierzchniowych i możliwości tworzenia przestrzeni dla wody. Pozwala modelować wpływ ukształtowania terenu na spływ oraz sprawdzać warianty rozwiązań jeszcze przed rozpoczęciem prac projektowych.

W praktyce analiza może pomóc odpowiedzieć na pytania:

• jaki teren zasila określony rów, mokradło lub zbiornik;
• jak zmieni się zasięg rozlewiska po wykonaniu piętrzenia;
• czy woda może zagrozić drodze albo zabudowaniom;
• gdzie przepust ma zbyt małą przepustowość;
• w którym miejscu najlepiej spowolnić odpływ;
• czy planowana zastawka wpłynie na grunty sąsiednie;
• gdzie można przywrócić okresowe podtopienia bez powodowania szkód;
• którędy popłynie woda podczas intensywnego deszczu.

Cyfrowa analiza nie zastępuje pracy w terenie

Nawet najbardziej szczegółowy model komputerowy nie zastąpi oględzin terenowych, pomiarów hydrologicznych i wiedzy miejscowych leśników. Numeryczny model terenu może nie uwzględniać bieżącego stanu przepustu, tamy bobrowej, lokalnego przetamowania, zamulenia rowu, wykrotu drzewa czy niedawno wykonanych prac ziemnych.

Dlatego prawidłowy sposób postępowania powinien łączyć kilka źródeł informacji:

1. analizę map i danych przestrzennych;
2. modelowanie przepływu wód;
3. inwentaryzację istniejącej infrastruktury;
4. rozpoznanie przyrodnicze;
5. wizję terenową;
6. wiedzę pracowników nadleśnictwa;
7. konsultacje z hydrologami, przyrodnikami i projektantami;
8. późniejszy monitoring efektów.

Dopiero połączenie danych cyfrowych z rozpoznaniem rzeczywistych warunków pozwala zaproponować rozwiązania bezpieczne dla lasu, przyrody, dróg i gruntów sąsiednich.