Stawy małe zbiorniki wodne. Planowanie, wykonawstwo, użytkowanie

Celem niniejszej publikacji jest przedstawienie roli i funkcji stawów oraz podanie podstawowych informacji dotyczących planowania, budowy i użytkowania tego typu obiektów.

Pod pojęciem „staw" rozumie się niewielki zbiornik wodny, o powierzchni od kilkuset metrów kwadratowych do kilkunastu hektarów. Zazwyczaj jest to płytki zbiornik zasilany wodami gruntowymi lub przez wody rzeczne. Może to być również zbiornik powstały na skutek przegrodzenia doliny i koryta rzeki budowlą piętrzącą.

Publikacja ta nie obejmuje takich zbiorników, jak „oczka wodne" w ozdobnych ogrodach i parkach, które często zasilane są wodami z sieci wodociągowej. Pominięto tu również całą problematykę budowy i eksplo­atacji towarowych stawów rybnych oraz małych elektrowni wodnych. Zagadnienia te posiadają bogatą literaturę przedmiotu.

Niniejszą książkę kierujemy do tych czytelników, którzy na własne potrzeby chcą wybudować staw (niewielki zbiornik wodny), którego zasi­lanie oparte jest na gromadzeniu wód naturalnych (powierzchniowych lub podziemnych). Omówiono stawy kopane jak i zbiorniki zaporowe, które w wielu przypadkach mogą być wykonane sposobem gospodarczym, a ich użytkowanie nie wymaga powoływania specjalnych służb eksploata­cyjnych. Natomiast w większości przypadków wymagane jest uzyskanie specjalnych pozwoleń/decyzji na budowę nawet niewielkiego stawu. Pro­blematykę te w sposób skrótowy przedstawiono w ostatnim rozdziale.

Stawy - małe zbiorniki zaporowe - zawsze stanowiły ważny element w otoczeniu człowieka i przez całe stulecia budowano je na potrzeby gospodarcze oraz w celach ozdobnych. Analiza starych map i planów sytuacyjnych dowodzi, że istniało wiele różnego typu zbiorników wodnych zarówno naturalnych, jak i sztucznych. Powszechne było podpiętrzanie cieków do celów gospodarczych (młynówki, folusze, tartaki, małe elek­trownie wodne, stawy rybne itp.). Ponadto występowały wypełnione wodą liczne, niewielkie zagłębienia (jeziorka, oczka wodne) i mokradła retencjo­nujące wody opadowe.

Duża liczba naturalnych i sztucznych akwenów została z różnych powo­dów zlikwidowana. Zniszczeniu uległo tysiące piętrzeń młyńskich, wiele stawów na obszarze miast i wsi zasypano i zamieniono na tereny budow­lane. Ogromną liczbę naturalnych oczek wodnych na obszarach rolni­czych i leśnych odwodniono, a obszary te zalesiono lub zamieniono na grunty rolne. Odwodnienia, jak również inne antropogeniczne przekształ­cenia krajobrazu rolniczego spowodowały znaczne zmniejszenie zdolno­ści retencyjnych terenów rolnych i leśnych, przyśpieszając odpływ z ma­łych zlewni rzecznych. Likwidacja oczek wodnych i piętrzeń dodatkowo spowodowała nasilenie erozji dennej i obniżenie poziomu wody w cieku, a tym samym obniżenie wód gruntowych w dolinach. Powoduje to często nadmierne przesuszenie gleb, szczególnie organicznych, a w niektórych przypadkach degradację walorów przyrodniczych torfowisk i mokradeł.

Likwidacja małych zbiorników wodnych spowodowała znaczne zuboże­nie krajobrazu, zmniejszenie biologicznej różnorodności, ale również była przyczyną utraty wielu korzyści ekonomicznych. Coraz wyraźniej widać, że budowa niewielkich zbiorników wodnych może przynieść korzyści nie tylko estetyczne i przyrodnicze, ale również przyczynić się do poprawy zaopatrzenia w wodę, w tym ograniczenia skutków suszy.

W wielu krajach podejmuje się różnego typu działania stymulujące budowę niewielkich stawów. Coraz bardziej docenia się kąpiele w „naturalnym basenie" zamiast pływania w basenie napełnionym wodą ze środ­kami dezynfekującymi.

W Polsce kilkakrotnie podejmowano akcje dla rozwoju tzw. małej retencji, w skład której wchodzi budowa małych zbiorników wodnych. W 1995 r. ministrowie rolnictwa i środowiska podpisali porozumienie doty­czące współpracy w zakresie programu rozwoju małej retencji. Porozu­mienie to m.in. przewidywało wsparcie finansowe budowy małych zbior­ników wodnych, w tym przez wojewódzkie fundusze ochrony środowiska i gospodarki wodnej. Żałować należy, że ta pożyteczna inicjatywa nie jest kontynuowana.

Spis treści

WSTĘP 7

FUNKCJE STAWÓW 9

KLASYFIKACJA ZBIORNIKÓW WODNYCH 9

ROLA STAWÓW W KSZTAŁTOWANIU OBIEGU WODY 13

EKOLOGICZNE l GOSPODARCZE FUNKCJE STAWÓW 17

WPŁYW ZBIORNIKÓW NA WODY PODZIEMNE 21

WALORY EKOLOGICZNE l HYDROLOGICZNE STAWÓW 24

PLANOWANIE l PROJEKTOWANIE STAWÓW 26

PRZEZNACZENIE STAWÓW 27

Stawy magazynujące wodę na potrzeby gospodarcze   27

Stawy wykorzystywane jako rekreacyjne i ozdobne  31

Stawy ekologiczne i przeciwerozyjne  32

Zbiorniki przeciwpowodziowe  37

ŹRÓDŁA ZASILANIA STAWÓW  39

Stawy zasilane z przepływów bieżących cieków  40

Stawy zasilane wodami ze spływów powierzchniowych  49

Stawy zasilane wodami gruntowymi  56

Stawy zasilane wodami infiltracyjnymi i z powierzchni szczelnych 59

Stawy zasilane wodą z systemów odwadniających   64

STUDIA l ANALIZY PRZEDPROJEKTOWE 68

Badania i pomiary przedprojektowe 68

Wybór lokalizacji stawu 71

Bilans wodny stawu 72

Ocena oddziaływania zbiornika na środowisko 74

KONSTRUKCJE BUDOWLI l URZĄDZEŃ DO RETENCJONOWANIA WÓD POWIERZCHNIOWYCH 76

PODSTAWOWE ZASADY PROJEKTOWANIA l WYKONAWSTWA BUDOWLI WODNYCH 76

Roboty przygotowawcze 77

Wykopy 78

ZAPORA ZIEMNA (GROBLA) 79

Wymiarowanie korpusu zapory 79

Dobór gruntu do budowy zapory 82

Posadowienie nasypów ziemnych 83

Wykonanie nasypu ziemnego 85

UMOCNIENIA l USZCZELNIENIA 87

Umocnienia skarp 87

Drenaże zapór ziemnych 89

Uszczelnienia 91

BUDOWLE PIĘTRZĄCE l UPUSTOWE 95

Stałe progi i stopnie na ciekach 97

Zastawki 104

Budowle upustowe zbiorników zaporowych 106

Przepławki 113

Obliczenia hydrauliczne budowli upustowych 117

KONTROLA WYKONANIA ROBÓT 122

EKSPLOATACJA l UTRZYMANIE STAWÓW 124

URZĄDZENIE l ZAGOSPODAROWANIE CZASZY STAWU 124

Zasady urządzania czaszy stawu (dna zbiornika) 124

Strefa brzegowa stawu 127

Pobór i ujęcie wody ze zbiornika 131

EKSPLOATACJA STAWU l URZĄDZEŃ PIĘTRZĄCYCH 133

Gospodarka wodna na stawach 133

Ochrona jakości wód 134

Naprawy uszkodzonych budowli 136

Bieżąca konserwacja zbiorników i budowli wodnych 138

Monitoring 140

UWARUNKOWANIA PRAWNE REALIZACJI STAWÓW   141

LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA 148