Regulacja odpływu rzecznego w małej zlewni rolniczej. Rozwiązania z zakresu gospodarki wodnej w zlewni potoku Belford

Regulacja odpływu rzecznego w małej zlewni rolniczej. Rozwiązania z zakresu gospodarki wodnej w zlewni potoku Belford

Źródło: https://restorerivers.eu

Dostosowanie stosunków wodnych do zmieniających się warunków klimatycznych w celu ograniczenia ryzyka powodzi i  suszy w zlewni wykorzystywanej rolniczo

Ograniczenia szybkości odpływu wód powstałych w wyniku opadów ulewnych i zatrzymanie tej wody na obszarze zlewni do późniejszego wykorzystania

Rolnictwo
Gospodarka Wodna
Różnorodność biologiczna
Zdrowie publiczne

Intensywne opady deszczu
Powodzie
Susze

Projekt zrealizowany został w zlewni potoku Belford Burn w hrabstwie Northumberland (5,7 km2) w północno-wschodniej Anglii w celu ochrony  społeczności Belford, głównej osady w tym rejonie (ok. 1 tys. mieszkańców), przed nagłymi powodziami z potoku przepływającego przez miejscowość. W ciągu ostatnich kilku lat powodzie zagrażały 25 gospodarstwom z częstotliwością raz na 2 lata i 54 gospodarstwom raz na 100 lat. Zlewnia Belford Burn ma 10 km kw., w górnej części zajmują ją pastwiska, a w dolnej ziemie uprawne. Rozwiązania zastosowane w tym studium obejmują stawy, przegrody, obwałowania, nasadzenia roślinności i wykorzystanie rumoszu drzewnego w zalesionych strefach przybrzeżnych.

Do najważniejszych działań w zlewni Belford jest gromadzenie wód z intensywnych opadów poprzez odprowadzanie ich nadmiaru w korycie potoku do stawów lub naturalnych obniżeń oraz przechwytywanie w zbiornikach tworzonych bezpośrednio na cieku. Ograniczeniu szybkości przepływu służą również zarośla, a także plantacje wikliny. Poza zmniejszeniem fali powodziowej w stawach zbierane są osady wykorzystywane do użyźnienia gleby.

Wśród wielu zalet tego projektu kilka jest szczególnie ważnych:

• Naturalne wkomponowanie małej infrastruktury błękitno-zielonej w krajobraz,
• Brak negatywnego wpływu na rolnictwo,
• Każda inwestycja ma niewielkie rozmiary (500-100 m2) lub jest zlokalizowana w rowach lub małych potokach,
• Stanowi uzupełnienie istniejących systemów melioracji,
• Potencjalnie przynosi znaczne korzyści (np. w zakresie transportu materii organicznej).

Ponadto

• Redukuje ryzyko powodzi,
• Zmniejsza rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń,
• Wspomaga rozwój ekosystemów i zwiększa różnorodność biologiczną,
• Ukierunkowuje nasadzenia na rodzime gatunki drzew z mniejszymi koronami nie zabierającymi światła innym uprawom,
• Zapobiega utratom powierzchniowej warstwy gleby i nawozów,
• Zwiększa produktywność gospodarstw dzięki ponownemu wykorzystaniu osadów.

Powstało ok. 45 pojedynczych małych inwestycji w formie małych zbiorników, systemów rowów, obwałowań i zapór w poprzek szybko płynących potoków, tworzonych z surowców lokalnych, tj. rumoszu drzewnego, ziemi.

Teren został zabezpieczony przed powodziami. O ile w latach 1997-2007 miejscowość była zalewana 7 krotnie, to od czasu zakończenia projektu tylko jedno gospodarstwo zostało dotknięte powodzią.

Realizacja projektu obejmowała następujące etapy:

1. Opracowanie koncepcji projektu
2. Charakterystyka zlewni. Do tego celu wykorzystano mapy lotnicze oraz lidar i naziemne aktualizacje map. Ważnym zadaniem był monitoring rozkładu wód opadowych w trakcie intensywnych opadów
3. Edukacja i upowszechnianie wiedzy o projekcie wśród społeczności lokalnej
4. Demonstracja przykładów rozwiązań i rozpowszechnienie wytycznych wśród mieszkańców miejscowości
5. Wdrażanie elementów małej infrastruktury wodnej na terenie zlewni
6. Ocena działania i przekazanie inwestycji do wykorzystania
7. Utrzymywanie stałego kontaktu z mieszkańcami i rolnikami w trakcie realizacji projektu.

Jednym z rozwiązań wprowadzonych w celu zredukowania fali powodziowej są stawy utworzone z obwałowaniami ziemnymi lub elementami drewnianymi (deski, faszyna) i kamiennymi. Konstrukcja obwałowań nie może być szczelna, aby w sytuacji obniżenia się poziomu wody w rzece woda ze stawów zasilała koryto rzeki. Ze względu na inne korzystne funkcje (m.in. zbierania osadów wykorzystywanych do użyźniania pól) stawy mogą być utrzymywane przez cały rok, przykładowo w celu zachowania różnorodności biologicznej.

Podobne zbiorniki mogą być też tworzone bezpośrednio na cieku, w zbliżony sposób umożliwiając stopniowe przesiąkanie wody przez przegrody w korycie rzeki. Ta metoda wymaga dodatkowo stworzenia przepławek umożliwiających migracje ryb. W celu zapobiegnięcia przelania się wody przez wały celowe jest zainstalowanie w ich górnej części rur odprowadzających wodę lub zastawek otwieranych przez właścicieli gruntu. Istotnym założeniem funkcjonowania tego systemu zabezpieczeń przed powodzią jest możliwość opróżnienia zbiorników w ciągu 5-20 godzin, tak aby umożliwić przyjęcie kolejnej fali.

Pierwsza metoda jest tańsza i łatwiejsza do utrzymania. W obu przypadkach zbiorniki powinny być budowane z lokalnych materiałów. Dopływ i odpływ wody ze zbiorników powinien być umocniony kamieniami zabezpieczającymi przed erozją.

Ograniczeniu szybkości przepływu służą także zarośla, a także plantacje wikliny. Krzewy i zakrzaczenia występujące w sąsiedztwie obu zbiorników i wzdłuż cieków stanowią wartościowy element zarówno dla utrzymania wilgotności w glebie, jak i sprzyjają wzbogaceniu różnorodności biologicznej. W tym przypadku działania powinny być ukierunkowane na utrzymywanie roślinności, a w przypadku jej braku na nasadzenia.

Przeszkodę w realizacji projektu stanowiły wymagania formalne związane z koniecznością uzyskania zezwoleń ze strony Agencji Środowiska, instytucji zajmujących się rybołówstwem i archeologów na wprowadzenie rozwiązań z zakresu małej infrastruktury wodnej na terenie zlewni.

Postawa społeczna także utrudniała realizację projektu. Na początku napotkano na wątpliwości i opór mieszkańców. Liczni udziałowcy zostali włączeni do projektu zarówno na etapie identyfikacji problemów, jak i jego wdrażania, zwłaszcza przy zdefiniowaniu lokalnych uwarunkowań i naturalnych cech koryta rzecznego, które można by wykorzystać bez kosztownych inwestycji.

Problemem okazało się wykorzystanie rumoszu drzewnego jako przegrody. Drewno z czasem uległo degradacji a zapora się przesunęła. Z tego względu zdecydowano, że po degradacji tego materiału będzie on zastępowany innym.

Całkowity koszt realizacji projektu wyniósł 450,000 GBP, w tym pożyczka North East Regional Flood and Coastal Committee (RFCC) to 350,000 GBP, a Agencja Środowiska pokryła pozostałe koszty.

Koszty tego rozwiązania były kilkakrotnie niższe od tradycyjnego systemu ochrony przeciwpowodziowej.

Projekt zmierzający do ograniczenie strat wody w przypadku obfitych opadów został uruchomiony w małej zlewni Belford aby ograniczyć ryzyko powodzi w wiosce przez którą przepływa potok. Miejscowość jest szczególnie zagrożona nagłymi powodziami wynikającymi z obfitych opadów. Wdrożona sieć małych instalacji miała na celu przechwycenie i spowolnienie odpływu ze zlewni oraz transportu osadów rzecznych w celu poprawy jakości wody. Agencja Środowiska uznała zrealizowany projekt za dobrą praktykę zalecaną do zastosowania w innych zlewniach rolniczych, z wyjątkiem wykorzystania rumoszu drzewnego, który nie zdał egzaminu ze względu na zbyt szybkie niszczenie tego materiału.

Wielka Brytania, Zlewnia potoku Belford

Kontakt:  Environment Agency,

Newcastle University,

Northumberland County Council,

North East Regional Flood and Coastal Committee

phil.welton@environment-agency.gov.uk

p.f.quinn@ncl.ac.uk

alexander.nicholson@environment-agency.gov.uk

mark.wilkinson@hutton.ac.uk

Organizacje współpracujące: Amalgamated Construction (AMCO),

Ian Benson Design, Royal Haskoning

Strona internetowa: https://research.ncl.ac.uk/proactive/belford/

Data realizacji: 2007-2015

Lokalizacja projektu: Bedford, hrabstwo Northumberland, północno-wschodnia Anglia (długość geograficzna: 1.83175794041˚, szerokość geograficzna: 55.5986067185˚)

Źródło: www.googlemap

1. Runoff Attenuation Features A guide for all those working in catchment  Management April 2011 Newcastle University; Environment Agency
2. Runoff attenuation features: a sustainable flood mitigation strategy in the Belford catchment, UK A R Nicholson, ME Wilkinson, G M O’Donnell and P F Quinn School of Civil Engineering and Geosciences, Newcastle University, Newcastle upon Tyne NE1 7RU email: a.r.nicholson@ncl.ac.uk
3. Alex Nicholson (Arup), Paul Quinn (Newcastle University), Mark Wilkinson (James Hutton Institute) Case study 16. Belford Natural Flood Management Scheme, Northumberland
4. Mioduszewski W, Okruszko T Red. 2016 Naturalna, mała retencja wodna Metoda łagodzenia skutków suszy, ograniczania ryzyka powodziowego i ochrona różnorodności biologicznej – podstawy metodyczne

Strona projektu cs-uk-03-final_version.pdf

Zlewnia, Zlewnia rolnicza, Belford, Zlewnia potoku Belford, Intensywne opady deszczu, Powodzie, Susze, Rolnictwo, Gospodarka Wodna, Różnorodność biologiczna, Zdrowie publiczne, Regulacja odpływu rzecznego, Odpływ rzeczny, Rolnictwo, Gospodarstwa, Produktywność gospodarstw, Melioracja, Mała retencja