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 (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 stawie" 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. przewiduje wsparcie finansowe budowy małych zbiorników wodnych, głównie przez wojewódzkie fundusze ochrony środowiska i gospodarki wodnej.

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. Oba te zagadnienia posiadają bogatą literaturę przedmiotu.

Niniejszą książkę kierujemy do tych czytelników, którzy chcą wybudować staw (niewielki zbiornik wodny), którego zasilanie oparte jest na gromadzeniu wód naturalnych. 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.

W książce wykorzystano wyniki prac badawczych prowadzonych w In­stytucie Melioracji i Użytków Zielonych (IMUZ), a jej treść oparto w dużym stopniu o wydaną wcześniej przez IMUZ publikację naukową - „Małe zbiorniki wodne".

Spis treści

Wstęp ........................................................ 5

Funkcje stawów ................................................ 7

Klasyfikacja zbiorników wodnych ................................. 7

Rola stawów w kształtowaniu obiegu wody ........................ 10

Ekologiczne i gospodarcze funkcje stawów ........................ 14

Wpływ zbiorników na wody podziemne ........................... 18

Walory ekologiczne i hydrologiczne stawów ....................... 21

Planowanie i projektowanie stawów .............................. 22

Przeznaczenie stawów.......................................... 23

Stawy magazynujące wodę na potrzeby gospodarcze................. 23

Stawy wykorzystywane jako rekreacyjne i ozdobne .................. 27

Stawy ekologiczne i przeciwerozyjne .............................. 28

Zbiorniki przeciwpowodziowe ................................... 32

Źródła zasilania stawów......................................... 34

Stawy zasilane z przepływów bieżących cieków...................... 34

Stawy zasilane wodami ze spływów powierzchniowych ............... 43

Stawy zasilane wodami gruntowymi............................... 48

Stawy zasilane wodami infiltracyjnymi i z powierzchni szczelnych ...... 51

Stawy zasilane wodą z systemów odwadniających ................... 55

Studia i analizy przedprojektowe ................................. 58

Badania i pomiary przedprojektowe .............................. 59

Wybór lokalizacji stawu ........................................ 61

Bilans wodny stawu ............................................ 62

Ocena oddziaływania zbiornika na środowisko ..................... 64

Konstrukcje budowli i urządzeń do retencjonowania wód powierzchniowych ..................... 66

Podstawowe zasady projektowania i wykonawstwa budowli wodnych... 66

Roboty przygotowawcze ........................................ 67

Wykopy ...................................................... 67

Zapora ziemna (grobla) ........................................ 69

Wymiarowanie korpusu zapory .................................. 69

Dobór gruntu do budowy zapory ................................. 71

Posadowienie nasypów ziemnych................................. 72

Wykonanie nasypu ziemnego .................................... 74

Umocnienia i uszczelnienia ..................................... 76

Umocnienia skarp ............................................. 76

Drenaże zapór ziemnych ....................................... 77

Uszczelnienia ................................................. 79

Budowle piętrzące i upustowe ................................... 82

Stałe progi i stopnie na ciekach .................................. 84

Zastawki ..................................................... 89

Budowle upustowe zbiorników zaporowych ........................ 90

Przepławki .................................................... 95

Obliczenia hydrauliczne budowli upustowych ...................... 98

Kontrola wykonania robót ..................................... 102

Eksploatacja i utrzymanie stawów .............................. 104

Urządzenie i zagospodarowanie czaszy stawu ..................... 104

Zasady urządzania czaszy stawu (dna zbiornika)................... 104

Strefa brzegowa stawu......................................... 106

Pobór i ujęcie wody ze zbiornika ................................ 109

Eksploatacja stawu i urządzeń piętrzących ........................ 111

Gospodarka wodna na stawach ................................. 111

Ochrona jakości wód ..........................................111

Naprawy uszkodzonych budowli................................. 113

Bieżąca konserwacja zbiorników i budowli wodnych ................ 115

Monitoring .................................................. 116

Literatura uzupełniająca ...................................... 117