Reklama

Jest się z czego cieszyć – warszawskie Bulwary Wiślane zostały uhonorowane przez najpoważniejszą światową organizację hydrologiczną Międzynarodowe Stowarzyszenie Inżynierii i Badań Wodno-Środowiskowych (IAHR) nagrodą Industry Innovation Award. Co jest takiego innowacyjnego w tym nabrzeżu, poza tym, że zrobiło się ładnie i warszawiacy lubią spędzać tu czas?

W tym przypadku liczyło się coś innego. Otóż znaczące odcinki Wisły na praskim, prawym brzegu udało się utrzymać w stanie naturalnym, co rzadko się zdarza w przypadku rzek przepływających przez duże miasta. A przez Warszawę, jedno z najludniejszych miast w naszej części Europy, rzeka płynie na blisko 30 km odcinku. Uzyskano wyjątkowo korzystny kompromis godzący potrzeby mieszkańców z ochroną przyrody. Prócz walorów turystycznych na prawym brzegu mamy naturalną roślinność, łęgi, starorzecze, tereny mokradłowe, wiele cennych gatunków zwierząt i ptaków (tak nawisem mówiąc, ta część wiślańskiego wybrzeża jest zaliczana do obszarów Natura 2000). Proszę mi wierzyć – to unikatowy projekt. Aby go zrealizować, trzeba było spełnić wiele na pierwszy rzut oka wykluczających się warunków, od bezpieczeństwa powodziowego poczynając. Inny kłopot to erozja dna w przewężeniu koryta wielkich wód, zwanym gorsetem warszawskim. Te tereny są trudne i zagrożenie powodzią jest spore. Problemy zaczęły się pod koniec XIX w., kiedy rozpoczęto prace mające na celu uregulowanie Wisły, która wcześniej była naturalną rzeką roztokową – z wieloma korytami, wysepkami. Dlatego przygotowując wspomniany projekt, trzeba było uwzględnić to, że będzie się pracować na tym, co w ramach jej regulacji już powstało. Przed wojną na lewym brzegu obsługiwano transport śródlądowy, również dostawy węgla do elektrowni, potem – po wojnie – wywożono do Wisły ziemię i gruz. Wielu naukowców pracowało nad tym, żeby wszystko poukładać w najlepszy z możliwych sposobów, dopasować do siebie. Ostatnio zbudowane bulwary to miejsce z wieloma atrakcjami, trasami dla rowerzystów i pieszych, przystaniami, kawiarniami. I mamy sukces: nie burząc tego, co pokolenia przed nami wybudowały, za pomocą delikatnej inżynierii wodnej udało się stworzyć sojusz natury z potrzebami ludzi i gospodarki.
Nagrodzony został trend idący w poprzek temu, co ludzie robili przez stulecia. Dotąd osuszali każdy kawałek ziemi pod uprawy i hodowlę bydła, ujarzmiali rzeki, betonowali nadbrzeża, stawiali tamy. Dziś ekologia nie musi się wykluczać z gospodarką?
Nie musi. Do niedawna gospodarka wodna kojarzyła się z ogromnymi ilościami betonu, staraliśmy się ujarzmić rzeki wszędzie tam, gdzie tylko się dało, co zresztą nie przynosiło spodziewanych efektów. Ludzie wyobażają sobie, że gospodarka wodna polega na rozwiązaniu tylko jednego problemu, który w danym momencie jest najbardziej dotkliwy: powodzi albo suszy, jakości wody albo dobrostanu stworzeń, które nad wodą żyją. A to tak nie działa. Trzeba się starać rozwiązywać te wszystkie problemy jednocześnie. I to nie jest robota tylko dla hydrologów albo hydrofizyków, geologów czy biologów oddzielnie. Mało tego – często okazuje się, że interesy w gospodarce wodnej są przeciwstawne, jest więc ona sztuką kompromisu. Potrzebna jest dokładna analiza, co w danym miejscu jest najważniejsze – ochrona przeciwpowodziowa czy wytwarzanie energii, a może największym problemem jest susza? A zwykle jest tak, że każdy z tych kłopotów występuje, tyle że w innym czasie. I jeśli nie weźmiemy pod uwagę całości, ratując się przed jednym niebezpieczeństwem, zwiększamy zagrożenie płynące z innych, tyle że te pojawią się za parę miesięcy czy lat. Niedawno trapiliśmy się zagrożeniem powodziowym w Płocku, choć kilka miesięcy wcześniej media donosiły o drastycznie niskim poziomie wody w rzece, o suszy.
Trend, o którym mówimy, w języku angielskim nazywa się nature-based solutions, czyli rozwiązania oparte na przyrodzie.
Innymi słowy to rozwiązania albo powstałe z inspiracji przyrody, albo nią wspomagane. Powinny jednak być opłacalne i zapewniać korzyści środowiskowe, społeczne i ekonomiczne. Winny też służyć bioróżnorodności. Często dość niesłusznie mówi się w takiej sytuacji o renaturyzacji. Nie chodzi o to, żeby wrócić do stanu pierwotnego, zresztą trudno by było ustalić, czym on był. Wybudowaliśmy już miasta przy rzekach, postawiliśmy tamy, mamy elektrownie, które bazują na spiętrzeniach. Nie ma powrotu do jakiegoś nierealnego „stanu dzikości”. Musimy zapewnić ludziom bezpieczeństwo, a gospodarce stabilność. Niemniej powinniśmy czerpać z tej wielkiej wiedzy, którą oferuje nam przyroda, często mądrzejsza i skuteczniejsza, niż to, co się lęgnie w ludzkich głowach. W Polsce na jednego mieszkańca przypada 1,6 tys. m sześc. odnawialnych przepływów rzecznych (nie wliczamy tu wód gruntowych i w jeziorach) na rok, a w okresach suszy jest to nawet poniżej 1 tys. m sześc. W sąsiednich krajach ta wartość wynosi średnio 4,5 tys. m sześc. Nie jest to idealna i jedyna charakterystyka, ale stawia nas dopiero na 26. miejscu w Europie. A mimo to robiliśmy (i wciąż robimy) wszystko, żeby się tej wody pozbywać, wyprowadzać ją do kanałów, odprowadzać z pól, również z miast jak najprędzej.
Rok temu przyjęto krajowy program renaturyzacji wód powierzchniowych. Mówi on o tym, jakie prace hydrologiczne powinny zostać wykonane, żeby nadać naszym rzekom kształt zbliżony do ich pierwotnej formy, a jednocześnie zapewnić ludziom większe bezpieczeństwo i czystsze wody – dziś 90 proc. tych, jakie mamy, nie jest w dobrym stanie. Przyjęliśmy plan, bo zmuszała nas do tego dyrektywa unijna. Coś za tym poszło?
Choć mamy coraz więcej oczyszczalni ścieków i są one coraz lepsze, woda w Polsce nie jest w świetnym stanie. I mam na myśli nie tylko jej zanieczyszczenie związkami azotu i fosforu, bo z nimi nauczyliśmy się sobie radzić, lecz także zanieczyszczeniami nowego rodzaju, tj. farmaceutykami, których obecności nawet się nie bada, a stężeń nie monitoruje: to antybiotyki, środki antykoncepcyjne, leki przeciwbólowe i przeciwzapalne. Ich obecność w wodzie ma wpływ na nasze zdrowie, ale również na organizmy, które ją zamieszkują, np. ryby. Założeniem programu renaturyzacji jest wsparcie procesu osiągania dobrego stanu ekologicznego wód, co jest naszym obowiązkiem prawnym. Dobry stan to również różnorodność biologiczna wód i właściwa morfologia – tam, gdzie jest to możliwe, należy przywrócić ciągłość cieków, odtworzyć naturalne zakola, udrożnić bariery. Łachy, roślinność nadbrzeżna to takie naturalne oczyszczalnie ścieków. Rzeki w naturalnym stanie są także tańsze w utrzymaniu. Nie trzeba wykaszać roślinności nabrzeżnej, usuwać osadów dennych. Jednak ten plan renaturyzacji to zupełnie nowa rzecz, jak dotąd pozostaje głównie na papierze, również w formie poradnika dobrych praktyk.
Plan przewiduje 3,5 mld zł nakładów. I jeszcze czas – mamy sześć lat na jego wykonanie. To wystarczy?
Nie. Ale to nie jest największy problem. Renaturyzacja rzek jest niezwykle skomplikowanym zagadnieniem. Polega m.in. na przywróceniu ciągłości koryt rzecznych, a to często oznacza likwidację różnych barier. I nie chodzi tylko o te wielkie tamy, lecz także o mniejsze przeszkody, kilkumetrowe, których jest mnóstwo, a które też wpływają na życie w rzekach. Ostatnio oszacowano, że w Polsce średnio na każdy kilometr rzeki czy strumienia przypada jedna bariera – jest ich ok. 77 tys. Należałoby zrobić kwerendę, przeanalizować – co można i trzeba, a czego nie wolno likwidować, jakie to przyniesie skutki. Na świecie są to olbrzymie, kosztowne, trwające przez dziesięciolecia programy, którym towarzyszy publiczna dyskusja.
Rząd zapowiada przetarg na nową, wielką tamę w Siarzewie. Temat takich konstrukcji budzi wiele emocji w środowisku naukowym.
W kwestii nowego stopnia wodnego na Wiśle widać, jak nie potrafimy dyskutować o tego typu przedsięwzięciach. Przy takiej konstrukcji nasz horyzont myślenia powinien sięgać nawet 100 lat. Ten konkretny stopień ma być kolejnym elementem kaskady zaplanowanej podczas budowy zapory we Włocławku i służyć głównie jako tzw. podpora tej zapory, łagodząc jej negatywne skutki działania i poprawiając jej bezpieczeństwo. Często podawany argument retencyjny służy raczej celom PR-owym, a ta kaskada spełnia głównie cele żeglugowo-energetyczne. Zatem pytanie o inwestycję w Siarzewie to raczej pytanie o przyszłość zapory we Włocławku. Budowa każdej zapory to duża ingerencja w naturę i stąd te emocje. Przynosi jej, tzn. naturze, wiele szkód, natomiast ludziom często nie daje spodziewanych korzyści. Tych wielkich, wysokich na ponad 15 m zapór, jest na świecie ok. 58 tys., jakaś połowa z nich znajduje się w Chinach, USA, Indiach i Japonii. Jeśli chodzi o Europę, to przoduje Hiszpania – ma bodaj 1 tys. takich zapór, a Polska ze swoimi 69 zajmuje dopiero 41. miejsce. I całe szczęście, gdyż te budowle często nie wypełniają zadań, dla których zostały wybudowane.
Jakich?
Przede wszystkim nawadniania, czyli retencji (to był główny cel, dla którego powstało jakieś 47 proc. z nich), wytwarzania hydroenergii (22 proc.), zapewnienia wody pitnej (12 proc.), ochrony przeciwpowodziowej (ok. 9 proc.) czy też żeglugi (ok. 10 proc.). Mówię o statystykach światowych. Większość zapór ma spełniać kilka celów równocześnie, ale tak się nie dzieje. Weźmy np. cel retencyjny – ciągle się u nas ubolewa, że nie zatrzymujemy w obiegu wystarczającej ilości wody, bo zaledwie jakieś 6,5 proc., podczas gdy np. w Hiszpanii zatrzymuje się połowę. To jest duży problem z punktu widzenia suszy. Ale gdyby chodziło wyłącznie o statystyki, to zbudowanie kilku wielkich zbiorników zaporowych zapewne rozwiązałoby problem – na papierze. Chodzi o to, że choćby największy zbiornik wprawdzie zatrzymuje wodę, ale rozprowadzanie jej na tereny uprawne, gdzie jest potrzebna, jest na terenach nizinnych trudne i bardzo kosztowne – a przecież rachunek ekonomiczny jest niezwykle istotny. Nie wspominam już skutków środowiskowych. Tańsza i skuteczniejsza jest retencja naturalna – trzeba zatrzymywać wodę tam, gdzie ona spadnie. Potencjał naturalnej retencji w Polsce wynosi 35 mld m sześc., a to dziewięć razy więcej niż mają w tej chwili sztuczne zbiorniki. Na ogół, poza indywidualnymi przypadkami, ich budowanie nie ma większego sensu. Profesor Silke Wieprecht z Uniwersytetu w Stuttgarcie w lutym zaprezentowała rzadko omawiane skutki uboczne działania zbiorników zaporowych. Przede wszystkim to depozycja osadów w zbiorniku, która powoduje znaczne zmniejszenie jego pojemności użytkowej. Kolejny problem to zakwity sinic, szczególnie w warunkach ocieplającego się klimatu. Wreszcie gromadzi się też tam mnóstwo materii organicznej, która gnijąc, powoduje powstawanie gazów cieplarnianych – metan uwalniający się z tych zbiorników odpowiada za ok. 4 proc. zmian klimatycznych będących skutkiem działalności człowieka.
A inne cele?
To zależy, gdzie zapory są umieszczone. Na przykład w górach tama może służyć do wytwarzania odpowiedniej ilości energii, więc może czasem mieć sens ekonomiczny, na nizinach różnie z tym bywa. Podobnie jak z zabezpieczeniem przeciwpowodziowym. Holendrzy mają inny pomysł na powodzie – przyjęli program „Więcej przestrzeni dla rzeki” – odsuwają tam, gdzie jest to możliwe, wały przeciwpowodziowe od rzeki, żeby mogła ona wylewać. Jeśli się jej na to pozwoli w miejscach, gdzie skutki ekonomiczne nie są duże, uchroni się miasta, dla których powodzie łączą się z olbrzymimi stratami. Podobne programy są prowadzone w dorzeczu Dunaju od 1995 r. Zakrojone na gigantyczną skalę programy zarządzania równinami zalewowymi, trudne do przeprowadzenia, także z powodów politycznych – te obszary leżą w 19 krajach, od Schwarzwaldu do Morza Czarnego, zamieszkuje je 80 mln ludzi. To bardzo kosztowne programy, to prawda, ale przynoszą dobre skutki. Stawianie wielkich budowli hydrotechnicznych jest jeszcze droższe, za to mniej skuteczne i nieprzyjazne środowisku. Oczywiście należy zachować zdrowy rozsądek, nie chodzi o to, aby rozbierać tamy wszędzie tam, gdzie one są (co zresztą także byłoby skomplikowane i drogie), musimy przecież chronić miasta, mieszkających tam ludzi, zakłady przemysłowe itd. Natomiast należy się dobrze zastanowić, zanim zbuduje się nowe.
Gdyby chodziło wyłącznie o statystyki, to zbudowanie kilku wielkich zbiorników zaporowych zapewne rozwiązałoby polski problem z retencją – na papierze
Gdyby pan miał moc sprawczą, co by nakazał zrobić w kwestii gospodarowania wodą?
To nie jest do załatwienia jakimś jednym dekretem. Mamy przecież do czynienia z trzema wielkimi problemami jednocześnie: suszy, powodzi i jakości wód. Dla każdego z miejsc, obiektów, są one jednak nieco inne, wypływają z innych powodów, które powinny zostać poddane holistycznej analizie. Bo np. jeśli roczna suma opadów w naszym kraju wynosi 600 mm, to w Tatrach jest to już 1 tys. mm, a w centrum kraju, gdzie koncentruje się rolnictwo, zaledwie 500 mm i kwestia lepszego nawadniania pól staje się kluczowa. Co nie znaczy, że nie istnieje na tych terenach zagrożenie powodziowe. Albo inna sprawa – wiele się ostatnio mówi o tym, że należałoby zacząć budować drogi wodne, które sprzyjałyby bardziej ekologicznemu transportowi niż drogowy czy powietrzny. Okej, ale jak to zrobić? I zupełnie inna dyskusja będzie się toczyć wokół Odry, która już jest mocno przekształcona, a inna wokół Bugu, który jest rzeką pierwotną, meandrującą i należy postawić pytanie, czy na pewno warto ją regulować. No i należy mieć przed oczyma procesy, które są dopiero przed nami, np. zmiany klimatyczne i towarzyszące im deficyty wody. Czy za 20–50 lat będziemy mieć na tyle wody w rzekach, żeby móc z nich korzystać przez wystarczającą ilość czasu w ciągu roku? Ja bym się także zastanowił nad tym, co my tymi drogami wodnymi będziemy transportować za kilka dekad, nie dziś. Do tej pory szły nimi np. towary sypkie, czyli m.in. węgiel, którego za chwilę przestaniemy używać. No i jeszcze jedna rzecz: czy takie prace nad budową dróg wodnych nam się opłacą w dłuższej perspektywie, jeśli zmieniają się źródła zasilania w transporcie i niebawem po drogach będą jeździły ciężarówki zasilane ekologicznym wodorem? To nie jest kwestia zadekretowania czegoś, ale skrupulatnej analizy. Potrzebujemy ogólnopolskiej dyskusji, w której udział wezmą najlepsi naukowcy i praktycy, specjaliści różnych dziedzin... Niestety, takiej debaty nie ma. Gdyby się zdecydować na budowę szlaków wodnych, oznaczałoby to całkowity odwrót od renaturyzacji, trzeba by było stawiać kolejne zapory, lać beton na brzegi. Skutki każdego takiego działania też trzeba rozpatrywać w perspektywie wielu dziesięcioleci.
Co w tej chwili najbardziej zajmuje hydrologów i – bardziej wąsko – hydrodynamików jak pan?
O olbrzymich wyzwaniach i interdyscyplinarnych badaniach, związanych ze zrozumieniem i poszukiwaniami rozwiązań inspirowanych przyrodą już trochę mówiłem, więc skupię się na tym, co jest mi najbliższe – zrozumienie procesów fizycznych zachodzących w wodzie. Sam ruch wody jest niezwykły. Woda w rzekach porusza się w sposób turbulentny, wiruje, jej cząsteczki poruszają się chaotycznie w różne strony – zresztą teoria chaosu jest często zaprzęgana w badania nad ruchem wody. Gdybyśmy byli w stanie przewidzieć sposób, w jaki będzie się przemieszczała, moglibyśmy obliczyć np. to, kiedy i gdzie w danym momencie dotrą jakieś zanieczyszczenia, które się znalazły w rzece np. na skutek jakiejś awarii. Albo w jaki sposób będzie się przemieszczało rumowisko rzeczne, czyli znajdujące się na dnie piasek i kamienie, co jest istotne także z powodów gospodarczych. Albo sposób przemieszczania fali wezbraniowej. O tym, jakie to trudne, świadczy anegdota, jaka została przytoczona w bardzo dobrej biografii Hansa Alberta Einsteina autorstwa prof. Roberta Ettema i Cornelii Mutel. Hans Albert był synem genialnego Alberta Einsteina, jednak nie poszedł w ślady ojca i nie zajął się teorią względności. Stwierdził, że w tej dziedzinie wszystko zostało już odkryte, on się wolał zająć czymś, co „faktycznie trudne”. Był wybitnym inżynierem, skonstruował wiele klasycznych modeli poruszania się wody i rumowiska w rzekach. Z korespondencji pomiędzy ojcem a synem wynika, że ten pierwszy miał kłopot ze zrozumieniem procesów zachodzących w rzekach. Zresztą Werner Heisenberg, ojciec mechaniki kwantowej, noblista, na początku swojej pracy naukowej zajmował się turbulencją, lecz uznał, że nie jest w stanie uzyskać żadnych istotnych wyników, więc zmienił obiekt zainteresowania – całe szczęście dla ludzkości – co obrazuje złożoność zjawiska. To Heisenbergowi przypisuje się powiedzenie: „Po śmierci, gdy spotkam Boga osobiście, zapytam go o dwie rzeczy. Po pierwsze – jak skwantować grawitację, a po drugie – jak matematycznie opisać turbulencję. Może zna odpowiedź na pierwsze pytanie, ale na pewno nie odpowie na drugie”. A jeśli do tego ruchu dołożymy pozostałe elementy – geometrię rzek, ruchy rumowiska, roślinność, temperaturę – otrzymamy jeszcze bardziej skomplikowany obraz, który trzeba przełożyć na język matematyczny, skonstruować algorytmy, które będą zrozumiałe dla komputerów.
Dlaczego przemieszczanie się rumowiska jest istotne gospodarczo?
Bo zmienia się kształt koryta, co jest ważne dla nawigacji. Bo może zmienić profil rzeki, a w konsekwencji jej przepływ. Rzeki są też głównym źródłem osadów dostarczanych do morza. Na przykład w ujściu Wisły powstają piaszczyste ławice w postaci rozległego stożka, przyczyniając się do wzrostu zagrożenia powodziami zatorowymi. Rumowisko to tony piasku, kamieni, żwiru, które wciąż przemieszczają się rzekami, więc chcemy poznać zasady, jakie nimi kierują, aby móc przewidywać, gdzie się pojawią i będą problemem. Tak samo jak chcemy wiedzieć, w jaki sposób wraz z wodą przemieszczają się zanieczyszczenia. To znaczy już jesteśmy w stanie w jakiś sposób to robić, ale nie ze 100-proc. dokładnością. Gdyby byli słuchani, obliczenia naukowców przydałyby się np. podczas ostatnich awarii układu przesyłowego do oczyszczalni Czajka – mogliby uspokoić mieszkańców Płocka, że wbrew katastroficznym doniesieniom mediów ich ujęcia wody pitnej były bezpieczne, bo zanieczyszczenia nie były w stanie tam dopłynąć. Z obliczeń wynikało, że jakieś 5 km od miejsca zrzutu woda była już tej samej jakości, jak powyżej niego. Na szczęście Wisła jest wciąż naturalną rzeką i ma olbrzymi potencjał do samooczyszczania.
Jak to się dzieje?
Zanieczyszczenia nie płyną tylko wraz z głównym nurtem naprzód, lecz także w poprzek i w głąb strumienia, rozlewają się po łachach piaskowych, przybrzeżnej roślinności, żwirze, ulegają reakcjom chemicznym i biodegradacji. Wiele laboratoriów na świecie pracuje nad tym, żeby te różne modele przemieszczania się wody, rumowiska, zanieczyszczeń na siebie nałożyć i to jeszcze w powiązaniu z roślinnością. To niezwykle ciekawe, ale skomplikowane projekty. Trwają też badania nad szorstkością podłoża. Są kluczowe, aby móc obliczyć prędkość, z jaką w danym momencie będzie się przemieszczała woda. Opory przepływu są też głównym czynnikiem warunkującym turbulencję, co ma też wielki wpływ na właściwości transportowe wody – dlatego to są jedne z ważniejszych badań w hydrodynamice.
Mówiąc o sposobach podejścia do gospodarki wodnej w Polsce, mówimy także o przyszłości Bałtyku.
Tak, gdyż jeśliby przywrócić w miarę możliwości naturalny bieg rzek, wzrosłaby ich zdolność do samooczyszczania, więc wody wpływające do naszego niewielkiego, półzamkniętego morza, nie niosłyby ze sobą tylu zanieczyszczeń. Jesteśmy dużym krajem z rozwiniętym rolnictwem, co powoduje, że wraz z nurtem Wisły i Odry rocznie lądują w tym akwenie setki tysięcy ton związków azotu i fosforu. Inny kłopot to związki krzemianów. Bałtyk ma więcej problemów – nie dostaje z Morza Północnego wystarczających „zastrzyków” słonej wody, która niesie niezbędny do życia tlen. Jest płytki, w dodatku wzrasta jego temperatura, co negatywnie wpływa na żyjące tam zwierzęta oraz roślinność. Tym, co możemy dla niego zrobić, jest zadbanie o to, żeby stan wód, jakie do niego wpływają, był jak najlepszy. Nie muszę chyba mówić o rzeczach oczywistych, jakie się z tym wiążą – małej liczbie ryb, stratach w turystyce, kiedy – coraz częściej – następuje zakwit sinic i nie można się kąpać, choć jest piękna pogoda.
W wodach Bałtyku pojawiła się w ostatnich latach niezwykle groźna dla zdrowia bakteria z grupy przecinkowców, Vibrio vulnificus. Zakażenie nią jest w 25 proc. śmiertelne. Wcześniej była spotykana tylko w ciepłych morzach.
Tak to jest, że kiedy zaczynamy mówić o wodzie, rozmawiamy tak naprawdę o wszystkich aspektach naszego życia. O zdrowiu, gospodarce, energetyce, o klimacie. Mówimy o nas i świecie, w jakim żyjemy. 70 proc. ludzkiego ciała składa się z wody, 71 proc. powierzchni Ziemi też stanowi woda. Ani my, ani nasz świat nie będziemy istnieć bez niej. Dlatego dyskusja na temat gospodarki wodnej powinna być prowadzona nie tylko z okazji Światowego Dnia Wody (22 marca), lecz także przez cały rok. I nie wystarczą renaturyzacyjne plany kreślone na papierze, trzeba zacząć wreszcie coś naprawdę robić. ©℗