ziemia
Autor: Barbara Pietrzak | dodano: 2017-11-22
Płynie Wisła, płynie…

Fot. g_art08/Shutterstock.com

Na najbliższe lata zaplanowano na szeroką skalę regulację największych rzek w Polsce, w tym Wisły, Odry i Bugu. Tymczasem wiele krajów rozpoczęło przywracanie swoim rzekom ich naturalnego biegu. I tak w Stanach Zjednoczonych usuwane są największe tamy, takie jak ta w stanie Waszyngton na rzece Elwha, do której w ciągu kilku lat po stuletniej nieobecności wróciły łososie. Szwedzi przywracają naturalność skanalizowanym wcześniej rzekom, a tamtejsze uniwersytety zatrudniają specjalistów w tej dziedzinie. Holendrzy przyznają, że twarda infrastruktura hydrotechniczna na rzekach zwiększa ryzyko powodzi, a Francuzi kilka lat temu odstąpili od planów przystosowania Loary do wielkoskalowej żeglugi towarowej. Takie plany użeglownienia grożą właśnie Wiśle. Jak to w końcu jest z tą regulacją rzek?

Zmiana podejścia

Ludzie konstruują tamy i regulują rzeki od tysięcy lat, a przynajmniej od początków rolnictwa. Najstarsza znana na świecie duża zapora została postawiona ponad 5 tys. lat temu na terenie dzisiejszej Jordanii. Z jej konstrukcją wiążą się nagły rozkwit, krótki żywot i upadek miasta Jawa. Powody stawiania tam bywały różne. Zbudowana przez Rzymian czterdziestometrowa konstrukcja w Subiaco przez ponad tysiąc lat była najwyższą tamą na świecie, a powstała dla kaprysu władcy – w celu utworzenia rekreacyjnych jezior w pobliżu letniej willi cesarza Nerona.

W 2000 r. ponad połowa rzek na świecie była już przegrodzona, a co godzinę powstawała nowa zapora. Do dzisiaj ponad milion takich konstrukcji dostarczyło rosnącej populacji ludzkiej szeregu korzyści, zmieniając jednocześnie funkcjonowanie całych ekosystemów. Zapory są najstarszym znanym narzędziem regulacji przepływu wód. Czy to znaczy, że jedynym lub najlepszym? „Naukowcy od dziesięcioleci wskazują na pomijane koszty ekonomiczne, ekologiczne i społeczne ich konstrukcji – mówi dr Andrzej Mikulski z Uniwersytetu Warszawskiego. – Dopiero w ostatnich latach wskutek m.in. nasilających się powodzi nastąpiła globalna zmiana w podejściu do regulacji rzek”.

Ciąg zbiorników to nie rzeka

Ekosystem rzeki to skomplikowany układ powiązań między środowiskiem doliny rzecznej a żyjącymi w niej organizmami – układ, którego osią jest płynąca woda. Zablokowanie przepływów licznymi tamami i utworzenie sztucznych zbiorników sprawiają, że rzeka przestaje pełnić funkcje rzeki. Zamienia się w ciąg jezior, a te działają całkiem inaczej.

Naturalnym procesem zachodzącym w jeziorze jest jego zarastanie. Jezioro przekształca się w ląd: misa zbiornika wypełnia się osadami i robi się coraz płytsza, zbiornik staje się coraz żyźniejszy, a jego brzegi zarastają. Na Mazurach w ciągu półwiecza ubywa nawet 10% powierzchni jezior.

Większość naturalnych zbiorników wodnych w Polsce ma przed sobą kilkaset do 2 tys. lat istnienia, ale czas życia zbiorników zaporowych jest kilkadziesiąt razy krótszy. Ponieważ do sztucznego zbiornika utworzonego na rzece dopływa woda z większej powierzchni i znajduje się on zwykle bliżej siedzib ludzkich, spływa do niego więcej zanieczyszczeń i materii organicznej niż do naturalnego jeziora. „Szczególnie nizinne zbiorniki zaporowe bardzo szybko się zamulają – zauważa dr Adriana Trojanowska-Olichwer z Instytutu Nauk Geologicznych Uniwersytetu Wrocławskiego. – Niektóre substancje, takie jak toksyny sinicowe wytwarzane podczas zakwitów, mogą długo pozostać aktywne w osadach i stanowić wtórne źródło skażenia wody”. Warto tutaj dodać, że zakwity sinicowe pojawiają się tylko w wodach stojących.

Tymczasem naturalna rzeka płynie, meandruje, rozlewa się, miesza, natlenia, oczyszcza. Przesącza się przez dno i przez porośnięte roślinnością brzegi. „Mokradła wzdłuż brzegów naturalnych rzek bardzo skutecznie wychwytują i usuwają ze środowiska zanieczyszczenia – w tym fosfor i azot pochodzące z nawożenia terenów rolniczych” – mówi dr hab. Wiktor Kotowski z Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego. Przekształcenie rzek i ich dolin upośledza te zdolności, przez co substancje użyźniające pola transportowane są prosto do mórz. A tam użyźniają wody, prowadząc do zakwitów glonów i sinic oraz powstawania głębinowych beztlenowych pustyń. „Mamy to szczęście, że nasze rzeki są w dużej mierze nieprzekształcone – dodaje dr Mikulski. – Wisła np. nadal ma dużą zdolność do samooczyszczania”. Ta cecha rzeki jest wiele warta i można próbować ją wycenić, zestawiając z kosztami inwestycji w oczyszczalnie, które staną się niezbędne, gdy uregulowane rzeki stracą tę zdolność.

Spiętrzenie to zagrożenie

Ekosystemom rzek zawdzięczamy też minimalizację zagrożeń powodzią i łagodzenie skutków suszy. W górnych odcinkach rzek niezwykle ważną rolę odgrywają pokryte naturalnymi lasami zbocza, które wiążą wodę opadową tak skutecznie, że mogą nawet powstrzymać powódź. Z kolei w niższych odcinkach, jeśli rzeka meandruje, woda może zostać na terenach zalewanych, mokradłach. Regulacja rzeki zwykle odcina ją od doliny i przyspiesza odpływ wody. Im bardziej uregulowana rzeka, tym szybszy odpływ i gwałtowniejsze wezbrania. Zatrzymać je może utworzenie zbiornika.

Pełniący funkcje przeciwpowodziowe zbiornik musi być jednak pusty, żeby przyjąć falę wezbraniową. Większość tych tzw. suchych zbiorników w Polsce znajduje się w Sudetach, na dopływach Odry, i pochodzi z początku ub.w. Podobną funkcję na terenach nizinnych mogą pełnić poldery zalewowe. Tereny przeznaczone pod zalanie często pozostawiane są w stanie zbliżonym do naturalnego i mogą pełnić funkcje rekreacyjne (część obszaru zalewowego zapory Sobieszów tworzy jeleniogórski park miejski) lub są wykorzystywane jako pastwiska. Utrzymywanie pustego zbiornika nie współgra jednak z innymi celami regulacji rzeki, czyli hydroenergetyką, w której wykorzystywana jest energia spadającej, sztucznie spiętrzonej wody, i z zapewnieniem żeglowności szlaków wodnych.

Wbrew powszechnej w Polsce opinii większa część infrastruktury postawionej na rzekach zwiększa ryzyko powodzi. W Europie Środkowej powodzie są w ostatnich latach gwałtowniejsze, a ich skutki – coraz dotkliwsze. Przyczyną tego są z jednej strony zabudowywanie kolejnych terenów zalewowych, z drugiej zaś właśnie regulacja rzek, osuszanie terenów podmokłych i wylesianie. Do tego dochodzą zmiany klimatu.

Metan ulatuje ze zbiorników

W trakcie budowy lub w planach jest na świecie prawie 1000 zapór i elektrowni wodnych o mocy powyżej 100 MW (zapotrzebowanie średniego miasta). Największe z nich, w Chinach, Brazylii, Birmie i Pakistanie, mają planowaną moc dziesiątki razy większą. Wbrew zapowiedziom stawianie takich obiektów nie prowadzi do redukcji emisji gazów cieplarnianych.

Według szacunków dr Trojanowskiej-Olichwer i jej współpracowników z 70 km2 powierzchni zbiornika we Włocławku trafia do atmosfery 28 t metanu dziennie. W przeliczeniu na jednostkę powierzchni to tempo uwalniania metanu jest czterokrotnie wyższe niż z przeciętnego zbiornika zaporowego na świecie i dziesięciokrotnie wyższe niż z naturalnych jezior. I od 5 do 50 razy wyższe niż z płynących rzek i mokradeł.

Różnice między szacunkami dla Włocławka a wynikami starszych badań innych zbiorników zaporowych mogą się brać z zastosowanej metody. Analizy dla Włocławka uwzględniły proces, który dotychczas był zwykle pomijany ze względu na trudności pomiarowe – uwalnianie się gazów w postaci pęcherzyków. Opublikowane kilka miesięcy temu wyniki międzynarodowego zespołu naukowców pokazały, że globalnie udział tego rodzaju emisji jest o wiele większy niż dotychczas sądzono. Ponadto nawet 80% emisji gazów cieplarnianych ze zbiorników stanowi właśnie metan, a nie dwutlenek węgla. Przy czym w skali 100 lat metan jest nawet 30 razy silniejszym gazem cieplarnianym niż dwutlenek węgla.

Naturalne mokradła – podobnie jak zbiorniki zaporowe – także emitują do atmosfery metan. Powstaje on w beztlenowych warunkach w wyniku bakteryjnego rozkładu materii organicznej. Ale mokradła wiążą jednocześnie duże ilości dwutlenku węgla, wbudowując go w procesie fotosyntezy w tkanki porastających je roślin. I tak bilans np. Bagien Biebrzańskich jest taki, że sumarycznie pozytywnie wpływają one na klimat, zmniejszając efekt cieplarniany. W deszczowych latach ten bilans jest zdecydowanie korzystniejszy, w latach suchych – kiedy woda opada, osady zostają napowietrzone i zwiększa się tempo rozkładu materii organicznej – mniej wyraźny. To też powód, dla którego osuszanie mokradeł oddziałuje negatywnie na klimat.

Ryby

Ich bogactwo gatunkowe zawdzięczamy głównie różnorodności środowisk i obfitości żerowisk w obrębie naturalnie zmieniających się koryt rzecznych. W skanalizowanych rzekach bogactwo to znika, a pozostaje jedynie kilka najbardziej pospolitych i najmniej cennych gospodarczo gatunków. Planowana obecnie regulacja dużych rzek zniweczy całkowicie efekty realizowanych dużych projektów przywracania do polskich rzek typowo rzecznych i cenionych gatunków: łososia, jesiotra i certy.

Według słów napisanej w XIX w. przez Edmunda Wasilewskiego pieśni, póki Wisła płynie, Polska nie zaginie. Mamy to szczęście, że w dużej mierze nasze rzeki nie są jeszcze radykalnie przekształcone i możemy czerpać z wieloletnich doświadczeń innych państw, żeby właściwie oceniać przyszłe skutki działań regulacyjnych.

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie" nr 12/2017 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
12/2017
11/2017
Kalendarium
Grudzień
16
W 1910 r. na lotnisku we francuskim Issy-les-Moulineaux swój pierwszy i jedyny lot odbył pierwszy na świecie samolot z silnikiem odrzutowym Coandă 1910.
Warto przeczytać
Zmyl trop to użyteczna, ale i pełna powabu oraz przekonująca, kieszonkowa esencja wszystkiego, co chcielibyście wiedzieć o obronie przed inwigilacją.

WSPÓŁPRACUJEMY
Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Barbara Pietrzak | dodano: 2017-11-22
Płynie Wisła, płynie…

Fot. g_art08/Shutterstock.com

Na najbliższe lata zaplanowano na szeroką skalę regulację największych rzek w Polsce, w tym Wisły, Odry i Bugu. Tymczasem wiele krajów rozpoczęło przywracanie swoim rzekom ich naturalnego biegu. I tak w Stanach Zjednoczonych usuwane są największe tamy, takie jak ta w stanie Waszyngton na rzece Elwha, do której w ciągu kilku lat po stuletniej nieobecności wróciły łososie. Szwedzi przywracają naturalność skanalizowanym wcześniej rzekom, a tamtejsze uniwersytety zatrudniają specjalistów w tej dziedzinie. Holendrzy przyznają, że twarda infrastruktura hydrotechniczna na rzekach zwiększa ryzyko powodzi, a Francuzi kilka lat temu odstąpili od planów przystosowania Loary do wielkoskalowej żeglugi towarowej. Takie plany użeglownienia grożą właśnie Wiśle. Jak to w końcu jest z tą regulacją rzek?

Zmiana podejścia

Ludzie konstruują tamy i regulują rzeki od tysięcy lat, a przynajmniej od początków rolnictwa. Najstarsza znana na świecie duża zapora została postawiona ponad 5 tys. lat temu na terenie dzisiejszej Jordanii. Z jej konstrukcją wiążą się nagły rozkwit, krótki żywot i upadek miasta Jawa. Powody stawiania tam bywały różne. Zbudowana przez Rzymian czterdziestometrowa konstrukcja w Subiaco przez ponad tysiąc lat była najwyższą tamą na świecie, a powstała dla kaprysu władcy – w celu utworzenia rekreacyjnych jezior w pobliżu letniej willi cesarza Nerona.

W 2000 r. ponad połowa rzek na świecie była już przegrodzona, a co godzinę powstawała nowa zapora. Do dzisiaj ponad milion takich konstrukcji dostarczyło rosnącej populacji ludzkiej szeregu korzyści, zmieniając jednocześnie funkcjonowanie całych ekosystemów. Zapory są najstarszym znanym narzędziem regulacji przepływu wód. Czy to znaczy, że jedynym lub najlepszym? „Naukowcy od dziesięcioleci wskazują na pomijane koszty ekonomiczne, ekologiczne i społeczne ich konstrukcji – mówi dr Andrzej Mikulski z Uniwersytetu Warszawskiego. – Dopiero w ostatnich latach wskutek m.in. nasilających się powodzi nastąpiła globalna zmiana w podejściu do regulacji rzek”.

Ciąg zbiorników to nie rzeka

Ekosystem rzeki to skomplikowany układ powiązań między środowiskiem doliny rzecznej a żyjącymi w niej organizmami – układ, którego osią jest płynąca woda. Zablokowanie przepływów licznymi tamami i utworzenie sztucznych zbiorników sprawiają, że rzeka przestaje pełnić funkcje rzeki. Zamienia się w ciąg jezior, a te działają całkiem inaczej.

Naturalnym procesem zachodzącym w jeziorze jest jego zarastanie. Jezioro przekształca się w ląd: misa zbiornika wypełnia się osadami i robi się coraz płytsza, zbiornik staje się coraz żyźniejszy, a jego brzegi zarastają. Na Mazurach w ciągu półwiecza ubywa nawet 10% powierzchni jezior.

Większość naturalnych zbiorników wodnych w Polsce ma przed sobą kilkaset do 2 tys. lat istnienia, ale czas życia zbiorników zaporowych jest kilkadziesiąt razy krótszy. Ponieważ do sztucznego zbiornika utworzonego na rzece dopływa woda z większej powierzchni i znajduje się on zwykle bliżej siedzib ludzkich, spływa do niego więcej zanieczyszczeń i materii organicznej niż do naturalnego jeziora. „Szczególnie nizinne zbiorniki zaporowe bardzo szybko się zamulają – zauważa dr Adriana Trojanowska-Olichwer z Instytutu Nauk Geologicznych Uniwersytetu Wrocławskiego. – Niektóre substancje, takie jak toksyny sinicowe wytwarzane podczas zakwitów, mogą długo pozostać aktywne w osadach i stanowić wtórne źródło skażenia wody”. Warto tutaj dodać, że zakwity sinicowe pojawiają się tylko w wodach stojących.

Tymczasem naturalna rzeka płynie, meandruje, rozlewa się, miesza, natlenia, oczyszcza. Przesącza się przez dno i przez porośnięte roślinnością brzegi. „Mokradła wzdłuż brzegów naturalnych rzek bardzo skutecznie wychwytują i usuwają ze środowiska zanieczyszczenia – w tym fosfor i azot pochodzące z nawożenia terenów rolniczych” – mówi dr hab. Wiktor Kotowski z Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego. Przekształcenie rzek i ich dolin upośledza te zdolności, przez co substancje użyźniające pola transportowane są prosto do mórz. A tam użyźniają wody, prowadząc do zakwitów glonów i sinic oraz powstawania głębinowych beztlenowych pustyń. „Mamy to szczęście, że nasze rzeki są w dużej mierze nieprzekształcone – dodaje dr Mikulski. – Wisła np. nadal ma dużą zdolność do samooczyszczania”. Ta cecha rzeki jest wiele warta i można próbować ją wycenić, zestawiając z kosztami inwestycji w oczyszczalnie, które staną się niezbędne, gdy uregulowane rzeki stracą tę zdolność.

Spiętrzenie to zagrożenie

Ekosystemom rzek zawdzięczamy też minimalizację zagrożeń powodzią i łagodzenie skutków suszy. W górnych odcinkach rzek niezwykle ważną rolę odgrywają pokryte naturalnymi lasami zbocza, które wiążą wodę opadową tak skutecznie, że mogą nawet powstrzymać powódź. Z kolei w niższych odcinkach, jeśli rzeka meandruje, woda może zostać na terenach zalewanych, mokradłach. Regulacja rzeki zwykle odcina ją od doliny i przyspiesza odpływ wody. Im bardziej uregulowana rzeka, tym szybszy odpływ i gwałtowniejsze wezbrania. Zatrzymać je może utworzenie zbiornika.

Pełniący funkcje przeciwpowodziowe zbiornik musi być jednak pusty, żeby przyjąć falę wezbraniową. Większość tych tzw. suchych zbiorników w Polsce znajduje się w Sudetach, na dopływach Odry, i pochodzi z początku ub.w. Podobną funkcję na terenach nizinnych mogą pełnić poldery zalewowe. Tereny przeznaczone pod zalanie często pozostawiane są w stanie zbliżonym do naturalnego i mogą pełnić funkcje rekreacyjne (część obszaru zalewowego zapory Sobieszów tworzy jeleniogórski park miejski) lub są wykorzystywane jako pastwiska. Utrzymywanie pustego zbiornika nie współgra jednak z innymi celami regulacji rzeki, czyli hydroenergetyką, w której wykorzystywana jest energia spadającej, sztucznie spiętrzonej wody, i z zapewnieniem żeglowności szlaków wodnych.

Wbrew powszechnej w Polsce opinii większa część infrastruktury postawionej na rzekach zwiększa ryzyko powodzi. W Europie Środkowej powodzie są w ostatnich latach gwałtowniejsze, a ich skutki – coraz dotkliwsze. Przyczyną tego są z jednej strony zabudowywanie kolejnych terenów zalewowych, z drugiej zaś właśnie regulacja rzek, osuszanie terenów podmokłych i wylesianie. Do tego dochodzą zmiany klimatu.

Metan ulatuje ze zbiorników

W trakcie budowy lub w planach jest na świecie prawie 1000 zapór i elektrowni wodnych o mocy powyżej 100 MW (zapotrzebowanie średniego miasta). Największe z nich, w Chinach, Brazylii, Birmie i Pakistanie, mają planowaną moc dziesiątki razy większą. Wbrew zapowiedziom stawianie takich obiektów nie prowadzi do redukcji emisji gazów cieplarnianych.

Według szacunków dr Trojanowskiej-Olichwer i jej współpracowników z 70 km2 powierzchni zbiornika we Włocławku trafia do atmosfery 28 t metanu dziennie. W przeliczeniu na jednostkę powierzchni to tempo uwalniania metanu jest czterokrotnie wyższe niż z przeciętnego zbiornika zaporowego na świecie i dziesięciokrotnie wyższe niż z naturalnych jezior. I od 5 do 50 razy wyższe niż z płynących rzek i mokradeł.

Różnice między szacunkami dla Włocławka a wynikami starszych badań innych zbiorników zaporowych mogą się brać z zastosowanej metody. Analizy dla Włocławka uwzględniły proces, który dotychczas był zwykle pomijany ze względu na trudności pomiarowe – uwalnianie się gazów w postaci pęcherzyków. Opublikowane kilka miesięcy temu wyniki międzynarodowego zespołu naukowców pokazały, że globalnie udział tego rodzaju emisji jest o wiele większy niż dotychczas sądzono. Ponadto nawet 80% emisji gazów cieplarnianych ze zbiorników stanowi właśnie metan, a nie dwutlenek węgla. Przy czym w skali 100 lat metan jest nawet 30 razy silniejszym gazem cieplarnianym niż dwutlenek węgla.

Naturalne mokradła – podobnie jak zbiorniki zaporowe – także emitują do atmosfery metan. Powstaje on w beztlenowych warunkach w wyniku bakteryjnego rozkładu materii organicznej. Ale mokradła wiążą jednocześnie duże ilości dwutlenku węgla, wbudowując go w procesie fotosyntezy w tkanki porastających je roślin. I tak bilans np. Bagien Biebrzańskich jest taki, że sumarycznie pozytywnie wpływają one na klimat, zmniejszając efekt cieplarniany. W deszczowych latach ten bilans jest zdecydowanie korzystniejszy, w latach suchych – kiedy woda opada, osady zostają napowietrzone i zwiększa się tempo rozkładu materii organicznej – mniej wyraźny. To też powód, dla którego osuszanie mokradeł oddziałuje negatywnie na klimat.

Ryby

Ich bogactwo gatunkowe zawdzięczamy głównie różnorodności środowisk i obfitości żerowisk w obrębie naturalnie zmieniających się koryt rzecznych. W skanalizowanych rzekach bogactwo to znika, a pozostaje jedynie kilka najbardziej pospolitych i najmniej cennych gospodarczo gatunków. Planowana obecnie regulacja dużych rzek zniweczy całkowicie efekty realizowanych dużych projektów przywracania do polskich rzek typowo rzecznych i cenionych gatunków: łososia, jesiotra i certy.

Według słów napisanej w XIX w. przez Edmunda Wasilewskiego pieśni, póki Wisła płynie, Polska nie zaginie. Mamy to szczęście, że w dużej mierze nasze rzeki nie są jeszcze radykalnie przekształcone i możemy czerpać z wieloletnich doświadczeń innych państw, żeby właściwie oceniać przyszłe skutki działań regulacyjnych.