Ocena brak

Zbiorniki retencyjne i jeziora zaporowe

Autor /Bazylii Dodano /28.02.2012

 

Powszechne obwałowywanie wód płynących w XIX stuleciu spowodowało, że woda z opadów atmosferycznych coraz szybciej trafiała do rzek, co prowadziło do coraz większych powodzi. W marcu 1988 roku woda przerwała wał przeciwpowodziowy na Dunaju poniżej Ratyzbony, który przez dziesiątki lat skutecznie opierał się falom. A opady wcale nie były aż tak obfite, aby katastrofalna powódź wydawała się nie do uniknięcia. To dorzecze straciło dawną zdolność retencyjną, wobec czego woda nie tylko może, lecz nawet musi odpływać za szybko.

Podejmuje się liczne próby przeciwdziałania temu niebezpieczeństwu poprzez budowę tak zwanych zbiorników retencyjnych. Ich zadanie polega na spiętrzaniu i magazynowaniu w sztucznym jeziorze nagle rosnących mas wody.

Później ich nadmiar wypuszcza się stopniowo w ilościach bezpiecznych. Wielu ekologów uważało i nadal uważa budowę takich zbiorników retencyjnych - powstających oczywiście w nie zasiedlonych dolinach lub częściach dolin, zachowanych najczęściej w stanie zbliżonym do naturalnego - za działanie szkodliwe dla środowiska naturalnego, ponieważ ceną za korzyść zatrzymywania wody jest dewastacja cennych, rzadkich już biotopów oraz postępujące wysychanie łąk i innych terenów podmokłych.

Te i inne wątpliwości czy zastrzeżenia wynikające z lokalnej sytuacji są w pełni uzasadnione, zwłaszcza że zbiorniki retencyjne zwykle ,,rozdaje się" związkom żeglarzy, surfingowców, wędkarzy i innych użytkowników, zanim jeszcze zostaną zbudowane. Z tego powodu nieliczne korzyści, jakie takie zbiorniki mogłyby przynieść gospodarce przyrody, znów okazują się dla przyrody obciążenieniem. Jednak wcale tak być nie musi. Wynika to z porównania dwóch z gruntu odmiennych modeli zbiorników retencyjnych. Zwykle taki zbiornik ma kształt gruszki.

W miejscu, gdzie przegroda czy zapora spiętrza bieg strumienia czy rzeki, wznosi się tamę, która w zależności od planowanej pojemności zbiornika sięga mniej więcej po brzeg doliny i wygina się w górę rzeki. Z góry zbiornik retencyjny wygląda więc jak podłużny przekrój gruszki. U wlotu rzeki zbiornik jest wąski, a rozszerza się w kierunku przegrody. Tam też zbiornik ma największą głębokość, natomiast w kierunku węższego, górnego końca staje się coraz płytszy.

Gdy zbiornik się wypełnia, zmianie ulega przede wszystkim głębokość wody. Wynikają stąd silne wahania poziomu wody w ciągu roku. Materiał unoszony w czasie powodzi oraz det-rytus gromadzą się przed przegrodą, ponieważ w obszarze o największej głębokości woda płynie najwolniej. Jeśli ciek jest zanieczyszczony, w strefie mułu szybko zaznacza się deficyt tlenu.

Na powierzchni tego nie widać, dopóki zawartość substancji biogennych w spiętrzonej wodzie nie wzrośnie tak, że zaczną się masowo rozwijać glony planktonowce („zakwit wody").

Wówczas jest już jednak właściwie za późno na interwencję, ponieważ opróżnienie tak przeciążonego zbiornika w celu napowietrzenia mułu dennego miałoby ze względu na powstałe gazy trujące (siarkowodór, metan) nader niepożądane skutki dla dolnych odcinków rzeki. Poza tym „gnijący" muł bardzo trudno jest usunąć bagrowni-cami - co najwyżej można go przy wielkim nakładzie kosztów odessać. Ale wtedy powstaje problem, co z nim zrobić?

Wykonanie zbiornika retencyjnego z myślą o wędkarzach i sportach wodnych, zachwalane na początku jako wzbogacanie możliwości wypoczynku weekendowego, później przysparza więc ogromnych kosztów i trudności. Inaczej natomiast ułożą się stosunki ekologiczne, jeśli przy budowie takiego zbiornika zostanie uwzględniona gospodarka naturalna środowiska.

Kształt zbiornika retencyjnego należałoby wówczas odwrócić. Wąskie miejsce powinno się znaleźć przed śluzą, a zbiornik powinien się rozszerzać gruszko-wato w kierunku swojego dopływu, by tam osiągnąć największą szerokość. Powierzchnia potrzebna do zastosowania takiego rozwiązania pozostałaby dokładnie taka sama! Nakłady na budowę tam też by się nie zmieniły albo nawet byłyby mniejsze, bo i tamy mogłyby być węższe.

To rozwiązanie przewiduje bowiem maksymalne zwiększenie strefy płytkiej, a nie głębokiej! W rezultacie powstałoby nie tylko więcej siedlisk wodnych, niż było przedtem, lecz i główna powierzchnia zbiornika byłaby dobrze natleniana, ponieważ woda byłaby tam płytka, a wiatr i falowanie mogłyby wzbogacać ją w tlen z atmosfery.

Dzięki wpłukiwa-nym substancjom organicznym i biogennym rozwijałyby się rośliny, które jesienią (przy niskim stanie wody) można by w razie potrzeby ściąć i wykorzystać. Wnoszona próchnica czy surowa gleba rozchodziłyby się w strefie dopływu, gdzie wykształciłaby się wewnętrzna delta.

Mogłyby tu znaleźć siedliska rośliny i zwierzęta typowe dla terenów podmokłych. Są to gatunki przystosowane do tego, że fale powodziowe raz po raz niszczą ich małe środowiska, gniazda czy młode, ponieważ należy to do naturalnej dynamiki wód płynących. Bociany czy czaple znalazłyby tu żerowiska, płazy mogłyby się rozmnażać albo zamieszkać na stałe, a wkrótce zaroiłoby się od ważek polujących na niezliczone drobne owady.

A jeśli z czasem w strefie głębokiej przed śluzą nagromadziłby się muł, można by go spuszczać w bezpiecznych ilościach w dół rzeki, ponieważ otwarcie śluzy już choćby na krótko spowodowałoby powstanie silnego prądu, który by go porwał. W takim zbiorniku nie ma zatok osłoniętych od prądu.

W rezultacie również woda zachowałaby znacznie wyższą jakość niż w głębokim zbiorniku retencyjnym, pozwalając na jego długotrwałe użytkowanie. Bobry od niepamiętnych czasów zakładały takie zbiorniki, regulując gospodarkę wodną całych obszarów w taki sposób, że specjaliści od budownictwa wodnego mogliby brać z nich przykład. Bóbr działał razem z przyrodą, a nie przeciw niej.

Metodę tę można zastosować również w odniesieniu do większych zbiorników zaporowych, co powinny wykazać poniższe wywody. Obrońcy przyrody podchodzili i podchodzą do zbiorników zaporowych z jeszcze większą nieufnością niż do przeciwpowodziowych zbiorników retencyjnych. Niektórzy uważali, że ich budowa oznaczać będzie śmierć dla rzek.

Rzeczywiście liczne zbiorniki zaporowe raczej pogłębiły niż złagodziły niekorzystne skutki skanalizowania wód płynących, zwłaszcza gdy dla oszczędności terenu wybudowano je za wąskie i za małe. Takie zbiorniki to koryta przegrodzone betonowymi tamami, całkowicie lub prawie całkowicie pozbawione możliwości zalądowienia i cechujące się niezwykle równomiernym nurtem, nieco zakłócanym jedynie podczas powodzi.

Zbiorniki zaporowe tego typu właściwie całkowicie oddzielają rzekę od jej trasy zachowanej. Stanowią spiętrzone kanały, których funkcje polegają jedynie na dostarczaniu energii elektrycznej i (lub) utrzymywaniu minimalnej ilości wody dla żeglugi. Podobnie jak całkowicie wybetonowane strumienie, są one „grzechami" minionej epoki w budownictwie wodnym i należy im jak najszybciej przywrócić charakter naturalny. Opracowano już w tym zakresie przekonywające rozwiązania modelowe i zgromadzono rozmaite doświadczenia.

Wiele zbiorników zaporowych znalazło się na liście „terenów podmokłych o znaczeniu międzynarodowym". Niektóre z nowo powstałych zbiorników zaporowych rozwijają się tak wspaniale, że zakwalifikowanie ich do tej najwyższej kategorii terenów podmokłych jest już tylko kwestią czasu.

Jak można wytłumaczyć tę sprzeczność? Dlaczego obrońcy przyrody są tak przeciwni zbiornikom zaporowym, a zabiegają o zapewnienie niektórym z nich międzynarodowej rangi jako terenom podmokłym? Wszystko sprowadza się do jednego: jakość ekologiczna zbiorników zaporowych zależy od ich struktury i sposobu wykonania. Są takie zbiorniki, które skanalizowanym rzekom rzeczywiście przywróciły w dużej części charakter naturalny i nad którymi rosną teraz lasy łęgowe bardziej zbliżone do natury niż wszystkie pozostałości tych lasów zachowane gdzie indziej.

Są zbiorniki o rozległych obszarach wyspowych, z plątaniną odnóg, zatok i stref wody stojącej, które na kimś niedoświadczonym mogą sprawiać wrażenie całkowicie naturalnych, a są utworzone sztucznie. Wreszcie mieszkańcy takich wód potwierdzają swoją obecnością lepiej niż cokolwiek innego, że niektóre obszary tego typu uważają za niezwykle korzystne; są wśród nich rzadkie i wymagające ptaki wodne, jak ślepowrony, bączki, hełmiatki, wodniki czy kormorany, oraz wyspecjalizowane gatunki lasu łęgowego, jak bobry i wydry.

Mnóstwo małych zwierząt znalazło na tych terenach nowe, cenne siedliska. Dzięki zbiornikom zaporowym odżyły lasy łęgowe nawet poza obszarem spiętrzenia. Takie warunki powstają nad trzema typami zbiorników zaporowych, w niczym nie przypominających tradycyjnej, wąskiej, spiętrzonej „kiszki". Jeden z nich reprezentują zbiorniki zaporowe na dolnym Innie. Jest to „typ lądowiejący".

Obszar spiętrzenia został tu pomyślany tak, żeby obejmował jak największą część naturalnych terenów zalewowych rzeki, czyli jej koryta powodziowego. Zbiorniki zaporowe tego typu są rozległe. W pobliżu elektrowni mają masywne obwałowania boczne, ale dalej w dół rzeki nie trzeba ich wysoko obwało-wywać, a niekiedy można wykorzystać jako ograniczenie ich naturalne strome brzegi.

Zbiorniki te dzielą się na trzy odcinki, płynnie przechodzące jeden w drugi: główny obszar spiętrzenia przed elektrownią, następnie strefę wyspową i ulegającą zalądowieniu oraz cofkę w części górnej. W strefie wyspowej powstają piaszczyste ławice, zatoki i wyspy, które razem tworzą deltę wewnętrzną, wkraczającą w miarę zalądowie-nia coraz dalej w obszar spiętrzenia.

Cofka na część środkową zbiornika już nie oddziałuje. W tym obszarze rzeka płynie szybko, z prędkością ponad pół metra na sekundę, a nawet znacznie prędzej, jeśli niesie wody powodziowe. Im bliżej tamy, tym bardziej nurt zwalnia, ale rzeka nie zatrzymuje się, jak się często błędnie przypuszcza. W sumie rzeka przepływa przez obszar spiętrzenia z szybkością typową dla rzeki nie uregulowanej (na danym odcinku).

Zwolnienie szybkości prądu przed elektrownią do 0,2-0,3 m/sek odpowiada przyspieszenie do ponad 0,5 m/sek w środkowej części zbiornika. Dzięki temu niesione rumowiska i zawiesiny mogą się osadzać w obszarze spiętrzenia, aż ustali się równowaga między zalądowieniem (sedymentacją) a wypłukiwaniem (erozją).

W stanie równowagi, który w zbiornikach zaporowych na Innie ze względu na dużą ilość niesionych zawiesin został osiągnięty już po około 10 latach, przekrój poprzeczny rzeki osiągnął dokładnie taką wielkość, jaką miał przed regulacją. Każda powódź może teraz powodować erozję, przy czym ławice piasku ulegają przesunięciu, a wyspy - zmywaniu.

W końcowych fazach powodzi, a także przy niskim stanie wód przeważa natomiast zamulanie. W sumie w zasadzie nic się nie zmienia, ponieważ równowaga już się ustaliła. Każde kolejne zwężenie przekroju poprzecznego rzeki automatycznie prowadzi do wzrostu szybkości prądu, a tym samym do nasilenia erozji.

Gdy rzeka powraca w swojej strukturze do stanu sprzed regulacji, kiedy tworzyła jeszcze odnogi, wyspy i pętle, postępuje za tym również sukcesja zbiorowisk zwierzęcych i roślinnych. Ze stosunkowo dużych, głębokich zbiorników w fazie początkowej korzystają głównie kaczki nurkujące w okresie swoich przelotów oraz zimą, kiedy traktują je jako żerowiska.

Po kaczkach nurkujących przychodzi kolej na kaczki pływające, szukające pożywienia w pły-tszej wodzie i przy brzegach wysp. Kaczki nurkujące ustępują, ponieważ szybszy prąd nie pozwala drobnemu materiałowi organicznemu (detrytu-sowi) opadać na dno, lecz niesie go dalej. Malejąca biomasa organizmów żyjących w mule dennym przestaje być atrakcyjna dla kaczek nurkujących.

Punkt ciężkości przesuwa teraz się w stronę kaczek pływających, a następnie ku bardziej wymagającym, wyspecjalizowanym zwierzętom, pojawia się bowiem coraz więcej typowych ryb rzecznych. Na zdobycz mogą liczyć rybo-łowy i bieliki, rozmnażają się też wydry (jeśli tylko rybacy nie zaczną na nie polować), a w gęstej „dżungli" powstających wysp i odnóg znajdują schronienie ślepo-wrony, bączki i chruściele. Z biegiem lat w rzece i obok niej kształtuje się bogata fauna!

W taki sam sposób rozwija się świat roślin, nabierając charakteru coraz bardziej zbliżonego do naturalnego. Na najdalej wysuniętych w dół rzeki ławicach mułu, wyłonionych dopiero po ostatniej powodzi, osiedlają się: wierzba biała i krwawnica pospolita, kroplik żółty (Mimulus guttatus) i rzadki, niepozorny namulnik brzegowy (Limosella aquatica). Mozga trzcinowata i trzcina pospolita, a także pałki i uczep uwisły (Bi-dens cernuus) pojawiają się w zależności od tego, czy ławica mułu jest zalewana przez wodę czy nie.

Już po kilku latach wierzby białe osiągają wysokość człowieka i tworzą gąszcz nie do przebycia, w którym podróżniczki wysiadują jaja, kryją się kurecz-ki nakrapiane, a młode bobry poznają smak świeżej kory wierzbowej. Pod osłoną gęstej roślinności gniazdują kaczki i nawet sarny odwiedzają od czasu do czasu nowe wyspy.

Na tych obszarach niedostępnych myśliwym występują nielicznie, co stanowi gwarancję, że żerując nie wyrządzą większych szkód w rozwijającej się roślinności. W wieku piętnastu lat wierzby białe są już dorodnymi drzewami. Osiągają akurat wielkość preferowaną przez bobry. Po ich ścięciu przez bobry powstają polanki, na których z czasem wyrastają olchy i topole, kontynuując rozwój lasu łęgowego.

Łatwo można prześledzić sukcesję w górę rzeki, ponieważ im dalej od elektrowni, tym wyspy są starsze. Najstarsze wyspy znajdują się najdalej w górę rzeki. Po 30-40 latach trudno odróżnić ich lasy łęgowe od tych zachowanych w stanie zbliżonym do naturalnego. Tyle że oczywiście nie ma w nich jeszcze ponad stuletnich drzew.

Proces ten nie obejmuje krótkiego odcinka w pobliżu elektrowni, który musi pozostać otwartym zbiornikiem zaporowym, gdyż przed wlotami do turbin i przelewami odprowadzającymi wody powodziowe prąd ma za dużą prędkość, aby mogło dojść do powstania wysp. Na rozwój roślin lądowych w tym miejscu także nie pozwalają wysokie stany wód zbyt długo utrzymujące się latem.

Na tak skonstruowanym obszarze spiętrzenia długości 30 km już po dwudziestu czy trzydziestu latach 80-90 odcinka rzeki powraca do stanu naturalnego. Reszta pozostaje zbiornikiem zaporowym, co w porównaniu z rzeką uregulowaną stanowi bilans korzystny.

Tylko na rzekach nie uregulowanych zbiorniki zaporowe tego typu oznaczałyby ingerencję niekorzystną z ekologicznego punktu widzenia. Natomiast w wypadku rzek uregulowanych, mniej lub bardziej skanalizowanych, ten typ zbiorników - pod warunkiem dobrego wykonania pod względem ekotechnicznym - może się wydatnie przyczynić do poprawy sytuacji i ożywienia środowiska.

To, że w wypadku zbiorników zaporowych na Innie nastąpiły one tak szybko, ma związek z niezwykle dużą ilością zawiesin niesionych przez tę alpejską rzekę. Wody prowadzone przez Inn wczesnym latem i podczas powodzi są tak biate, że lud nadał im nazwę „mleka lodowcowego". Każdego roku rzeka ta przenosi miliony ton najdrobniejszych zawiesin. Dlatego też tak szybko mogła odzyskać charakter naturalny.

A jak to wygląda w wypadku innych rzek, pozbawionych tak korzystnych warunków? Znajdują się one w podobnej sytuacji, jak oligotro-ficzne jeziora górskie. Jeśli nie nastąpi ingerencja człowieka, będą potrzebowały bardzo dużo czasu na zmiany. Zbiorniki zaporowe na Iza-rze, która niesie bez porównania mniej zawiesin niż Inn, potrzebowałyby całych wieków, aby osiągnąć ten sam stan zalądowienia, co Inn po upływie jednego dziesięciolecia.

Najprostsze i najtańsze rozwiązanie zastosowano przy elektrowni Pe-rach na rzece Inn. Obwałowania przed elektrownią są niskie, ledwie wystają ponad otaczający krajobraz. Parę kilometrów dalej biegną już na poziomie gruntu albo wcale ich nie ma.

Bieg rzeki ujmują bardzo wąsko, odpowiednio do średniego przepływu wody. Właściwy zbiornik zaporowy wcale nie jest wykształcony. W czasie powodzi, które przychodzą mniej lub bardziej regularnie i ze zmienną mocą, większość wody jest odprowadzana do lasu łęgowego poprzez nieco pogłębione przelewy w obwałowaniu. Znajdują się one w tych miejscach, gdzie przed regulacją rzeki odchodziły odnogi.

Przy średnim i niskim stanie wód odnogi te tworzą teraz łańcuchy starorzeczy. Ale podczas wezbrań napełniają się i przelewają. Silne powodzie zalewają więc łęgi, tak jak je zalewały przed wielką regulacją przeprowadzoną w ubiegłym wieku. W rezultacie tych działań budowlanych wysychający las łęgowy zregenerował się prawie zupełnie w ciągu kilku lat.

Tak konstruowane zbiorniki zaporowe nie tylko pozwalają uniknąć większych strat w lasach łęgowych, lecz przywracają tym lasom życie! Dla niektórych uregulowanych i pogłębionych rzek byłoby to najlepsze rozwiązanie. Sprawdza się ono zwłaszcza w wypadku rzek niosących mało rumowiska i zawiesin, a więc o niewielkiej zdolności zalądowienia zbiornika.

Istnieje też trzecia możliwość. Została ona wzorcowo urzeczywistniona w zbiorniku wyrównawczym Altmuhltal oraz w zbiorniku zaporowym Landau na Izarze. Już podczas budowy obszaru spiętrzenia tak ukształtowano wyspy i zatoki, że w ciągu kilku lat - jak w wypadku zalądowienia postępującego w sposób naturalny - powstały tam bogate zespoły zwierząt i roślin, a cały teren nabrał wartości rezerwatu przyrody.

Wyspy i strefy wód płytkich w zbiorniku zaporowym Landau tętnią życiem. Po kilku latach pojawiły się nawet rzadkie gatunki małży, jak na przykład skójka grubosko-rupowa (Unio crassus). Teraz najważniejszą sprawą jest ustrzeżenie tych stworzonych przez człowieka rajów przyrody przed innymi zagrożeniami, zwłaszcza przed myśliwymi, wędkarzami i zwolennikami aktywnego wypoczynku.

Wówczas te stosunkowo niewielkie przestrzenie umożliwią całemu mnóstwu zagrożonych gatunków zwierząt i roślin terenów podmokłych przetrwanie, o które w naszych czasach muszą walczyć zwłaszcza gatunki flory i fauny wód śródlądowych i torfowisk. To właśnie większość ich siedlisk została zdewastowana przez człowieka. Nieliczne rezerwaty przyrody w Europie Środkowej są pod względem obszaru o wiele za małe, aby można je było użytkować na kilka sposobów równocześnie.

Dość jest wód, którymi całkowicie zawładnął „przemysł wypoczynkowy" i którym w najbliższej przyszłości raczej nie uda się przywrócić charakteru naturalnego, toteż te nieliczne korzystnie się rozwijające tereny podmokłe, z którymi można wiązać nadzieję, nie powinny zostać złożone w ofierze powszechnemu pędowi do rekreacji, myślistwu i wędkarstwu.

Przyjęta na konferencji w Ramsarze koncepcja „terenów podmokłych o znaczeniu międzynarodowym" przewiduje stworzenie sieci tego rodzaju refugiów. Ma ona objąć całą Europę i część północno-zachodniej Afryki. Rezerwaty te przejęłyby niejako „kapitał" przyrody - w szczególności ptaki wodne podejmujące międzykontynentalne wędrówki - aby go zachować w stanie nienaruszonym. Korzystać można byłoby tylko z nadwyżek, „odsetek" od kapitału.

Jest to z pewnością koncepcja mądra, dalekowzroczna, wyrażająca naszą odpowiedzialność za przyszłe pokolenia. Jeszcze nie jest za późno, aby chronić czy rekonstruować tereny podmokłe tak, by dziś i w przyszłości mogły spełniać swoje funkcje w gospodarce przyrody, a jednocześnie tworzyć rezerwy na przyszłość. Jeszcze mają zdolność regeneracji. Właśnie teraz, w czasach obfitości, powinniśmy sobie pozwolić na to, aby zatroszczyć się o przyszłość.

Każdy może wnieść tutaj swój wkład. Nie każdy akwen musi być wszystkim w pełni dostępny. Nie każdy brzeg trzeba zająć i nie wszędzie trzeba korzystać z prawa swobodnego wkraczania na teren, na którym żyją na swobodzie zwierzęta i rosną rośliny. W Europie Środkowej znajduje się pod ochroną zaledwie jeden procent obszaru. Kto poważnie traktuje ochronę przyrody, ten musi zaakceptować konieczne ograniczenia presji na mikroskopijnych częściach powierzchni kraju.

Jeśli myśliwi nie wycofają się z akwenów o znaczeniu międzynarodowym, jeśli wędkarze nie będą się trzymać z dala od terenów lęgowych rzadkich ptaków wodnych, jeśli wędrowcy będą przechodzili w okresie lęgu i pierzenia się ptactwa przez obrzeżone trzciną brzegi, a wczasowicze nie przestaną wpływać na swoich dmuchanych materacach do ostatnich spokojnych zatoczek, wówczas wszelkie starania o ochronę gatunkową pozostaną daremne.

Tutaj każdy musi wnieść swój wkład - i każdy może swoim zachowaniem czy czynną pomocą wydatnie się przyczynić do ochrony terenów podmokłych. Dowiedli już tego liczni obywatele, zakładając niewielkie zbiorniki wodne i mokradła.

Podobne prace

Do góry