WYKŁAD I

04.10.2000

Początki gospodarki wodnej datuje się na okres starożytności. W tych czasach rozwój gospodarki wodnej był nieodzownym czynnikiem rozwoju gospodarczego i kulturalnego.

Pomiędzy Eufratem a Tygrysem: system nawadniający określany obecnie jako Asyryjski oparty na gromadzeniu wody w zbiornikach retencyjnych (większych od budowanych obecnie). Asyryjczycy budowali akwedukty już 700 lat p.n.e.. Jeden z nich miał długość 30 km i doprowadzał wodę do miasta Niniwa (do nawadniania ogrodów).

4500 lat p.n.e. Sumerowie wybudowali kanał żeglugowy i nawadniający między Eufratem a Tygrysem o pojemności 800 mln m³ wody.

Urządzenia wodne Mezopotamii wywarły znaczący wpływ na rozwój gospodarki tego kraju. Wyżyna Irańska średnia wysokość 2000 m n.p.m.; maksymalne wzniesienia 5000 m n.p.m.; brak rzek spowodowany wysokim parowaniem, większym od opadów. Obszar ten był bardzo zaludniony co wymagało dostarczenia dużej ilości wody nieodzownej do egzystencji.

Wiszące ogrody Semiramidy w mieście Babilon.

Persja: miała dobrze zorganizowaną gospodarkę wodną w oparciu o system państwowy. System nawadniający określany jako perski, polegał na ujmowaniu wody gruntowej w studzien od których prowadzono wodę grawitacyjnie kanałami podziemnymi do studni zbiorczej podziemnej (forma zbiornika cysterny), skąd dalej kanałami doprowadzano wodę na obszary do nawadniania. Dopiero w fazie końcowej woda była „pompowana” na powierzchnię. Wykorzystywano też wody artezyjskie. System ten istniał już ok. 500 lat p.n.e.. w systemie tym zaopatrzenie w wodę do nawodnień było masowe i powszechnie. Za wodę nie było opłat, były za grunt (obszar) nawadniany. Gdy ktoś dostarczał wodę na pewien obszar to jego rodzina przez pięć pokoleń miała prawo do bezpłatnego użytkowania tego terenu.

System nawodnień podobny do perskiego spotyka się w niektórych okolicach południowej Sahary. Jest to tzw. system foggara, od nazwy kanałów drenarskich, które znajdowały się nieraz na głębokości nawet 30 metrów; a woda była doprowadzana z odległości nawet kilkuset kilometrów.

System Śródziemnomorski: polegał on na indywidualnym zaopatrzeniu w wodę i posiadaniu własnych urządzeń wodnych- studni i pompowni 9o napędzie ręcznym niewolników, lub wykorzystujący pracę zwierząt). Napęd mechaniczny zastosowano w południowej Hiszpanii, południowej Francji, Włoszech. Taki system istniał również w centralnej Azji oraz w Indiach (indywidualne zaopatrzenie w wodę).

System Egipski: rozwinął się w dolinie Nilu gdzie jest niekorzystny roczny rozkład opadów. Polegał on na budowie zbiorników retencyjnych ujmujących wody w górnym biegu Nilu (szczególnie wody powodziowe) i stosowaniu nawodnień zalewowych. Pierwszy zbiornik zbudowano 2500 lat p.n.e. w odległości 120 km na południe od Kairu. Miał on objętość 4 mld m³, zwany jeziorem Meeris. Woda doprowadzana kanałem do Kairu, aby zaopatrzyć ludność w wodę.

Imperium Rzymskie: system rzymski: doprowadzenie wody z wysoko położonych terenów górskich grawitacyjnie akweduktami. Rzymianie budowali akwedukty ok. 300 r p.n.e. (w 312 r p.n.e. wybudowano akwedukt Aqua Acia na południu Francji przegradzający dolinę rzeki Gard - długość 273 m , wysokość 49 m trzy piętra arkad).

Dane liczbowe z czasów cesarza Konstantyna kiedy w Rzymie mieszkało ok. 1,5 mln mieszkańców:

- 856 publicznych kąpielisk z ciepłą wodą

- 39 łaźni publicznych

- 44 % wody było przeznaczane na potrzeby komunalne

- 39 % przeznaczone było do zaopatrzenia w wodę domów patrycjuszy.

- 17 % wykorzystywane w przemyśle i rzemiośle

wysoki poziom gospodarki w Rzymie nie ograniczył się tylko do zaopatrzenia ludności w wodę, lecz były też wysoko rozwinięte podstawowe melioracje wodne (regulacje rzek) oraz na wysokim poziomie stało też budownictwo wodne. Już Juliusz Cezar zajął się regulacją Tybru (prekursor w regulacji rzek). Zostało to zrobione z uwzględnieniem stanów wody, tak jak to się robi obecnie.

Cesarz August ustanowił urząd Kuratora Wodnego który zarządzał całą administracją wodną. Miał on do dyspozycji cały zespół ludzi znających się na określonych rzeczach, od kamieniarzy po architektów. Grupa ta nazywała się Familia Aquarum, a do jej obowiązków należało wszystko z zakresu budowy i konserwacji urządzeń wodnych.

W III w p.n.e. istniały już zapory i kanały w Indiach i Chinach i innych mniejszych krajach Azji. Prawie wszystkie miasta na obrzeżach Morza Śródziemnego posiadały wodociąg i kanalizację. W Azji Mniejszej zachowały się przewody wodociągowe kute w kamieniu. W Ameryce i państwie Inków powstawały 5000-6000 lat temu akwedukty.

W krajach Azji i Ameryki nie troszczono się kompleksowo o gospodarkę wodną.

Błędy:

- brak powiązań zagadnień wodnych z całokształtem zjawisk przyrodniczych i geograficznych

- dewastacja lasów (naruszenie równowagi bilansu wodnego)

- zniszczenia spowodowane przez zwierzęta (wypasanie w lasach przede wszystkim kóz i owiec)

- kierowanie się bieżącymi potrzebami bez patrzenia w przyszłość na potrzeby i zużycie wody

- zachwianie równowagi biologicznej i stopniowe obumieranie gospodarki wodnej

Po okresie starożytności gospodarka wodna rozwijała się w miarę rozwoju urządzeń i wynalazków.

Warto wspomnieć że za czasów Piotra I „zadbano” w Rosji o gospodarkę leśną i został wydany nakaz ochrony lasów przed zanieczyszczeniem. Podobnie we Francji Ludwik XIV również zajął się ochroną lasów.

CEL I ZADANIA GOSPODARKI WODNEJ:

Termin gospodarka wodna pojawił się dopiero w I połowie XX wieku. Spowodowane to było pojawiającym się oraz częściej deficytem wody jak również katastrofalnymi powodziami. W Polsce zajęcie się problemami wodnymi sprowokowane było katastrofalną powodzią w roku 1934. po zakończeniu II wojny światowej pojęcie gospodarki wodnej wystąpiło w instytucjach państwowych. W 1948 roku powstała komisja gospodarki wodnej.

Cele gospodarki wodnej:

dostarczenie każdemu obywatelowi i każdej dziedzinie gospodarki dostatecznej ilości wody w odpowiedniej i wymaganej ilości

obrona kraju przed niebezpieczeństwem jakie niesie ze sobą woda. Przed jej nadmiarem - powódź, lub niedoborem - susza

takie pokierowanie rozrządem wody aby w sposób optymalny uzyskać największe korzyści, a zminimalizować szkody i straty.

W warunkach Polski gospodarowanie wodą nie jest sprawą prostą ze względu na uwarunkowania przyrodnicze i geograficzne. Bowiem rozkład przestrzenny i czasowy opadów na obszarze Polski jest niekorzystny. Dostarczenie wody wszystkim użytkownikom wiąże się z tzw. stratami bezzwrotnymi w przemyśle, w gospodarce komunalnej, w rolnictwie (tu rośliny pobierają wodę do produkcji masy). Pozostała woda wraca do obiegu często z niekorzystnymi zmianami fizycznymi, chemicznymi, biologicznymi co ogranicza jej dalsze wykorzystanie. Należy dopilnować aby woda była właściwej jakości, aby nie zmniejszyć zasobów dyspozycyjnych (czuwanie nad budową oczyszczalni ścieków, nad zmniejszeniem strat, odpowiednie działania ukierunkowane na zmniejszenie zużycia wody).

Gospodarka wodna łączy nauki przyrodnicze, techniczne, ekonomiczne, a nawet prawne. Główne oparcie ma w hydrologii, pozwalającej obliczyć zasoby wodne, bilans wodny.

Budownictwo wodne - instrument do osiągnięcia pewnych celów przy pomocy rozwiązań technicznych.

Ekologia, rolnictwo, leśnictwo, nauki geograficzne i o ziemi, jak klimatologia i oceanografia na podstawie których mamy obraz roli wody w określonych środowiskach.

Powiązanie tych wszystkich nauk powinno dać podstawy obliczeniowe i możliwości takiego działania aby maksymalnie wykorzystać zasoby wodne nie powodując zwiększenia deficytów.

Gospodarka wodna musi być planowana w sposób kompleksowy. Plany z uwzględnieniem okresu perspektywicznego aby wszystko mogło odpowiednio funkcjonować zarówno obecnie jak i w przyszłości.

WYKŁAD II

18.10.2000

CECHY I ZASADY PLANOWANIA GOSPODARKI WODNEJ

Zmiany jakie zachodzą w układzie wodnym wynikają z:

1. przyczyny wynikające z naturalnych procesów rozwijających się w przyrodzie; takich jak wieloletnie zmiany klimatyczne, zmiany szaty roślinnej, zmiany wynikające z procesów geologicznych i glebowych.

2. przyczyny wywołane działalnością człowieka, działanie te są nie zawsze zamierzone.

W planowaniu gospodarki wodnej należy liczyć się z tymi zmianami i śledzić ich ewolucje. Sposób podejścia do rozwiązywanych zagadnień musi charakteryzować się trzema głównymi cechami:

1. kompleksowością

2. szeroko przestrzennością

3. długoplanowością

Ad 1.) KOMPLEKSOWOŚĆ polega na traktowaniu każdego zjawiska w jednym zespole z wszystkimi zagadnieniami które są ze sobą wzajemnie powiązane i uzależnione. Każda zmiana bowiem pociąga za sobą szereg przemian które należy przewidzieć i uwzględnić. Jest to kompleks zjawisk przyrodniczych, społecznych, technicznych, ekonomicznych, prawnych. W myśl tej zasady muszą być uwzględnione potrzeby wszystkich konsumentów i zrealizowane pod względem wielkości tych potrzeb, konieczności ich zaspokojenia.

Ad 2.) SZEROKO PRZESTRZENOŚĆ polega na uwzględnieniu w planach gospodarki wodnej oddziaływania określonych działań (np.,\. Budowa) na tereny sąsiednie, bowiem może się zdarzyć że inwestycja, która w bliskim otoczeniu da zjawisko pozytywne, na dalszych terenach może działać negatywnie. Zjawiska te trzeba przewidzieć i przeciwdziałać im.

Ad 3.) DŁUGOPLANOWOŚĆ polega na uwzględnieniu w planach rozwoju perspektywicznego, a wiec musi uwzględniać lata następne. Plan orientacyjny 20-30 lat, bardziej konkretne określenie to plan 10-15 lat; najbliższy okres opracowany szczegółowo plan gospodarki wodnej włączony do planu zagospodarowanie przestrzennego.

Oprócz wyżej wymienionych cech są jeszcze trzy zasady które muszą być uwzględnione:

1. ekonomiki wody

2. hierarchii potrzeb

3. równowagi biocenotycznej

Ad 1.) polega na oszczędnym gospodarowaniu zasobami wodnymi, tak aby jak najbardziej zminimalizować straty, a osiągnąć maksymalne efekty ekonomiczne. W myśl tej zasady należy:

wybierać takie rozwiązania techniczne które dają oszczędność zużycia wody (technologie wodo oszczędne, obiegi zamknięte) i przeciwdziałać stratom wody (nieszczelne urządzenia).

należy dokładnie poznać potrzeby wodne wszystkich użytkowników (ludność, przemysł, rolnictwo) aby dostarczyć tyle wody ile jest potrzebne.

ochrona przed zanieczyszczeniem wód tak żeby można ją maksymalnie wykorzystać

Ad 2.) jest ona szczególnie ważna w okresach lub na obszarach ostrego braku wody lub sprzecznych wymagań w doniesieniu do ilości lub jakości wody ( np. zbiornik wody z elektrownią która wymaga wysokiego poziomu wody, z drugiej strony zbiornik przeciwpowodziowy który wymaga jak najniższego poziomu wody).

Ad 3.) polega na prowadzeniu takich działań aby były one zharmonizowane z procesami zachodzącymi w przyrodzie (biocenoza jest to zespół organizmów żywych żyjących w określonym środowisku - biocenozie; są one powiązane ze sobą).

PROBLEMY GOSPODARKI WODNEJ W PRZEMYŚLE:

Narastały one na przestrzeni lat i związane były z następującymi trudnościami:

1. w zaopatrzeniu w wodę

2. w unowocześnianiu technologii

3. w oczyszczaniu ścieków i wód zużytych

Po recesji gospodarczej lat 80/90 i wprowadzeniu gospodarki rynkowej zużycie wody w przemyśle znacznie spadło. Dopiero w 1996 roku nieznacznie zaczęło wzrastać. Pozytywnym efektem tej recesji było to że rzeki „odetchnęły” - zmniejszone zostały zrzuty ścieków do rzek. Ogólnie przemysł zużywa 69 % wody, rolnictwo 11 %, a gospodarka komunalna 20 %. Z całej wody potrzebnej dla przemysłu 80 % przypada na produkcję energii elektrycznej. Z punktu widzenia gospodarki wodnej przemysł dzieli się na:

1. wodochłonny

2. nie wodochłonny

Ad 1.) Najbardziej wodochłonny jest energetyczny, drugą gałęziom przemysłu jest produkcja chemikaliów i wyrobu włókien sztucznych. Następnie górnictwo i kopalnictwo, produkcja metali; produkcja artykułów spożywczych oraz napojów; produkcja papieru i celulozy; przemysł koksowniczy i rafineryjny; produkcja tkanin.

Rozwój przemysłu wymusza wzrost urbanizacji w związku z tym wzrasta zapotrzebowanie na wodę komunalną. Określa się że obecnie około 50 ludności mieszka w miastach.

Prognoza potrzeb wodnych dla przemysłu na lata perspektywiczne, jest trudna do zrealizowania. Ostatnio określa się pułap czasowy na rok 2010- wyliczono że potrzebna ilość wody wynosić będzie 14,5 mld m³ ogólnie; z czego na potrzeby przemysłu około 101 mld m³.

Woda w zakładach przemysłowych potrzeba jest do:

mycia surowców, półfabrykatów , wyrobów

jako środek chłodzący

jako nośnik ciepła (elektrownie cieplne i jądrowe)

jako środek transportowy

jako zasilanie kotłów parowych

dla potrzeb przeciwpożarowych

Najwięcej wody 60-70 % jest zużywane przy chłodzeniu urządzeń mechanicznych, mycie produktów i półproduktów. W procesie produkcji zużywa się około 20 , inne wymagania są niewielkie. Straty w przemyśle wynoszą około 10 %.

Porównanie potrzeb przemysłu z potrzebami komunalnymi - huta produkująca 1,5 mln ton stali rocznie potrzebuje tyle wody ile 3 milionowe miasto - zużycie bezpowrotne..

Z powodu dużych potrzeb wodnych przemysłu lokalizacja zakładów przemysłowych była i jest związana z problemem zaopatrzenia w wodę, zapewnienia jej w dużej ilości. W Polsce zakłady przemysłowe zlokalizowane są nad dużymi rzekami, ponieważ przemysł zaopatruje się w wodę powierzchniową.

Zapewnienie odpowiedniej ilości wody jest sprawą pierwszą. Drugi problem to jakość wody w przemyśle. Szczególnie durze wymagania stawia się wodzie koniecznej w procesie produkcji. Pod względem wymagań każdy przemysł ma swoją specyfikę. Najbardziej wymagający jest przemysł rolno spożywczy który wymaga wody I klasy, czyli wody o jakości wody do konsumpcji. Nawet woda chłodnicza ma pewne parametry, które należy uwzględnić np. twardość wody gdy jest za duża tworzy się kamień kotłowy, zbyt miękka może powodować korozję urządzeń przez które przepływa. Trzeba też zwrócić uwagę na zanieczyszczenia mechaniczne, biologiczne mogące zatykać przewody. Norma zawartości żelaza wynosi 0,3 mg/dm³.

Trzecim problemem, poza ilością i jakością wody, są dla przemysłu ścieki które mają różny skład, zawierające różnego rodzaju chemikalia, metale, rozpuszczalniki i odpady organiczne. Niektóre z tych substancji poddają się biologicznej degradacji inne nie. Każdy przemysł powoduje pewne zagrożenie dla środowiska np. górnictwo poprzez tzw. wody dołowe które zawierają dużą ilość soli (chlorków i siarczanów). Z płukania węgla w ściekach jest większa zawartość pyłów które w rzece osadzają się na dnie i brzegach niszcząc mikroflorę bakteryjną. Inne gałęzie przemysłu dostarczają fenole, ługi, cyjanki i inne które powinny być zatrzymane przez oczyszczalnie. Również niebezpieczne są wody podgrzane które zmniejszają zdolność samooczyszczania się rzek.

Dla ochrony wód przed zanieczyszczeniami przemysł musi wykorzystać wszystkie możliwe sposoby:

budowa oczyszczalni ścieków

stosować właściwe rozcieńczenie odprowadzanych ścieków do wód aby nie ograniczyć zdolności samooczyszczania się wód

stosować oszczędne obiegi wody

odzyskiwać wartościowe składniki z wód poprodukcyjnych

zastosować się do odpowiednich norm i przepisów prawnych, ustaleń administracyjnych.

Do zadań instytucji odpowiedzialnych za ochronę środowiska należy egzekwowanie kar i sprawdzenie podporządkowania się ustaleniom i prawom.

ELEKTROWNEI ATOMOWE: około 80 %energii na świecie pochodzi z paliw organicznych (ropa, węgiel, gaz). Niewielki procent przypada na hydroenergetykę. Jednakże tradycyjne paliwa są wyczerpywalne. Kładzie się nacisk na rozwój energetyki odnawialnej. Wg statystyki z 1995 roku ilość elektrowni atomowych wynosi: USA 109 (4 w budowie); Francja 56; Japonia 49; Rosja 29; GB 26. w budowie znajduje się łącznie 60 obiektów. Elektrownie te wymagają durze ilości wody np. we Francji elektrownia wymaga przepływu rzędu 50 dm³/s. Woda w energetyce jądrowej wykorzystywana jest jako:

nośnik paliwa

rozpuszczalnik lub tzw. moderator ( czynnik regulujący proces reakcji jądrowej)

nośnik ciepła (reaktor z wymiennikiem ciepła musi być odizolowany betonową osłoną)

do chłodzenia ( w biegu zamkniętym)

jako składowa osłony chroniącej przed promieniowaniem radioaktywnym

PRZEMYSŁ CHŁODNICZY: należy tu wziąć pod uwagę temperatury panujące w rzekach i jeziorach jeżeli wodę wykorzystywaną w chłodzeniu wpuszczamy do nich. Na podstawie bilansu termicznego cieku możemy obliczyć temperaturę wody wpuszczanej do niego. Musi ona być taka aby nie zachwiać życia biologicznego cieku. Wg normy wody chłodnicze wprowadzane do cieku nie mogą przekraczać 35 ^oC. Jeżeli wody chłodzące chcemy wprowadzić do jeziora należy wziąć pod uwagę stratygrafię termiczną jeziora.

OSZCZĘDZANIE WODY W ZAKŁASDACH PRZEMYSŁOWYCH: możne być poprzez wykorzystanie określonych obiegów wody:

1. obiegi systemu otwartego

2. obiegi systemu zamkniętego

Ad 1.) System otwarty mamy wtedy kiedy woda .raz pobrana przechodzi przez zakład, zostaje wykorzystana, następnie przechodzi przez oczyszczalnie (jeżeli jest to konieczne to również przez chłodnie) i jest zrzucana do odbiornika.

Ad 2.) woda w obiegu kołowym przechodząc przez proces produkcji, następnie przez oczyszczalnie po czym ponownie trafia do zakładu.

3. obieg częściowo otwarty.

Obieg szeregowy - ustala się kolejność działów produkcji, od wymagającego wody najmniej zanieczyszczonej, potem po kolei przez następne działy aż do końca.

Każdy zakład powinien posiadać bilans wodny oraz schemat gospodarki wodnej.

WYKŁAD III

15.11.2000

PROBLEMY GOSPODARKI WODNEJ W ROLNICTWIE:

Tereny rolnicze stanowią około 66 % powierzchni, czyli około 200 tyś km². na przełomie lat obserwuje się ubytek terenów użytkowanych rolniczo np. od 1991 do 1994 roku ubyło 94 tyś ha.

POBÓR WODY: w porównaniu z innymi dziedzinami zużycie nie jest wysokie 10 do kilkunastu . ilościowo 0,7-1,5 mld m³ wody rocznie. Pobór wody jest sumą potrzeb wodnych roślin uprawnych, produkcji zwierzęcej, ludności wiejskiej na wodę bytową i przemysłu rolno spożywczego.

Potrzeby wodne roślin uprawnych: są zróżnicowane, ogólnie można przyjąć że na wyprodukowanie 1 kg suchej masy roślina zużywa 300-600 dm³ wody. W warunkach naturalnych potrzeby te pokrywane są z opadów, zasobów retencji gruntowej, podsiąku kapilarnego i kompensacji pary wodnej. Optymalny rozkład opadów w czasie trwania okresu wegetacyjnego jest inny. Opad optymalny jest to najbardziej korzystny opad dla procesów asymilacji przy danym rodzaju uprawy w określonych warunkach glebowych. Opady rzeczywiste porównane z opadami optymalnymi pozwalają na ocenę stopnia potrzeb wodnych roślin. Wielkość opadów optymalnych dla różnych roślin w warunkach Polski wyznaczył Hohendorf. Podzielił on rośliny na 4 grupy - zboża, buraki, ziemniaki, użytki zielone. Określił opady optymalne dla 3 rodzajów gleb - lekkich, średnio zwięzłych, zwięzłych. W zależności od potrzeb wodnych roślin rośliny można podzielić na trzy grupy:

o stosunkowo małych wymaganiach wodnych do 400 mm (zboża i ziemniaki wczesne)

o średnich wymaganiach 400-500 mm (rośliny pastewne)

o dużych wymaganiach >500 mm (warzywa, trawy, rośliny motylkowe)

Przyjmuje się że obszary na których przeciętny roczny opad jest powyżej 750 mm nie wymaga uzupełniania sztucznego, w odniesieniu do uprawa rolnych i leśnych. Obszarów takich jest w Polsce niewiele; Polska południowa, a więc tereny górzyste Sudetów, Karpat oraz Podsudecie i Podkarpacie z granicą pomiędzy Rzeszów - Myślenice w kierunku Sudetów.

Mówiąc o opadach optymalnych należy uwzględniać miesiące krytyczne, a więc od momentu kwitnienia do wykształcenia się nasion. W okresach krytycznych rośliny są szczególnie wrażliwe na niedobór wody co ma decydujące znaczenie i wywiera wpływy na wysokość plonów. Zahamowanie wzrostu roślin w tym okresie z powodu braku wody jest nie możliwe do nadrobienia w innym czasie. Każda z roślin ma inny okres krytyczny np. zboża ozime i rzepak mają największe zapotrzebowanie w maju; buraki w lipcu; ziemniaki w sierpniu; użytki zielone w maju i w lipcu ze względu na dwukrotny zbiór wciągu okresu wegetacyjnego.

Ważna jest znajomość rytmu biologicznego uprawianych roślin aby dostarczyć odpowiednią ilość wody w odpowiednim czasie. Ważna jest przy tym racjonalna uprawa i nawożenie.

Potrzeby wodne dla chowu zwierząt (gospodarstwa) i hodowli (rasy): woda dostarczana do chowu i hodowli zwierząt odgrywa dużą rolę. Ważne jest dostarczenie takiej ilości wody aby zwierzęta miały do niej dostęp cały czas, bez ograniczeń (najlepszym rozwiązaniem jest doprowadzenie wodociągów do zabudowań i stosowanie automatycznych poideł). Poza ilością ważna jest również jakość wody dostarczanej zwierzętom. Woda złej jakości może zmniejszyć odporność zdrowotną zwierząt. Ponad to woda musi być w odpowiedniej ilości do higieny zwierząt co ma ogólny wpływ na ich stan fizyczny..

Rolnicze wykorzystanie ziemi i chów zwierząt jest ściśle związany z osadnictwem.

Potrzeby wodne ludności wiejskie: wzrastają one w miarę zmian w strukturze zabudowy i wzrostu poziomu życia na wsi. Urządzeniami zaopatrzenia w wodę są na wsi studnie indywidualne i publiczne, wodociągi zagrodowe oraz grupowe. Głównym źródłem zaopatrzenia ludności wiejskiej w wodę są wody podziemne. Studnie najczęściej są płytkie i dostarczają wodę o złej jakości. Rozkład jakości wody na przestrzeni lat:

-rok 80 woda niepewna 31%; woda złej jakości 66%

-rok 95 woda niepewna 6%; woda złej jakości 54%

-rok 96 woda niepewna 5,8%; woda złej jakości 60,3%

Największe zastrzeżenia co do wody w studniach budzi skład bakteriologiczny, czego powodem jest przenikanie do studni zanieczyszczeń powierzchniowych. Dla ochrony wód duże znaczenie ma w gospodarstwach rolnych składowanie stałych i płynnych nawozów organicznych które są bardzo niebezpiecznymi źródłami zanieczyszczeń. Niestety w znacznej części gospodarstw obornik przechowywany jest bezpośrednio na gruncie, bądź źle zaprojektowanych lub popękanych płytach gnojowych bez ścian bocznych i zbiorników na odciekające wody. Odciek wsiąka w glebę wnosząc durze ilości azotu w postaci azotu amonowego (amoniak) i azotanów. Liczące są ilości fosforu, potasu, chlorków i innych makro i mikroelementów. Zanieczyszcza to płytkie zasoby wód gruntowych i przedostaje się do wód podziemnych.

Wg norm przewidzianych przez ministerstwo zbiorniki na nieczystości ciekłe oraz doły ustępów nie skanalizowanych powinny mieć ściany i dno nieprzepuszczalne, szczelne przykrycie z zamykanym otworem do usuwania nieczystości odpowietrzenie wyprowadzone minimum 0,5 m ponad powierzchnię terenu. Również kompostownie i silosy na kiszonkę powinny mieć ściany i dno nieprzepuszczalne i posiadać przykrycie z odpowietrznikiem.

Coraz częściej rolnicy budują wodociągi zagrodowe a woda do nich pochodzi ze studni głębinowych najczęściej wierconych. Jakość tej wody jest znacznie lepsza pod warunkiem szczelnej obudowy. Najlepsze są jednak wodociągi grupowe, choćby dlatego że woda w nich jest pod kontrolą odpowiednich służb sanitarnych. Budowa wodociągów nie idzie jedna w parze z budową kanalizacji. Wg spisu rolnego w 1996 roku z wodociągów sieciowych korzystało 46% gospodarstw rolnych natomiast ścieki do kanalizacji odprowadzało tylko 3%, 51% odprowadzało ścieki do dołów gnilnych bez wywozu ich na oczyszczalnie, 32% nie miało ani szamba ani kanalizacji.

Udział nakładów inwestycyjnych na kanalizacje zbiorcze w ogólnej puli inwestycji sanitarnych wynosi 20,76%. Na inwestycje związane z odpadami stałymi 3,1%, reszta na zaopatrzenie w wodę. W palnie perspektywicznym do 2020 roku przewiduje się 100% zwodociągowania wsi, natomiast 30-40% skanalizowanie wsi.

Przemysł rolno spożywczy: wymaga on wody o najwyższej jakości (jakość wody do picia). W przemyśle tym najpoważniejszym odbiorcą wody są cukrownie, krochmalnie, browary, gorzelnie i drożdżownie. Faktycznie zaopatrzenie w wodę zależy do technologii produkcji oraz gospodarki wodnej wewnątrz zakładowej. Na ogół najmniej kontrolowane zużycie wody ma miejsce przy myciu surowców i transporcie; ale i zanieczyszczenia z tego tytułu nie są niebezpieczne (powstaje zawiesina która opada w sposób naturalny). Potrzeb wodnych nie da się ując ze względu na specyfikę produkcji, jednak : cukrownia 1kg cukru 100 dm³ wody ; gorzelnia 1 tona ziemniaków 25 m³ wody; krochmalnia 1 tona ziemniaków 20 m³ wody.

NIEKORZYSTNY WPŁYW ODDZIAŁYWANIA ROLNICTWA NA ŚRODOWISKO WODNE:

Oblicza się szacunkowo że z terenów wiejskich i zlokalizowanych na tych terenach obiektów infrastruktury odprowadzane jest około 1 mld m³ ścieków rocznie, co stanowi 15% wszystkich ścieków w Polsce wymagających oczyszczenia. Źródłem zanieczyszczenia wód przez rolnictwo jest nawożenie, stosowanie chemicznych środków ochrony roślin, chów zwierząt, ścieki przemysłowe i komunalne oraz oddziaływanie wysypisk odpadów.

Nawożenie: zużycie nawozów mineralnych na świecie w ciągu ostatnich 40 lat wzrosło ponad 100 krotnie. W latach 80 średnia światowa wynosiła 86 kg nawozów na ha (Afryka 5 kg, Japonia 350 kg). W roku 1990 w Polsce zużywano 93,7 NPK kg/ha; w Japonii 353, Belgii 256, Norwegii 210, Francji 185 kg/ha. Należy pamiętać że przesadzanie z nawożeniem nie jest dobre, szczególnie z nawożeniem nawozami azotowymi. Bowiem azotany, azotyny, tlenki azotu przenikają do płodów rolnych i mają szkodliwy wpływ na człowieka. Tworzą one z kwasami azotowymi hydro aminy które mają działanie rakotwórcze. Stosowanie nawozów organicznych stanowi źródło zanieczyszczenia wód gruntowych oraz powierzchniowych, wtedy gdy nie wszystkie składniki pokarmowe są wykorzystywane przez rośliny. Oblicz się że do wód powierzchniowych przenika 25% azotów z nawozów.

Środki ochrony roślin: a wśród nich pestycydy; dzielą się na herbicydy (stymulują rozwój roślin), fungicydy, insektycydy. Poza nimi istnieją jeszcze chemiczne preparaty stosowane przez rolników do zaprawy ziarna, a oparte o związki rtęci i ołowiu (np. octan fenylo-rtęciowy 2% Hg). Wskaźnik zawartości rtęci jest u na wyższy niż w większości krajów w Europie. Poza tymi są jeszcze preparaty podnoszące jakość plonów „defolianty” zmniejszają one ilość masy zielonej.

Zaprawy ziaren- trzeba zwrócić uwagę co dzieje się z ziarnem zaprawionym a nie wykorzystanym do siewu. Nie można nim spasać zwierząt, ani używać go do wyrobu mąki.

Należy zwrócić uwagę że może nastąpić przesycenie środowiska glebowego przez nieodpowiednie stosowanie i nadmierne dawki.

Pomimo iż zużycie pestycydów jest znacznie mniejsze niż w innych krajach to problem istnieje i nie należy go bagatelizować. Nauka idzie w kierunku produkcji preparatów ulegających połowicznemu rozkładowi (50% znika w czasie krótszym niż 90 dni).

Chów i hodowla zwierząt: największe niebezpieczeństwo dla środowiska wodnego stanowią wielko przemysłowe fermy hodowlane. Największe zagrożenie w Polsce wystąpiło w latach 70.

Ferma - 30 tyś tuczników produkuje 100 ton azotu, 32 tony fosforu i 52 tony potasu rocznie.

Przemysł rolno spożywczy: produkuje różnorodne ścieki, niekiedy bardzo niebezpieczne (np. garbarnie). Każdy najmniejszy zakład powinien mieć oczyszczalnie ścieków, być kontrolowany przez odpowiednie służby, tak aby zminimalizować oddziaływanie wód zużytych na środowisko.

Składowiska odpadów: 50% składowisk komunalnych nie spełnia wymagań ochrony środowiska. 30 obiektów nie stanowi żadnego zagrożenia. Źródłem emisji zanieczyszczeń są składowiska lokalizowane często w przypadkowych i nierozpoznanych hydrogeologicznie miejscach. Odrębny problem stanowią tzw. dzikie wysypiska lokalizowane w miejscach do tego nieprzydatnych a często wręcz zabronionych (np. lasy, rowy, wyrobiska żwirowe). Liczbę ich na 92 rok 9 tysięcy. Na tych składowiskach powstają odcieki w wyniku infiltracji wód opadowych które wymywają z nich składniki rozpuszczalne, bakterie, grzyby, produkty fermentacji, często substancje toksyczne. Migracja zanieczyszczeń odbywa się w kierunku wód gruntowych, a przenikanie ich może sięgać nieraz kilku kilometrów.

Niezbędna jest kontrola wpływu odcieków na środowisko wodne. Zatem konieczne jest prowadzenie badań składu fizykochemicznego i bakteriologicznego odcieków oraz wód powierzchniowych i gruntowych w rejonie wysypiska.

WYKŁAD IV

29.11.2000

PROBLEMY GOSPODARKI WODNEJ W LEŚNICTWIE:

ROLA LASÓW W GOSPODARCE WODNEJ: w celu zrozumienia oddziaływania lasów na gospodarkę wodną należy zanalizować jego oddziaływanie na obieg wody. Najważniejsze drogi oddziaływania to:

las jest regulatorem temperatury zmniejszając temperatury wysokie, zwiększając niskie; mniejsza amplitudy temperatur.

magazynuje wilgoć powodując dużą retencję gruntową; oprócz retencji gruntowej tworzy jeszcze dodatkową retencję w ściółce leśnej która magazynuje 5-10% opadów. W przeliczeniu na suchą masę może zgromadzić 4 razy więcej wody niż wynosi sucha masa ściółki

zmniejsza parowanie terenowe, a zwiększa transpirację o ponad 20%

jest regulatorem odpływu, opóźniając go i zmniejszając nawet do około 50%

opóźnia topnienie śniegu i rozkłada ten proces na dłuższy czas. Opóźnia również odpływ wód roztopowych o około 2 tygodnie

zatrzymuje część opadów i nie dopuszcza go do gruntu, zwracając go z powrotem do atmosfery (zjawisko intercepcji). Około 30-40% opadu.

Zużywa znaczne ilości wody do produkcji suchej masy

zwiększa w pewnym stopniu ilość opadów; np. 10% wzrost lesistości zwiększa roczną sumę opadów o około 16 mm; w wyniku zadrzewień śródpolnych opad zwiększa się nawet o kilkanaście procent

w lesie jest większa głębokość zamarzania gleb o około 80 cm.

Oddziaływanie lasu jest wszechstronne i może on znacząco wpływać na bilans wodny zlewni. Ważne jest odpowiednie rozmieszczenie lasu na powierzchni zlewni, nie wystarczy stwierdzić ze procent zalesienia jest wystarczający, ale ważne jest żeby las był rozmieszczony w wododziałowych partiach zlewni i w jej górnej części. Istnieje kilka współczynników charakteryzujących zalesienie w zlewni:

1. stopień lesistości λ=F_L/F_C⋅100 [%]

2. wskaźnik rozwinięcia lesistości wg Lambora (mówi o rozmieszczeniu lasów) ε=F_L/F_C⋅100 [%]

3. hydrologiczny wskaźnik lesistości η=F_L/F_C⋅100 [%] (izochromy - linie jednakowego czasu spływu wody).

4. na podstawie tych wskaźników można obliczyć wskaźnik rozmieszczenia lasów wg Tuszki

5. wskaźnik kompleksowości użytkowania leśnego k=F_L/n (n - liczba obszarów leśnych > 2 ha)

STAN LASÓW W EUROPIE: komisja europejska ds. ochrony środowiska w roku 1995 dokonała kompleksowego opracowania i okazała informacje o stanie lasów w europie. Z tego raportu wynika że drzewostany w dużym procencie są chore. Liczbę tą określono na 26,4%. Najbardziej zagrożone są lasy w strefie śródziemnomorskiej. Stosunkowo najmniej zdegradowane są lasy w strefie wysokogórskiej. Niewielkie tendencje do poprawy wykazują lasy strefy północnej i atlantyckiej. Najzdrowsze (mniej niż 10% chorych drzew) mają Austria, Francja, Portugalia. Lasy najbardziej zdegradowane, ponad 40% drzewostanu chorego, Czech, Słowacja, Białoruś, Polska. Wśród drzew iglastych najbardziej chorują świerki, liściastych dęby.

STAN LASÓW W POLSCE: pod koniec roku lasy zajmowały powierzchnię 8802 tyś ha, co stanowiło 28,1% powierzchni Polski (Finlandia 76,5%, Dania <10%). Leśnictwo jest nadal niskie w porównaniu ze średnią europejską wynoszącą 33,9%, światową 30,5%. Według planów zagospodarowania lasów do roku 2050 mamy osiągnąć zalesienie 33% powierzchni, jest to wariant maksymalny. Powierzchnia lasów wzrośnie o 1520 tyś ha. Udział gatunków liściastych zwiększy się do 33%, udział drzewostanów wielogatunkowych do 48%.

Pierwszy okres obejmuje pułap czasowy 2020. Do tego roku powierzchnia lasów zwiększy się o 750 tyś ha, co oznacza wzrost lesistości do 30%. W pierwszej kolejności zalesienia mają obejmować tereny o stałych lub czasowych niedoborach wody, czyli obszary środkowej Polski oraz tereny na których występuje erozja między innymi górskie.

Mówiąc o lasach w Polsce stwierdza się niekorzystny skład gatunkowy, albowiem przeważają drzewa iglaste stanowiące 77,9%, w tym udział sosny 69,4%. Prowadzone obserwacje w ramach monitoringu międzynarodowego wykazują że aż 95% drzew jest uszkodzonych, w tym połowa w tzw. stopniu silnym (ubytek aparatu asymilacyjnego >25%). Postępuje również wzrost uszkodzeń drzew liściastych bardziej odpornych na zagrożenia. Pod względem poziomu uszkodzenia lasów jesteśmy na czołowym miejscu razem z Czechami, Słowacją, Białorusią, Łotwą i Litwą. Najbardziej uszkodzone lasy są w GOP,KOP, Legnicko Głogowskim okręgu miedzianym i w Sudetach zachodnich. Powszechnie znane są uszkodzenia drzewostanów w parkach narodowych Ojcowskim, Babiogórskim, Karkonoskim, Świętokrzyskim i Wielkopolskim. Główną przyczyną tego stanu jest zanieczyszczenie powietrza związkami toksycznymi. Największe nasilenie wystąpiło w latach 75-80.

Klęska lasów w Polsce łączy się z sytuacją europejską. Kierunek wiatrów w Polsce jest w przeważającym stopniu zachodni co sprawia że w 50% zatrucia lasów pochodzą z Czech i Niemiec. Z kolei my swoje zanieczyszczenia przesyłamy dalej do krajów Skandynawskich i Bałtyckich.

Poza degradacją spowodowaną jakością powietrza, wtórnym efektem tego zanieczyszczenia jest zanieczyszczenie gleby co powoduje uszkodzenie systemu korzeniowego drzew (największy wpływ ma zwiększenie kwasowości). W dużej części lasy mają mało żyzną glebę , a w związku z tym małą odporność biologiczną i są podatne na atak szkodników owadzich. Jako etap następny wchodzą szkodniki wtórne np. kornik drukarz, kołatek.

Aby poprawić stan lasów należy:

zmienić skład gatunkowy lasów w kierunku zwiększenia liczby drzew liściastych

zwiększyć odporność drzew poprzez nawożenie lasów

ograniczyć chemiczne środki tępienia szkodników, a zwalczać szkodniki ich pasożytami

ograniczyć ilość emisji kominowych z przemysłu

poszerzyć monitoring jakości zanieczyszczeń i przestrzegać postanowień konwencji międzynarodowych

Ponad to ważne jest zwrócenie szczególnej uwagi na warunki zalesienia w górach które są magazynem najczyściejszych wód, a las przyczynia się do tego żeby tworzyć magazyny wody czystej.

Należy zwrócić uwagę na:

zalesienie stromych stoków i skarp oraz wąwozów i jarów

ograniczyć ilość świerka i poprawić stan gatunkowy drzewostanu

poprawić proporcje pomiędzy klasami wiekowymi drzew

wybudować odpowiednią sieć dróg leśnych

zakazać wypasu zwierząt w lasach

zachować siedliska leśne w formie nienaruszonej, szczególnie ostrożnie należy podchodzić do melioracji torfowisk i mokradeł leśnych

wprowadzić planową, rygorystyczną gospodarkę leśną, czyli wycinka i zrywka drzew w sposób nie powodujący erozji gleb leśnych

WYKŁAD V

13.12.2000

ENERGETYKA WODNA I PROPLEMY Z TYM ZWIĄZANE

Energetyka wodna wykorzystuje energię wód płynących i stojących (zwana białym węglem) i jest specyficzną branżą przemysłu. W przeciwieństwie do innych gałęzi przemysłu jest ona jedynie konsumentem wody tzn. nie uszczupla zasobów wody, jej funkcjonowanie nie powoduje negatywnych konsekwencji w środowisku. Korzystanie z energii wodnej ma wiele zalet:

jest stale odnawialna

korzystanie tej energii ogranicza wydobycie tradycyjnych surowców energetycznych jak węgiel, ropa, gaz

wykorzystanie energii wodnej zwiększa rentowność przedsiębiorstw powiązanych z hydroenergetyką

elektrownie wodne pozwalają obniżyć koszty produkcji energii elektrycznej w elektrowniach cieplnych, pracując w wspólnej sieci zwiększają bezpieczeństwo pracy systemów energetycznych

nie zanieczyszczają środowiska przyrodniczego

HYDROENERGETYKA NA ŚWIECIE: obecnie na świecie hydroenergetyka dostarcza 18% światowej energii elektrycznej. W latach 71-90 produkcja tej energii na świecie podwoiła się, jednak głównym źródłem energii pozostaje nadal węgiel. Jego udział ma jednak tendencje spadkową, natomiast wzrasta udział energii nuklearnej - w ostatnich latach ośmiokrotny.

węgiel 39%, nuklearna 17%, gaz naturalny 13%, ropa naftowa 12%, energia wodna 18%.

Są kraje w których w dużym stopniu wykorzystuje się zasoby wodne pod względem energetycznym Francja 96% potencjalnej energii wodnej; Szwajcaria 85%; Japonia 84%; USA i Niemcy 73%; Norwegia 56%.

Struktura hydroenergetyki w krajach rozwiniętych o skromnych zasobach hydroenergetycznych jest bardzo zróżnicowana.

HYDROENERGETYKA W POLSCE: określa się że w Polsce posiadamy zaledwie 0,08% zasobów światowych. Stan posiadania elektrowni wodnych w Polsce charakteryzuje 126 istniejących elektrowni wodnych o łącznej mocy 2008,5 MW. Elektrownie te stanowią własność publiczną. Ponad to istnieje 220 mini elektrowni wodnych które są własnością prywatną, ale uzupełniają krajowy system energetyczny. W ilościach 3,5% całej energii wodnej. Z pośród grupy elektrowni publicznych to elektrownie o mocy większej niż 5 MW, pozostałe mają moc 1-2 MW. Jeżeli prześledzimy czas powstawania to 7 elektrowni o mocy 13 MW jest z czasów międzywojennych, 87 elektrowni o mocy 190 MW przejęto w 1945 roku gdyż znajdowały się one na terenach przyłączonych do Polski. 2 elektrownie o mocy 50 MW uruchomiono w czasie okupacji (Rożnów, oczy w Zakopanem). Pozostałe elektrownie wybudowano po roku 1950. powstawanie elektrowni wodnych po wojnie można podzielić na dwa etapu:

1. do 1967 roku uruchamiano małe i średnie elektrownie

2. po 1967 roku okres przyrostu dużych elektrowni wodnych, systemowy.

Uruchomioną w 1968 roku elektrownię na Sanie można uznać za przełomową w historii rozwoju hydroenergetyki w Polsce. Była to duża elektrownia, do tej pory największa. W latach 1968-83 uruchomiono 5 dużych elektrowni wodnych Solina, Włcławek, Żydowo, Porąbka-Żar, Żarnowiec. Elektrownia Porąbka-Żar o mocy 500 MW jest elektrownią szczytowo-pompową.

Oprócz hydroenergetyki opartej na dużych elektrowniach jest jeszcze tzw. mała hydroenergetyka (przy tartakach, młynach) która w okresie prze II wojną światową należała do właścicieli prywatnych, a na początku lat 50 zapanowała niechlubna akcja likwidowania, niszczenia lub uspołeczniania tych elektrowni. W oparciu o ustawę o nacjonalizacji przemysłu gdzie brakowało odpowiedniego przepisu. Spowodowało to spustoszenie w piętrzeniu na małych rzekach i potokach, a w konsekwencji zanik małej retencji. W latach 1952-74 zdecydowano się na likwidację będących w złym stanie małe obiekty hydrotechniczne (znikło 30 małych elektrowni).

Pozytywnym skutkiem tzw. kryzysu energetycznego w pierwszej połowie lat 70 było nowe spojrzenie na możliwości wykorzystania odnawialnych i niekonwencjonalnych źródeł energii. Kilka lat później udało się przezwyciężyć początkowe opory i rozpocząć przygotowania warunków do rozwoju małej energetyki wodnej. 07.09/1981 roku podjęto uchwałę przez radę ministrów regulującą podstawowe zasady , wytyczne i kierunki tego rozwoju. Podkreślono że odnosi się to do elektrowni o małej mocy (do 5 MW). W dokumencie tym zawarto wiele ważnych ustaleń, takich jak upowszechnienie małej energetyki wodnej we wszystkich sektorach gospodarczych, określono uprawnienia wojewodów do uruchamiania małych elektrowni wodnych i do odstępowania nadwyżek energii innym. Obowiązek uwzględniania budowy elektrowni przy nowych piętrzeniach, a jednocześnie przyjęto wniosek o podjęciu licznych badań w zakresie typizacji (określenia typów i usystematyzowania projektów małych elektrowni). W efekcie po podjęciu tej uchwały zorganizowano ośrodek konsultacyjno - organizacyjny w którym można było uzyskać porady i zagadnienia w związku z budową małych elektrowni. Rozwój małych elektrowni wodnych z biegiem lat nabrał większego tempa. Powstały elektrownie przy zbiornikach w Jazowsku, Dobczycach i na zbiorniku w Klimkówce. Jednak najwięcej małych elektrowni o nie wielkich mocach jednostkowych uruchomiły i przygotowują osoby prawne. Wg danych do końca 1997 roku uruchomiono i przyłączono do sieci 266 małych elektrowni o łącznej mocy 28 MW.

Oprócz ewidentnej roli jaką odgrywa mała hydroenergetyka należy dodać jej wpływ na poprawę warunków napięciowych w sieciach rozdzielczych, zmniejszenia strat przemysłu i ważnej roli jaką mogą spełniać przy uzupełnianiu energii dla tzw. wrażliwych odbiorców na przerwy w dostawie. Mogą też stanowić najbardziej uzasadniony sposób elektryfikowania osad i gospodarstw zlokalizowanych w trudnym terenie i oddalonych od sieci.

Poza tymi wszystkimi zaletami hydroenergetyki należy dodać jeszcze dodatnie skutki w środowisku np. w 1995 roku przekazano elektrownię Jeziorsko na Warcie i wyliczono że na skutek powstania elektrowni przy zbiorniku o mocy 4,9 MW uzyskało się efekty: elektrownia ta pokrywa zapotrzebowanie na energię 10000 miasta, co dale oszczędność 24000 ton węgla, przez co zmniejsza się emisja zanieczyszczeń wprowadzanych do atmosfery o 90 ton pyłów, 250 ton SO₂, 24000 ton CO₂.

Na świecie znajduje się 485 czynnych reaktorów atomowych, z czego w USA 113, we Francji 60; W Japonii 55; W Rosji 35, W Wielkiej Brytanii 29. W budowie znajduje się dalszych 60 reaktorów. Wg prognoz okres wyczerpania się zasobów węgla to 185 lat w Polsce 113), ropy naftowej 43 lata, gazu ziemnego 67 lat.

WYKŁAD VI

10.01.2001

PROBLEMY GOSPODARKI WODNEJ W ŻEGLUDZE ŚRÓDLĄDOWEJ

Polska sieć dróg wodnych, obejmuje rzeki kanały na których istnieje możliwość żeglugi śródlądowej, wynosi 3990km. Z tego przystosowanych do żeglugi towarowej jest 3115 km (około 78%). Faktycznie żegluga towarowa użytkuje 1918 km, a poza tym na długości 433 km odbywa się żegluga pasażerska, oraz spław drzewa. W sumie daje to 2263 km eksploatowanych dróg wodnych.

W ramach utrzymania dróg wodnych muszą być dopełnione określone wymagania charakteryzujące warunki nawigacyjne. Warunki te w Polsce określone są w Dz.U. nr 26 z 06.08.1977 roku. Przewidują one podział na 5 klas (1 najgorsza, 5 najlepsza).

klasa 1 - przewiduje warunki do przepływu statków o ładowności do 300 ton, dla których musi być zapewniona minimalna głębokość 0,8 m

klasa 2 - do 500 ton, i głębokość minimalna 1,3 m

klasa 3 - do 1000 ton, i głębokość minimalna 1,8 m

klasa 4 - do 1500 ton, i głębokość minimalna 2,1 m

klasa 5 - do 3000 ton, i głębokość minimalna 3,0 m

Określono również czas trwania okresu nawigacyjnego, minimalną szerokość rzeki oraz promień łuku, długość i szerokość komór śluzowych, oraz głębokość na progu. Stosownie do wyżej wymienionej klasyfikacji najwięcej bo około 40% Polskich dróg wodnych żeglugowych jest w klasie 1, ok. 12% w klasie 2, drogi wodne klasy 3 i 4 razem 15%, reszta 33% to drogi wodne nie odpowiadające żadnym normom. Te liczby wskazują że mamy stosunkowo niski stopień zagospodarowania wód uznanych za żeglowne. Do tego należy dodać niezbyt sprzyjając warunki klimatyczne (wahania przepływów, zaparzanie rzek).

Zarówno stan wód żeglownych jak i ich znaczenie na poszczególnych odcinkach są bardzo zróżnicowane. Nie tworzą one jednolitego systemu komunikacyjnego lecz stanowią zbiór odrębnych jakościowo szlaków. Ze względu na transportowe wykorzystanie na 1 miejscu należy wymienić drogę wodną Odry łącznie z kanałem Gliwickim co dale w sumie 684 km długości. Część dolnego biegu Wisły od Płocka do ujścia 310 km; połączenie Wisły z Odrą przez Brdę, kanał Bydgoski 294 km; część środkowego biegu Warty od Poznania wraz z kanałem Warta - Gopło 300 km; a poza tym drogi wodne o znaczeniu lokalnym np. Wisła na odcinku Warszawskim z kanałem Żerańskim i jeziorem Zegrzyńskim 80 km; odcinki na górnej i środkowej Wiśle łącznie około 100 km. Na wielu trasach rozwinęła się żegluga pasażersko-turystyczna np. system jezior Mazurskich wraz z kanałem Augustowskim (80 km na terenie Polski) 150 km; kanał Elbląski 62,5 km; jeziora Warmińskie. Inne rzeki utraciły znaczenie żeglowne pozostając jedynie w wykazie dróg wodnych np. Przemsza, San, Dunajec, Nysa Łużycka.

Warunki umożliwiające uprawianie żeglugi na rzekach w Polsce były tworzone w okresie rozbiorów i lat międzywojennych. Koncepcja realizacji planów w odniesieniu do żeglugi po 1945 roku nie przyniosła żadnego systemowego rozwiązania. Zarówno realizacja stopnia wodnego we Włocławku jaki i budowa 6 stopni wodnych na górnej Wiśle nie utworzyły warunków do podjęcia nawet średnich przewozów żeglugowych. Podobnie budowa na Odrze stopnia wodnego w Brzegu Dolnym wydłużyła kanalizację Odry tylko o dalsze 20 km. W latach suchych na naszych rzekach nie można było osiągnąć wymaganej głębokości tranzytowej.

Aktualnie istnieje program Odra 2006 który ma gwarantować w 2001 roku stabilną żeglugę długo trasową od Gliwic do Szczecina. Program ten obejmuje:

ochronę przeciwpowodziową w całym dorzeczu Odry

ochronę czystości wody i środowiska przyrodniczego

funkcję transportową.

Po realizacji programu ma być umożliwiona obsługa transportowa podmiotów gospodarczych usytuowanych w regionie nadodrzańskim. Obsługa handlu zagranicznego przez port morski w Szczecinie i obsługa transportowa państw połączonych z Odrą w jeden spójny żeglugowy system transportowy. Na rok 2001 na inwestycje przewidziano 650 mln zł, na zadania remontowe 35 mln, usuwanie szkód 32 mln złotych.

Obecnie przewozi się 0,7-0,8 całkowitego tonażu ładunków. Maksimum osiągnięto w 1979 roku i od tego czasu obserwuje się stopniowy spadek. Rzekami przewozi się materiały sypkie jak węgiel kamienny, pasek, żwir oraz nawozy sztuczne i inne np. cement, drewno, kamienie. Przewóz piasku i żwiru stanowi 46% całości przewozów, węgla około 14%, nawozów 12%. W 1995 roku przewozy drogami wodnymi wynosiły 300 tyś ton (Niemcy 20 mln ton).

Środki na rozbudowę dróg wodnych w Polsce przeznaczone są z Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Pokrywają one 30% potrzeb ponieważ fundusz kieruje większe środki na ochronę wód i atmosfery. Jedynym ratunkiem dla żeglugi Polskiej jest położenie geograficzne naszego kraju, a więc to że leży on w centrum szlaków europejskich i jeżeli jest niesprawny to utrudnia przewozy międzynarodowe.

1 października 1996 roku w Genewie zakończono prace i udostępniono do wglądu umowę europejską o głównych śródlądowych drogach wodnych międzynarodowego znaczenia, w skrócie umowa AGN. W ramach tej umowy została opracowana nowa klasyfikacja europejskich śródlądowych dróg wodnych klasy 4-7:

klasa 4 - 1000-1500 ton, minimalna głębokość 2,5m, szerokość rzeki przy pojedynczej barce 9,5m

klasa 5 - 1500-3000 ton, , szerokość rzeki przy pojedynczej barce 11,4m, zestawy podwójne i poczwórne

klasa 6 - minimalna głębokość 3,9m, szerokość rzeki przy pojedynczej barce 15,0m, 6 barek

klasa 7 - 9 barek

Usunięcie tzw. wąskich gardeł i uzupełnienie brakujących parametrów wynikających z wymagań AGN zapewniłoby warunki nawigacyjne w całej europie.

W Polsce najtrudniejsze jest zapewnienie głębokości nawigacyjnej minimum 2,5 m. Przy zastosowaniu ulg przewidzianych w umowie możemy spełnić minimalne wymagania w 2010 roku. Ważne jest przy tej umowie zapewnienie okresu nawigacyjnego przez 365 dni. Umowa daje pewną ulgę ale tylko w regionach o surowych warunkach klimatycznych gdzie utrzymanie kanałów wodnych bez lodów w porze zimowej jest niemożliwe. W tych wypadkach powinny być ustalone stałe daty zamknięcia i otwarcia danego odcinka. Poza tym umowa określa jakie mogą być przerwy w okresie nawigacji związane z regularnym utrzymaniem śluz oraz na inne prace hydrotechniczne. Wg umowy przerwy te powinny być zminimalizowane, a użytkownicy dróg wodnych muszą być o nich wcześniej powiadomieni. Ponad to wszystkie śluzy, mosty i inne budowle tworzące infrastrukturę powinny być otwarte w dni robocze przez 24 godziny.

TROCHĘ HISTORII: kanał Augustowski - droga wodna łącząca Biebrzę z Niemnem o długości 102 km, z czego 80 km znajduje się w granicach Polski zbudowana w latach 1824-1839. Na kanale znajduje się 18 śluz a nośność statków do 100 ton. Na obszarze Polski jest utrzymany stosunkowo dobrze, poza granicami w stanie degradacji.

WYKŁAD VII

24.01.2001

PROBLEMY OCHRONY PRZECIWPOWODZIOWEJ

Pod pojęciem wezbrania rozumie się w potocznym znaczeniu każdorazowe wyraźne podniesienie się stanów wody w ciekach i jeziorach, spowodowane zwiększonym zasilaniem lub podpiętrzeniem wody wskutek utrudnienia swobodnego odpływu. Wśród wezbrań rozróżnia się przybór i powódź. Przyborem nazywa się nieznaczne podniesienie się stanów wody poniżej stany brzegowego. Gdy woda występuje z koryta cieku na tereny doliny, to ma się do czynienia z powodzią. Powódź jest więc wezbraniem, które przynosi szkody gospodarcze, społeczne oraz naruszenie środowiska przyrodniczego. Analizując przyczyny wywołujące wezbrania, Lambor wyróżnił cztery ich typy: opadowe (typ O), roztopowe (typ R), zimowe (typ Z) oraz sztormowe (typ S).

Wezbrania opadowe O wywołane przez opady ciekłe dzielą się na:

• Opadowe nawalne On - wywołane przez lokalne burze termiczne i deszcze nawalne; trafiają się na małych potokach górskich i strugach nizinnych, o powie­rzchni zlewni A < 50 km . Pojawiają się one zazwyczaj w lipcu i sierpniu, najczęściej na terenach wysoczyzn.

• Opadowe frontalne Of- wywołane przez deszcze występujące w strefie frontów atmosferycznych; występują w terenach górskich, podgórskich i na nizinach. Wezbrania tego typu obejmują znacznie większe obszary, ponieważ zasięg tych deszczy jest znacznie szerszy od nawalnych.

• Opadowe rozlewne Or - podobne w swej genezie do frontalnych. Przyczyną ich są opady, na wydajność których ma wpływ orografia (ukształtowanie terenu). Występują w rejonach górskich w okresie od czerwca do września i charakteryzują się największym zasięgiem terytorialnym, obejmując nieraz całe dorzecze górnej Wisły. Przykładem takiego wezbrania może być katastrofa powodziowa z lipca 1934 r. oraz powódź z lipca 1960 r. na Wiśle.

Wezbrania roztopowe R powstają wskutek gwałtownego tajania szaty śnieżnej, które bywa przyspieszone przez deszcze padające w tym okresie. Wezbrania tego typu mają bardzo rozległy zasięg terytorialny. Najczęściej występują w marcu i kwietniu, mogą się jednak zdarzyć w ciągu całej zimy, podczas odwilży śródzimowych. Przykładem wezbrania roztopowego jest wezbranie z kwietnia 1979 r. w północnej Polsce, głównie w dorzeczu Narwi.

Wezbrania zimowe Z powstają w wyniku nasilenia się występowania zjawisk lodowych. Rozróżnia się w tym przypadku wezbrania:

• Śryzowe Zs - wywołane szybkim i obfitym tworzeniem się śryżu i lodu dennego, który zatyka przekrój poprzeczny rzeki i powoduje spiętrzenie zwierciadła wody. Wezbrania tego typu zdarzają się najczęściej w grudniu i styczniu,

• Zatorowe Zz - powstające podczas spływu lodów, w wyniku spiętrzania się kry. Powstają najczęściej w przewężeniu koryt, ostrych zakrętach rzeki, przekrojach mostowych, zazwyczaj na rzekach nieuregulowanych o nieuporządkowanym korycie z kępami i odsypiskami. Wezbrania te mogą występować na rzekach zarówno górskich, jaki nizinnych. Podobnie jak w przypadku zatorów śryżowych, zatory kry tworzą się regularnie w pewnych określonych przekrojach rzecznych. Przykładem takiego wezbrania może być katastrofa powodziowa, jaka miała miejsce w styczniu 1982 r. na Wiśle pod Płockiem.

• Lodowe Zl - powstające w dolnych biegach rzek znajdujących się pod pokrywą lodową, na które z górnego biegu nachodzi fala przyborowa. Woda występuje wówczas na pokrywę lodową i zamarza, tworząc wał lodowy, stanowiący prze­szkodę dla ruchu wody. Wezbrania tego rodzaju występują np. na rzekach sybe­ryjskich, płynących z południa na północ.

Wezbrania sztormowe S spowodowane są wiatrami sztormowymi, wiejącymi na wybrzeżach morskich w kierunku brzegów. Wiatry te utrudniają odpływ rzek uchodzących do morza, powodując spiętrzenie stanów w korytach rzek i na zalewach przymorskich. Wezbrania te najczęściej zdarzają się zimą.

Ochrona przeciwpowodziowa powinna być działaniem ciągłym, a nie ograniczać się jedynie do akcji w czasie jej trwania. Dotyczy ona w równym stopniu walki z istniejącym żywiołem jak i dokonywania wszelkich zabiegów przeciwdziałających powstawaniu powodzi .rozróżnia się zatem dwie formy ochrony przeciwpowodziowej:

1. Czynną.

2. Bierną.

Ad 1.) OCHRONA CZYNNA: polega na opanowaniu lub co najmniej zmniejszeniu przyczyn powstawania powodzi w wyniku różnych zabiegów w dorzeczu. Najważniejsze to zabiegi agrotechniczne i hydrotechniczne. Do agrotechnicznych można zaliczyć:

właściwą uprawę roli

zalesianie zboczy

zabiegi przeciw erozyjne itp.

Tzw. retencyjne przysposobienie dorzecza prowadzące do zwiększenia retencyjności (wsiąkania wody w glebę), a tym samym zmiany odpływu powierzchniowego na odpływ gruntowy.

Spowolnienie zasilania rzek. Sprzyja temu tzw. biologiczna obudowa rzek, budowa zapór przeciw rumowiskowych i suchych zbiorników retencyjnych (w latach 30 powstawały na dopływach Odry w górnym jej biegu).

Głównym działaniem przeciwpowodziowym jest budowa dużych zbiorników retencyjnych, przeważnie wielozadaniowych, jedną z ich funkcji jest ochrona przeciwpowodziowa. Budowane najczęściej w górnych biegach rzek. Umożliwiają skuteczne, czasowe zatrzymanie fali wezbraniowej. W zbiornikach wielo zadaniowych ochrona przeciwpowodziowa jest przeważnie priorytetem.

Ad 2.) OCHRONA BIERNA: doraźna, która ma miejsce w czasie trwania powodzi. Podstawowym i najlepszym sposobem tej ochrony jest zabezpieczenie za pomocą wałów przeciwpowodziowych budowanych z jednej lub z obu stron rzeki. Obwałowania stanowią ochronę dla zabudowań, dla użytków rolnych, linii komunikacyjnych i innych. Należy jednak pamiętać że oddziaływania mogą mieć również negatywne skutki. Odcinają bowiem pewien obszar wzdłuż rzeki i rzekę od znacznych obszarów dolin zalewowych, a tym samym zmniejszają retencję dolinową, co może doprowadzić do przypadku gdy woda jest od wału do wału, podnosi się coraz wyżej co grozi przerwaniem się wałów lub przelaniem wody przez koronę wałów.

Innym skutecznym sposobem biernej ochrony przeciwpowodziowej jest tworzenie polderów, czyli obszarów zalewowych lub tzw. kanałów ulgi. Poldery są to wcześniej przygotowane doliny rzecze które mogą być zalane wodami powodziowymi. Przeważnie są na to łąki lub pastwiska wytrzymujące bez szkody nawet kilku tygodniowe zalewy. Kanały ulgi to bardzo często boczne ramiona rzek, niekiedy starorzecza albo specjalnie wykonane kanały boczne przygotowane do przyjęcia nadmiaru wody i odprowadzenia ich na tereny nie zagrożone powodzią.

Ostatecznym i drastycznym sposobem ochrony biernej jest ewakuacja ludności i dobytku z obszarów zagrożonych powodzią. Akcje te realizuje się jeżeli wszystkie inne sposoby zawiodą. Służy do tego specjalnie przygotowany plan ewakuacyjny. Zajmują się nią organy samorządu terytorialnego przy współudziale policji i wojska. Do zapewnienia zakwaterowania, wyżywienia pomocy medyczno-sanitarnej i społecznej zobowiązane są komitety ochrony przeciwpowodziowej na danym terenie wraz z organami samorządu terytorialnego.

ORGANIZACJA OCHRONY PRZECIWPOWODZIWOWEJ: nadrzędnym organem powołanym do walki z powodzią w Polsce jest Główny Komitet Przeciwpowodziowy podlegający ministrowi OŚ ZN i L który jest przewodniczącym komitetu lub wyznacza on osobę uprawnioną do tego. W skład komitetu wchodzą przedstawiciele resortów:

rolnictwa i gospodarki żywnościowej

gospodarki

transportu i gospodarki morskiej

zdrowia i opieki socjalnej

obrony narodowej

spraw wewnętrznych i administracji

OŚ ZN i L

zarządu głównego PCK

rady naczelnej polskiego komitetu pomocy społecznej

W terenie działają Wojewódzkie Komitety Przeciwpowodziowe, a w uzasadnionych przypadkach rejonowe, gminne, zakładowe

Do organów komitetu przeciwpowodziowego należą:

prezydium które koordynuje działania i kieruje akcjami przeciwpowodziowymi oraz udziela pomocy wojewódzkim komitetom przeciwpowodziowym

sekcja techniczna - udziela pomocy technicznej i organizacyjnej w bezpośrednim kierowaniu w akcjach przeciwpowodziowych

sekcja społeczna - udziela pomocy medycznej, sanitarnej i zaopatrzeniowej ludności na terenach objętych powodzią

ośrodek dyspozycyjno-informacyjny i sekretarz głównego komitetu przeciwpowodziowego do którego należy całokształt obsługi techniczno organizacyjnej Głównego Komitetu Przeciwpowodziowego. Przyjmuje on meldunki, przekazuje dyspozycje o udzieleniu pomocy oraz zajmuje się stroną informacyjną o sytuacji powodziowej w kraju np. poprzez wydawane biuletyny.

Działalność Głównego Komitetu Przeciwpowodziowego obejmuje:

opiniowanie rocznych i wieloletnich planów gospodarki wodnej w zakresie ochrony przeciwpowodziowej

opracowywanie rocznych planów Głównego Komitetu Przeciwpowodziowego i sprawozdań z jego działalności

opracowywanie planu operacyjnego bezpośredniej ochrony przed powodzią, oraz wytycznych w tym zakresie dla komitetów wojewódzkich ochrony przeciwpowodziowej

ustalanie zasad działalności dla jednostek organizacyjnych biorących udział w bezpośredniej ochronie

ustalanie ramowego regulaminu ochotniczych drużyn ratowniczych

ocenianie akcji przeciwpowodziowych

organizowanie pomocy poszkodowanym województwom

Wojewódzkie Komitety Przeciwpowodziowe powoływane są w celu bezpośredniej ochrony przeciwpowodziowej na terenie danego województwa. W strukturze organizacyjnej posiadają również sekcje techniczną i społeczną. W ramach działań wojewódzkich komitetów przeciwpowodziowych pewne zadania ma rejonowy zarząd gospodarki wodnej do którego zadań między innymi należy:

sygnalizacja w okresie zagrożenia przeciwpowodziowego

zapewnienie swobodnego spływu wód powodziowych na podległych rzekach

prowadzenie akcji lodołamania

gospodarowanie wodami na zbiornikach retencyjnych aby umożliwić przyjęcie przez zbiorniki fali powodziowej

udostępniane własnej sieci łączności, sprzętu i wyposażenia oraz bezpośrednia pomoc pracowników liniowej służby wodnej w doraźnych akcjach techniczno-ratowniczych

Regionalne ośrodki koordynacyjno-informacyjne prowadzą doradztwo techniczne, a po ogłoszeniu alarmu przeciwpowodziowego utrzymują stałe dyżury przeciw powodziowe. Uruchomienie akcji następuje z chwilą otrzymania przez ośrodek dyspozycyjno-informacyjny wojewódzkiego komitetu przeciwpowodziowego ostrzeżenia służby prognoz hydrologicznych IMGW o wzroście stanów wody w sygnalizacyjnych posterunkach wodowskazowych do poziomu ostrzegawczego z tendencją do dalszego podnoszenia się poziomu wody. Wówczas ogłasza się pogotowie przeciwpowodziowe na danym terenie. Ogłoszenie pogotowia powoduje uruchomienie akcji przeciwpowodziowej określonej planem operacyjnym. Pogotowie działa przez cały czas aż do odwołania akcji po której następuje usuwanie szkód i udzielanie pomocy poszkodowanej ludności. Komitety przeciwpowodziowe rejestrują również szkody (uszczerbek materialny), oraz robią wycenę strat (wycena danej szkody).

---