Liczby, liczby wszędzie liczby. Do tego jeszcze statystyka i już czujemy się jak w matriksie. Wiele różnych tekstów trafiających do szerokiego grona obiorców podaje pewne dane liczbowe. Niestety bardzo często są one dobierane pod główną tezę danego artykułu i równie często zdarzają się zestawienia dwóch lub więcej informacji liczbowych, pomiędzy którymi istnieją niewyjaśnione w tych tekstach zależności, przez co odbiór całości jest zupełnie inny niż rzeczywistość. Jednym z takich przykładów jest porównanie Polski i Egiptu, o czym pisałem wcześniej – Fakty i Mity: Czy Polska ma tyle wody co Egipt?.
Tym razem tematem przewodnim będzie jedno z ostatnich miejsc jakie zajmuje nasz kraj w Europie pod względem ilości całkowitych odnawialnych zasobów wody na osobę na rok. Wyjaśniam w nim m.in. czemu nie powinniśmy porównywać się do Hiszpanii i błędne moim zdaniem dążenie do 15% retencji.
Zacznijmy od samego pojęcia całkowite odnawialne zasoby wody, bo właściwe zrozumienie tego terminu to kluczowy element w dalszym odczytywaniu liczb związanych z tym terminem.
Całkowite odnawialne zasoby wody – to ilość wody, która rzekami opuszcza granice naszego kraju.
Wartość ta nie uwzględnia:
- Zasobów wód podziemnych
- Bilansu opad-parowanie
- Ilości wody opadowej zretencjonowanej w krajobrazie i wykorzystanej na różne cele od odtwarzania zasobów wód podziemnych, przez nawodnienia rolnicze, po wykorzystanie w przemyśle.
- Nie mówi wprost o ilości wody dopływającej rzekami z innych krajów
Ale te aspekty również mają swój udział w rocznym odpływie, bo jak możemy przeczytać w opracowaniu GUSu Ochrona Środowiska 2020:
„Wielkość odpływu zależy od czynników naturalnych (ukształtowania terenu, opadów, parowania) i antropogenicznych (zapotrzebowanie na wodę do celów komunalnych, przemysłu i rolnictwa). Dużą rolę odgrywa również ukształtowanie koryt rzecznych, które w naturze meandrują, spowalniając tym samym przepływ wody. Prostowanie koryt, usuwanie nadbrzeżnej roślinności, czy betonowanie brzegów powodują, że infiltracja (wsiąkanie) zachodzi jedynie w ograniczonym stopniu, natomiast zostaje przyspieszony spływ wody.”
Jak widzimy na wielkość tego odpływu wpływ ma wiele czynników, co powoduje, że wielkość odpływu w danym roku nie jest zależna 1 do 1 od opadów – widać to też na poniższym wykresie z opracowania GUSu – chociaż pewne zależności przy skrajnie suchych lub mokrych latach widać. Szczególnie widoczna jest różnica pomiędzy powodziowym 2010 rokiem, gdy były niewielkie szanse zretencjonowania opadów w krajobrazie, a mokrym 2017, gdzie więcej wody zostało w krajobrazie, co przełożyło się na mniejszą wartość odpływu w porównaniu do 2010, pomimo zbliżonej rocznej sumie opadów.
Mam nadzieję, że teraz pojęcie całkowitych rocznych odnawialnych zasobów wód jest dla Was jaśniejsze, jeśli nie dajcie znać w komentarzach co jest jeszcze niejasne, aby mógł odpowiednio rozszerzyć opis.
Wróćmy teraz do naszego miejsca w Europie pod względem całkowitych odnawianych zasobów wody na osobę na rok. Gdy spojrzymy tylko na wartość tego wskaźnika to rzeczywiście jesteśmy na szarym końcu w Europie – poniższym wykresie nie ma Islandii i Norwegii, bo oni mają tyle tej wody, że słupki pozostałych państw były słabo widoczne 😉.
Dane wynikające z tego wykresu są często podawane przy wszystkich tekstach i opracowaniach związanych z suszą, że mamy tak mało wody, ale przecież inne kraje z tego wykresu też mają problem z suszą. Do analizy weźmy dwa kraje, które są wyżej w rankingu od nas: Niemcy (1863 m3/osobę/rok) i Holandię (5346 m3/osobę/rok). Jak widać na poniższej mapie susza dotyka oba kraje. Na marginesie wspomnę, że Finlandia, która jest w TOP3 tego rankingu też ma problemy z suszą (więcej w linku na końcu artykułu).
Jak to jest zatem możliwe, że kraje znajdujące się w wyżej w rankingu również mają problemy z niedoborami wody i suszą? Jak zwykle diabeł tkwi w szczegółach, a tym przypadku w liczbach. Niemcy i Holandię wybrałem nieprzypadkowo – przez oba kraje przepływa Ren. Aby poznać sekret ich wyższej pozycji wystarczy sięgnąć po dane o jeden poziom bardziej szczegółowe, a mianowicie wewnętrzne i zewnętrzne całkowite odnawialne zasoby wody. Już po nazwie można się domyśleć w czym rzecz. Zacznijmy więc od źródeł Renu, które znajdują się w Szwajcarskich Alpach. Następnie płynie granicą szwajcarsko-niemiecką i niemiecko-francuską, aby później z terenu Niemiec wpłynąć do Holandii, a później do Morza Północnego. Na swojej drodze Ren zbiera jeszcze wodę z Austrii, Lichtensteinu i Belgii. Gdy spojrzymy na podział wewnętrznych i zewnętrznych zasobów wody poszczególnych państw leżących nad Renem (mapa zlewni poniżej) to:
- wewnętrzne zasoby Austrii stają się zewnętrznymi zasobami Szwajcarii
- wewnętrzne zasoby Szwajcarii stają się zewnętrznymi zasobami Niemiec
- wewnętrzne zasoby Niemiec stają się zewnętrznymi zasobami Holandii
- wewnętrzne zasoby Francji stają się zewnętrznymi zasobami Niemiec, Holandii i Belgii
Co wynika z tych danych? Po prostu mamy pecha, że nie wpływa do nas jakaś duża rzeka z innego kraju, która pozwoliłaby nam podciągnąć się w rankingu całkowitych odnawialnych zasobów na osobę na rok. Ale jak spojrzymy na wewnętrzne zasoby wody to mamy awans aż o siedem pozycji, wyprzedzając m.in. Holandię i Niemcy. Niestety, taki dopływ wód rzeką z innego kraju jest korzyścią jedynie dla najbliższego otoczenia rzeki. Jak widzieliście na wcześniejszej mapie największa susza glebowa (rolnicza) w Niemczech dotyczy obszarów położonych bliżej naszego kraju i daleko od Renu. I raczej nie należy się spodziewać, że woda do nawadniania tych terenów będzie transportowana z Renu do wschodniej części Niemiec, tak samo jak u nas w kraju woda z Wisły i Odry nie będzie przesyłana w głąb centralnej polski.
Ciekawym przypadkiem jest też Holandia, niby wody mają całkiem sporo, bo przecież dopływa z zagranicy, a opady w skali roku też nie są małe. Problemem jest dostępność wody w odpowiednim miejscu i czasie. Płaski i depresyjny teren Holandii uniemożliwia retencję wody i opadów nie tylko w postaci zbiorników powierzchniowych, ale także i w wierzchniej warstwie gleby. Typowa retencja krajobrazowa czy też glebowa nie jest w tym kraju możliwa, bo zamieni się w jedno wielkie bagno, dlatego szukają innych rozwiązań (o czym więcej w linku na końcu).
Wróćmy teraz do Polski. Jak wielokrotnie powtarzam zaletą naszej sytuacji jest to, że nie jesteśmy zależni od wody dopływającej od sąsiadów, więc międzynarodowe wojny o wodę raczej nam nie grożą, tak jak to ma miejsce w innych regionach Afryki czy Azji. Przy naszej wodnej sytuacji często jesteśmy porównywani do Hiszpanii, bo oni retencjonują znacznie większy % całkowitych odnawialnych rocznych zasobów wody. I owszem, jeśli weźmiemy pod uwagę takie porównanie to jesteśmy daleko w tyle za Hiszpanią, która w sztucznych zbiornikach retencjonuje 1153 m3/osobę/rok, podczas gdy w Polsce jest to 77 m3/osobę/rok, co daje wielokrotnie przytaczane 6% retencji wody w odniesieniu do całkowitych odnawialnych zasobów wody (na podstawie danych Aquastat), podczas gdy dla Hiszpanii jest to prawie 50%. Ale trzeba pamiętać, że jest to retencja sztuczna. Nie liczy się w tym naturalna retencja, retencja w rowach melioracyjnych, bagnach, torfowiskach, starorzeczach czy innych wodnych obszarach. O tym czym jest ten mityczny % retencji możemy przeczytać w opracowaniu GUS:
„Zbiorniki retencyjne charakteryzują się małą pojemnością, która łącznie nie przekracza 6% objętości odpływu rocznego wód z obszaru kraju. Efektem tego jest występowanie trudności w zaopatrzeniu w wodę w niektórych rejonach kraju. W szczególności na południu Polski wodochłonny przemysł i rozwój procesów demograficznych oraz specyficzne warunki geograficzne i hydrograficzne, powodują występowanie deficytów wody. Również w południowych obszarach kraju występuje znaczna zmienność przepływu wód w rzekach w czasie silnych opadów deszczu oraz przemieszczanie się zmasowanych ilości wód powodziowych stanowiących m.in. spływy z terenów górskich.”
Jednak kawałek dalej w tym samym opracowaniu czytamy:
„Duża część odpływu rzekami do Bałtyku pochodzi z zasilania wodami podziemnymi.”
Zatem kluczem powinna być retencja wód opadowych i zapewnienie ich wsiąkania w głąb gruntu, aby te zasoby odtwarzać – mamy wtedy przeciwdziałanie suszy i powodzi u źródła problemu, czyli w miejscu gdzie opad spada na ziemię, a nie na końcu rury czyli poprzez sztuczną retencją na rzekach. Tym bardziej, że w bilansie wodnym Polski po stronie rozchodu dominuje parowanie (60%), a pozostałe 30% to odpływ rzekami do morza (więcej w jednym z pierwszych blogowych tekstów Polskie wody – ile i jakiej wody powierzchniowej mamy?). Woda, której zapewniamy wsiąkanie do gruntu (infiltrację) jest chroniona przed parowaniem, a jednocześnie jest dostępna dla systemu korzeniowego roślin i powoli przesiąka do wód powierzchniowych – odtwarzając zasoby wód podziemnych, wilgoci glebowej oraz stabilizując przepływy na rzekach w okresach bezopadowych.
Niestety taka retencja krajobrazowa nie wlicza się w ten % retencji, który jest wielokrotnie przytaczany. Nie wiem, czy to celowy zabieg instytucji i osób odpowiedzialnych za retencję, ale patrząc jak ten % jest liczony to docelowe 15% osiągniemy tylko przez sztuczną retencją w zbiornikach… inne działania jak retencja wody w rowach melioracyjnych, oczkach śródpolnych czy retencja deszczówki w obszarach miejskich (beczki, oczka, ogrody deszczowe itp.) niestety nie będzie miała znaczenia w dążeniu do tych 15%. A jak wynika z szacunków, które zrobiłem wzrost z 6 do 15% to zatrzymanie dodatkowych 16 litrów (mm opadu) na każdym metrze kwadratowym kraju, o czym informowałem Was w cyklu #101Retencji. Wynika z tego, że wyznaczony cel 15% rocznego odpływu (wiecie czemu 15% a nie np. 10 lub 20%?, bo ja nie znalazłem źródła) można przy tak definiowanym wskaźniku osiągnąć tylko przez sztuczną retencję.
Z Hiszpanią mamy kilka podobnych wodnych charakterystyk, ale przy gospodarce wodnej, nie można wybierać sobie pojedynczy danych. Trzeba wziąć pod uwagę szereg zmiennych dla danego regionu i w oparciu o nie planować właściwą gospodarkę wodną. Czemu nie powinniśmy iść śladami Hiszpanii? Powodów jest kilka, a głównym są różnice w zmienności opadów. Dzięki wieloletnim pomiarom wskaźników meteorologicznych, mamy bazy danych, które pozwalają nam wyliczyć różne wskaźniki charakteryzujące dany region. I tak w oparciu o sumy opadów możemy wyznaczyć ich zmienność roczną i sezonową.
Pierwszy z wskaźników dostępnych w bazie Aquastat to międzyroczna zmienność odnawialnych zasobów wody (Interannual variability – WRI). W skrócie im mniejsza wartość tego wskaźnika tym wahania w odnawialnych zasobów rok do roku są mniejsze. Im większa wartość tym większa szansa na duże zmiany całkowitych odnawialnych zasobów w następujących latach. Opisując to na przykładzie wykresu GUS, który pokazywałem wcześniej. Mniejsza wartość tego wskaźnika odznacza, że zielone słupki z tego wykresu będą podobnej wielkości (mniejsze różnice pomiędzy nimi) – takie łagodne pagórkowate zmiany. Im większa wartość wskaźnika WRI tym te słupki będą raz mniejsze raz większe, a różnice pomiędzy wysokością słupka następujących po sobie latach mogą być znaczące – takie przepaście pod klifami. Wskaźnik średniorocznej zmienności dla Polski wynosi 1,2. Hiszpania i Portugalia są na ostatnich miejsca z najbardziej niekorzystną w Europie wartością tego wskaźnika wynoszącą 2,3.
Drugi wskaźnik to sezonowa zmienność opadów (seasonal variability) – czyli jak zmieniają się zasoby wody w poszczególnych miesiącach roku. Im wyższa wartość tym wyraźniejszy podział na porę suchą i mokrą – kilka miesięcy pada, a kilka miesięcy nie pada. I hurra, znaleźliśmy wskaźnik, który daje nam podium, a dokładniej pierwsze miejsce ex aequo ze Słowacją, Węgrami i Czechami. Sezonowa zmienność opadów wynosi dla tych czterech państw 0,6. A Hiszpania? Znów na szarym końcu, a dokładnie czwarta od końca z wartością wskaźnika wynoszącą 2,1. Coś Wam to przypomina? Tak, to ta sama pozycja jaką zajmuje Polska we wskaźniku całkowitych odnawialnych zasobów wody na osobę na rok.
Oczywiście do tej zmienności opadów trzeba jeszcze odnieść wielkość opadów. Przeliczyłem dane z Aquastat, aby podać Wam objętość opadu na osobę na rok. Dla Polski jest to 4943 m3 na osobę na rok. Jak widzicie, średniorocznie z nieba spada nam więcej wody, niż odpływa rzekami do morza lub poza granice naszego kraju. Co dzieje się z tą wodą? W większości paruje, część zasila wody podziemne, część odbudowuje zasoby wód powierzchniowych – napełniają się jeziora, bagna, starorzecza i inne, a reszta, czyli ok. 1500 m3 na osobę na rok opuszcza rzekami granice naszego kraju – czyli około 30% opadu.
W przypadku Hiszpanii opady dają im 6898 m3 na osobę na rok, a rzekami odpływa 2390 m3 na osobę na rok – czyli około 35% opadów.
Jedną z informacji, która umyka wskaźnikowi całkowitych odnawialnych zasobów wody jest też ilość wody powierzchniowej zgromadzonej w naturalnych zbiornikach powierzchniowych. Z danych, które udało mi się znaleźć mamy w Polsce 1032 jeziora o powierzchni większej od 50 ha jest, a ich łączna objętość to 17 km3 (link na końcu). Dla porównania te 1500 m3/osobę/rok całkowitych odnawialnych zasobów wody to ok. 60 km3 (GUS, 2020), zatem pojemność tych największych jezior to 28,3% całkowitych odnawialnych zasobów wody. Ile jest w Hiszpanii? Jeszcze nie dokopałem się źródła takich danych, jak coś wiecie to możecie podesłać wtedy edytuję tekst, ale jak możemy przeczytać na stronie Europejskiej Agencji Środowiska:
„W Hiszpanii jest tylko kilka dużych naturalnych jezior i niewielka liczba małych jezior alpejskich w Pirenejach i innych pasmach górskich. Na większej części terenu brakuje naturalnych jezior”
Przeglądając mapy hydrologiczne obu krajów widać te różnice w naturalnych zbiorniach. A przecież w Polsce mamy jeszcze tysiące mniejszych zbiorników, poniżej tych 50 ha. W Hiszpanii takim mały zbiornikom nie jest łatwo ze względu na wyższe parowanie (wyższa średnia temperatura – dla Hiszpanii średnia roczna temperatura wynosi 19℃, a dla Polski średnia roczna temperatura waha się od ponad 9 °C w okolicach Wrocławia, Legnicy i Zielonej Góry do około 6 °C na Suwalszczyźnie) oraz wspomniana wcześniej zmienność sezonowa i coroczna opadów. To jest jeden z powodów, dla którego Hiszpanie zbudowali tak dużo sztucznych zbiorników wodnych, a i tak do nawadniania upraw wykorzystują podczyszczane oczyszczone ścieki – o czym pisałem Relacja z międzynarodowych warsztatów odzysku wody (projekt AQUARES).
EDIT 23.11.2021 r. – uzupełnienie treści
Przypomniało mi się opracowanie “Wyznaczenie kluczowych stref dla poprawy retencji wody w polskiej części zlewni rzeki Odry Analiza możliwości retencji wody w systemach melioracyjnych i ich potencjalna rola w łagodzeniu niskich przepływów zimowych rzeki Odry.” Grygoruk i in., 2018 (link na końcu tekstu), w którym możemy przeczytać m.in., że w rowach melioracyjnych zlewni Odry daje średnią retencją na poziomie 165 mln m3 wody – co daje około 5% średniego rocznego odpływu – ale to nie jest liczone przez GUS… tymczasem przegradzanie rzek i tworzenie na nich barier migracyjnych dało w ramach retencji korytowej 32,5 mln m3 wody, poprawiając zdolność krajowej retencji aż o 1% (o czym wielokrotnie informowali pracownicy Wód Polskich). Widzicie w czym problem – potencjał retencji w samych rowach melioracyjnych jest bardzo duży i pewnie samymi zastawkami na rowach jesteśmy wstanie osiągnąć te 15% retencji (zlewnia Wisły jest przecież znacznie większa od Odry), ale to nie jest nigdzie liczone i uwzględnianie. A GUS widzi tylko sztuczną retencję…
Powyżej skupiłem się na prezentacji różnych danych. Teraz wyrażę swoją opinie i wnioski na podstawie przedstawionego materiału. Dla osób, śledzących moją działalność nie będzie nowością, że kluczem do retencji w Polsce powinno być zapewnienie retencji opadu w miejscu gdzie spada na powierzchnie, spowolnienie jego odpływu i zapewnienie infiltracji (wsiąkania) do głębszych warstw gleby. Wszystko to zgodnie z zasadą 3S, o której opisałem w przykładzie z Portugalii – Krajobraz retencyjny w portugalskiej Tamerze. Czy potrzebujemy zatem sztucznych zbiorników? Pewnie są regiony, szczególnie w regionach górskich i podgórskich, gdzie są one potrzebne, aby zapewnić rezerwę wody pitnej. Dodatkowo na południu mamy znacznie większe opady i większe spadki, a skaliste podłoże utrudnia wsiąkanie wody w głąb gruntu. Na pewno ważną rolę pełnią w tych obszarach w pełni wykształcone lasy, które w górach powinny pełnić rolę gąbki, czy pełnią? To temat na osobny tekst. Natomiast w pozostałych obszarach, jeśli zbiornik jest potrzebny to nie powinien być tworzony poprzez przegrodzenie rzeki. Tak jak udało się to zaproponować w Łasku, gdzie ze wstępnej koncepcji budowy zbiornika polegające na jej przegrodzeniu i zalaniu naturalnie meandrującej rzeki, udało się zmienić koncepcję na utworzenie zbiornika na lewym brzegu rzeki i pozostawieniu jej obecnego koryta na prawie całym odcinku.
Więcej informacji i linki źródłowe:
Opracowanie GUS – Ochrona Środowiska 2020
O suszy w Holandii
https://www.un-igrac.org/stories/drought-netherlands-and-its-impact-groundwater-resources
O suszy w Finlandii
https://www.mdpi.com/2071-1050/11/8/2450
O pojemności jezior w Polsce http://orka.sejm.gov.pl/druki4ka.nsf/($vAllByUnid)/A0C171F9B88533F1C1256DC60044F9C9/$file/2115_07.pdf
Dane Aquastat
http://www.fao.org/aquastat/statistics/query/results.html
O wodnej sytuacji w Hiszpani na stronach EEA
https://www.eea.europa.eu/publications/92-9167-001-4/page017.html
Publikacja naukowa dotycząca Łasku
Kiedrzyńska i in., 2021. The enhancement of valley water retentiveness in climate change conditions
Opracowanie Wyznaczenie kluczowych stref dla poprawy retencji wody w polskiej części zlewni rzeki Odry Analiza możliwości retencji wody w systemach melioracyjnych i ich potencjalna rola w łagodzeniu niskich przepływów zimowych rzeki Odry.” Grygoruk i in., 2018 – link bezpośrednio do pliku pdf tutaj
Czy może wie Pan coś na temat budowy zbiornika na rzece Bzurze w okolicach wsi Tkaczewska Góra, gmina Parzęczew, niedaleko Łodzi ? Ma on służyć między innymi przeciwdziałaniu skutkom suszy w woj. łódzkim i jest uwzględniony w rządowych programach. Ciekaw jestem czy coś więcej Pan wie na temat tej inwestycji, co Pan o niej sądzi. Pozdrawiam.
Na tą chwilę nie znam tematu. Musiałbym poszukać informacji i zgłębić temat.
Istniej pojęcie ale zasobów odnawialnych inaczej zwanych dynamicznymi i są to wody przepływające przez przekrój danego terenu (zlewni) i zależy także od wody dopływając z innego państwa bo jak by tego nie liczyć nagle ilość zasobów zmiennych zaczęła by tak rosnąć (stan wody między najniższym a najwyższym poziomem wieloletnim) że stan woda stałej na danym terenie przestał istnieć bo hipotetycznie by odpłynął w wodach zmiennych.
To już drugi po porównaniach do Egiptu Pana tekst, którym się zachwycam. Ogromnie cieszę się, że mówimy tym samym językiem, a Pan dodatkowo wzbogaca nasz przekaz o nowe statystyki i argumenty. Chętnie odwołuję się do Pana tekstów, co mam nadzieję spowoduje, że wreszcie ktoś zacznie słyszeć o czym mówimy od lat! Mała retencja, retencja w gruncie, w krajobrazie, właśnie przez powszechność jest dużą, a duża, przez swoją lokalność jest tak naprawdę małą i ma niską efektywność w skali kraju. Z pozdrowieniami. Jacek Zalewski, RetencjaPL
Dziękuję. Cieszę się, że czas poświęcony na przeanalizowanie danych nie idzie na marne i przedstawione informacje przydają się we wspólnym wysiłku o dobre gospodarowanie wodą.