Trochę teorii
Ile jest wody do dyspozycji w Polsce – zasoby wodne
Zasoby wodneZasoby wodne Polski należą do najmniejszych w Europie. Średnia roczna ilość odnawialnych zasobów wody przypadająca na mieszkańca Polski to wciąż około 1600 m³, co potwierdzają raporty GUS z 2021 roku i nie uległo istotnej zmianie do 2024 roku. To 2,5 razy mniej od średniej europejskiej i 4,5 razy mniej od średniej światowej. W środkowej części Polski jest jeszcze niższa i wynosi ok. 1000 mIndeks górny 33/rok/osobę, a w Łodzi nie przekracza 500 mIndeks górny 33/rok/osobę. W tych warunkach niezbędne jest retencjonowanie wody i ciągła kontrola stanu ilościowego i jakościowego jej zasobów, które w dodatku są zmienne sezonowo i nierównomiernie rozmieszczone.
Ponad 70% zasobów wodnych w Polsce stanowią zasoby wód powierzchniowych, natomiast niecałe 30% wody podziemne. Zasoby wód powierzchniowych w Polsce są zmienne w czasie, zarówno w skali wielolecia, jak i w ciągu danego roku. W roku bardzo suchym mogą być mniejsze od 40 kmIndeks górny 33, a w roku bardzo mokrym przekraczać 90 kmIndeks górny 33. Retencja glebowa wynosi 19,6 kmIndeks górny 33 a retencja powierzchniowa (jeziora, bagna) 17,4 kmIndeks górny 33. Zbiorniki retencyjne w Polsce posiadają małą pojemność - zatrzymują tylko 6% rocznego odpływu wód w kraju. To ilość niewystarczająca do zapobieżenia okresowym niedoborom wody i ich skutkom.
Bilans wodny to nic innego jak zestawienie przychodów oraz ubytków wody dla danego obszaru. Po stronie przychodów umieszcza się opady atmosferyczne, a po stronie rozchodów – odpływy wód do morza i parowanie. Bilans można przedstawić za pomocą następującego wzoru:
P = H + E, gdzie:
P – opad atmosferyczny,
H – odpływ powierzchniowy i podziemny,
E – parowanie.
Dla całego globu przyjmuje się, że bilans jest zerowy, czyli tyle samo wód odpływa i paruje, co spada w postaci opadów. Dla mniejszych obszarów bilans może być dodatni lub ujemny. Dodatni występuje wtedy, gdy na dany obszar spadnie więcej opadów, niż ubędzie wody (P > H + E), ujemny natomiast, gdy ubytki będą większe niż przychód (P < H + E).
Podstawowym źródłem zaopatrzenia gospodarki w wodę są wody powierzchniowe, natomiast wody podziemne, znacznie lepszej jakości, przeznaczone są głównie do zaopatrzenia ludności w wodę do picia.
Niedobór wody występuje wówczas, gdy zapotrzebowanie na wodę jest większe niż dostępne zasoby wodne. Z taką sytuacją mamy do czynienia w niektórych regionach Polski. O występującym w Polsce deficycie wód decydują różnorodne czynniki naturalne i antropogeniczne.
Czynniki przyrodnicze deficytu wody:
małe zasoby wodne wynikające z naturalnych cech środowiska, głównie deficytu opadów i coraz częstszego występowanie bezśnieżnych zim oraz wyraźnej dysproporcji między wysokością opadu i parowania wpływających na cechy klimatycznego bilansu wodnegoklimatycznego bilansu wodnego,
nierównomierne rozmieszczenie zasobów wodnych – w regionach zasobnych w wody powierzchniowe (pas pojezierzy oraz południowe rejony kraju) występują niedobory wód podziemnych, których zasoby w środkowej, stepowiejącej części kraju utrzymują się z kolei na odpowiednim poziomie;
zmiany zasobów wodnych wynikające z sezonowych i rocznych wahań intensywności obiegu wody wywołanych dużą zmiennością opadów, co wynika z przejściowego położenia Polski w strefie kontaktu kontynentalnych i oceanicznych mas powietrza.
Czynniki antropogeniczne deficytu wody:
wzrost zapotrzebowania na wodę wynikający ze wzrostu liczby ludności, rozwoju urbanizacji i podniesienia poziomu życia; gospodarka komunalna ma 20% udział w poborze wody, a głównym źródłem wody w sieci wodociągowej są wody podziemne - przeciętne zużycie w Polsce wynosi 100‑150 dmIndeks górny 33/osobę;
pobór wody przez przemysł, którego udział w zużyciu wody stanowi ok. 70% (głównie przemysł paliwowo‑energetyczny, chemiczny, celulozowo‑papierniczy, spożywczy i metalurgiczny); zapotrzebowanie jest zaspokajane głównie z zasobów wód powierzchniowych, a jedynie 7% stanowią wody podziemne i wody krążące w obiegu zamkniętym;
odwadnianie kopalni odkrywkowych i głębinowych, będące przyczyną powstania lejów depresji nierzadko o zasięgu kilkuset kmIndeks górny 22;
wykorzystanie wody w rolnictwie do produkcji roślinnej, nawadniania pól, funkcjonowania gospodarstw rolnych oraz utrzymania stawów hodowlanych, których napełnianie sięga 90% całkowitego zużycia wody w rolnictwie;
działania pośrednio i bezpośrednio związane z użytkowaniem gruntów, np. wycinanie lasów, budowa kanałów odwadniających, osuszanie bagien, wadliwie przeprowadzane melioracje odwadniające użytków zielonych i inne;
zanieczyszczenie wód, które ogranicza społeczne, ekonomiczne i środowiskowe wykorzystanie zasobów.
Gospodarcze skutki niedoboru wody
Podstawowym skutkiem braku lub obniżenia sumy opadów w stosunku do jej średniej wieloletniej jest stan suszy (atmosferycznejatmosferycznej, glebowejglebowej, hydrologicznejhydrologicznej), występujący w Polsce przeważnie w letnim półroczu. Jest to zjawisko naturalne, tym niemniej, jeśli przedłuża się ponad miarę, może stać się przyczyną wymiernych strat nie tylko w gospodarce, ale także w środowisku przyrodniczym i w życiu społecznym. Długotrwały deficyt opadów ogranicza bowiem w sposób znaczący ilość dostępnej wody i prowadzi do degradacji ekosystemów wodnych, mokradłowych i bagiennych. Może powodować spadek, a nawet zanik przepływu w ciekach, obniżenie poziomu wód w zbiornikach wodnych oraz ich wysychanie.
W Polsce susze występują stosunkowo często, a prognozy zmian klimatu wskazują, że zjawisko to będzie się nasilać. Nastąpi zwiększenie liczby okresów susz oraz wydłużenie czasu ich trwania, zmieni się także charakter opadów. Częściej będą występować opady nawalne, gwałtowne burze, bezśnieżne zimy, co ograniczy możliwość odbudowy zasobów wodnych. Niektóre symptomy tych zjawisk są już dziś widoczne. Negatywne skutki deficytu wody odbijają się na niemal wszystkich sektorach gospodarki; cierpi na tym:
rolnictwo – straty w plonach i akwakulturach, czemu towarzyszy wzrost cen żywności,
gospodarka wodna – trudności w zaopatrzeniu ludności w wodę do picia,
energetyka – niedobory wody do chłodzenia instalacji,
przemysł – brak wody dla procesów technologicznych, zwłaszcza wodochłonnych,
transport wodny – ograniczenia żeglugi,
gospodarka leśna – wysychanie i zamieranie drzewostanów, wzrost podatności na choroby, szkodniki i pożary,
turystyka – pogarszanie jakości wody w kąpieliskach, brak wody na cele bytowe, ograniczenia w naśnieżaniu stoków itp.
Obszarami w największym stopniu dotkniętymi deficytem wód i jego konsekwencjami są przede wszystkim tereny centralnej Polski (Wielkopolska, Kujawy, Ziemia Łódzka, środkowe Mazowsze i Lubelszczyzna). Pozostałe rejony największych niedoborów wody pokrywają się z terenami uprawy rolnej oraz obszarami dynamicznej urbanizacji rozwoju przemysłu, zwłaszcza paliwowo‑energetycznego i wydobywczego. Występują one m.in. na obszarze Górnego i Dolnego Śląska, w okolicach Krakowa, Łodzi i innych dużych ośrodków miejsko‑przemysłowych.
W Polsce niestety nie są prowadzone systematyczne, kompleksowe oceny i analizy negatywnych skutków deficytu wody dla gospodarki kraju. Określa się jedynie szkody dla wybranych sektorów gospodarki, zwłaszcza tych, które wymagają wypłaty odszkodowań z tytułu strat spowodowanych przez susze. Należy do nich głównie rolnictwo, w przypadku którego straty szacuje się na podstawie spadku plonów. Szacunkowo ocenia się również niekorzystne skutki suszy w leśnictwie, przyjmując za podstawę np. liczbę pożarów, usychanie drzew w młodnikach i szkółkach oraz wzrost ilości szkodników i chorób infekcyjnych drzewostanu. Nie prowadzi się natomiast szerszych analiz strat gospodarczych, wynikających z susz hydrologicznych, obejmujących np. spadek dochodów z żeglugi transportowej i turystycznej, spadek produkcji energii elektrycznej w elektrowniach wodnych itp. Niedostatek danych statystycznych nie pozwala więc na precyzyjną, ilościową ocenę wielkości strat ponoszonych przez gospodarkę narodową w wyniku pogłębiającego się deficytu wody. Wynika to częściowo z trudności w interpretacji obserwowanych zjawisk, zwłaszcza dotyczących bezpośrednich relacji przyczynowo‑skutkowych.
Niedobór wody powoduje znacznie większe szkody w gospodarce, niż wynikałoby to wyłącznie z bezpośrednich strat w postaci spadku produkcji, obniżenia sprzedaży czy utraty wartości majątku. Negatywne efekty rozprzestrzeniają się bowiem poprzez sieć powiązań finansowych i handlowych i dotyczą szerokiego kręgu interesariuszy.
Skutki dla przemysłu
Niedobór wody powoduje istotne konsekwencje dla rozwoju przemysłu, zwłaszcza w przypadku wodochłonnych jego gałęzi, do których zalicza się energetykę, przemysł chemiczny, metalurgiczny, celulozowo‑papierniczy i spożywczy. Woda jest w nich bowiem wykorzystywana wszechstronnie – bezpośrednio w procesach produkcyjnych, ale także jako chłodziwo lub nośnik ciepła, w procesach fermentacji czy ekstrakcji, do mycia instalacji, a także jako surowiec bazowy dla wielu produktów końcowych.
Warto zwrócić uwagę, że duże zakłady przemysłowe związane z wymienionymi gałęziami przemysłu powstają z reguły nad dużymi rzekami lub w ich bezpośrednim sąsiedztwie, co świadczy o podstawowym znaczeniu wody jako czynnika lokalizacji. Niedobór wody może więc stać się więc barierą ograniczającą produkcję przemysłową, w tym także wytwarzanie energii elektrycznej przez elektrownie wodne. Przykładem może być elektrownia wodna we Włocławku, w której w pewnym momencie na sześć znajdujących się tam turbin działały tylko dwie. Kolejny przykład to dwie, należące do największych w kraju, elektrownie konwencjonalne: Połaniec i Kozienice, które także nie mogły korzystać z pełnej mocy. Przyczyną był zbyt niski poziom wody w Wiśle. W efekcie konieczne było zastosowanie tzw. stopni zasilania, czyli ograniczeń w dostawach energii.
Z drugiej jednak strony niedobór wody może mieć także aspekt pozytywny, wymusza bowiem stosowanie nowoczesnych, choć jednocześnie bardzo kosztownych technologii, bazujących na obiegu zamkniętym, i opracowywania planów optymalizacji gospodarki wodno‑ściekowej. Aby jednak zakład mógł powtórnie wykorzystać wodę zużytą w procesie produkcyjnym, musi posiadać nowoczesną, przemysłową oczyszczalnię ścieków.
Z kolei przemysł wydobywczy wskutek intensywnego odwadniania wyrobisk przyczynia się do powstania leja depresyjnego na terenie otaczającym kopalnię odkrywkową lub głębinową, którego powierzchnia sięgać może setek kmIndeks górny 22 (np. lej depresji odkrywkowej kopalni węgla brunatnego w Bełchatowie - 450 kmIndeks górny 22, kopalni Mąkoszyn‑Grochowiska - 390 kmIndeks górny 22). Szacuje się, że wykopy o głębokości dochodzącej do 100 m powodują obniżenie zwierciadła wód podziemnych w promieniu 10‑15 km. W dodatku lej depresji wyrobiska może rozwinąć się w kilku poziomach wodonośnych.
Do najważniejszych skutków tego zjawiska należy:
obniżenie poziomu wody w studniach położonych w bezpośrednim otoczeniu wyrobiska, a nawet ich wysychanie,
zwiększenia przepływu w rzekach i zmiany jakości wód spowodowane dopływem często zanieczyszczonych wód kopalnianych,
zmniejszenia zasobów dyspozycyjnych wód.
Obniżenie poziomu wód podziemnych zwiększa energochłonność ujęć wody lub powoduje konieczności ich modernizacji. Ponadto zmiana warunków hydrologicznych może powodować degradację szaty roślinnej, utratę bioróżnorodności, stopniową przemianę łąk i pastwisk w zbiorowiska trawiaste, podobne do roślinności stepowej, lepiej dostosowane do obniżonej wilgotności gleb (proces stepowienia), ustępowania flory i fauny siedlisk hydrogenicznych itp., prowadząc zazwyczaj do zmniejszenia ich wartości przyrodniczej i gospodarczej.
przy produkcji jednego samochodu zużywa się 379 000 litrów wody,
do wyprodukowania bochenka chleba trzeba zużyć 462 litry wody,
do produkcji 1 litra soku pomarańczowego potrzeba 50 litrów wody,
do wyprodukowania 2,2 kg wołowiny potrzeba 9500 litrów wody,
wyprodukowanie 1 kg papieru wymaga ok. 250 litrów wody,
do wyprodukowania 1 litra piwa potrzeba 8 litrów wody,
wyprodukowanie 1 kg stali wymaga ok. 300 l wody,
wyprodukowanie 1 kg nawozów azotowych - 600 l wody,
rafinacja 1 tony ropy naftowej - 15 000 l wody,
do wyprodukowania 1 kg ziaren pszenicy potrzeba 1000 litrów wody, a ryżu - prawie 3 razy tyle.
Skutki dla gospodarki komunalnej
Niedobór wody powoduje także znaczące konsekwencje dla gospodarki komunalnej, zdrowia publicznego i jakości życia. Wynikają one m.in. z ograniczonego zasilania ujęć wód przeznaczonych do zaopatrzenia ludności.
Odczuwamy je już dzisiaj, zwłaszcza w sezonie letnim, kiedy coraz częściej w wielu miastach i gminach wprowadzane jest racjonowanie wody i zakaz jej wykorzystywania do innych celów niż bytowe. Polskie miasta nie dotknęła na szczęście jeszcze katastrofa na miarę Kapsztadu, jednak brak wody, który wystąpił latem 2019 roku w Skierniewicach i 350 innych miastach i gminach, dotkliwie uświadomił władzom i mieszkańcom skalę problemu. Władze miast wprowadziły zakazy podlewania przydomowych ogrodów i trawników wodą z wodociągów, stosowania kurtyn wodnych, mycia samochodów, korzystania z basenów miejskich i inne ograniczenia w korzystaniu z wody z wodociągów. Codzienne czynności – umycie naczyń, zrobienie prania, kąpiel – stały się dla mieszkańców bardziej uciążliwe.
Przerwy w dostawie wody stwarzają także istotne zagrożenie sanitarne i epidemiczne. W takich warunkach pojawia się konieczność dostarczania wody w cysternach i zbiornikach. Tymczasem znaczna część wody dostarczana wraz z opadem na teren miasta marnuje się, szybko bowiem odpływa siecią kanalizacyjną. Konieczna jest zatem w miastach retencja wody opadowej, którą można przeznaczyć do celów komunalnych, z wykluczeniem zastosowań bytowych.
Skutki dla rolnictwa
Niedobór wody stwarza poważne zagrożenie dla rolnictwa i gospodarki leśnej, tym bardziej, że wpływ utrzymującej się suszy na rośliny i wysokość plonów niestety nie zawsze jest odwracalny, gdy nadejdą opady. Warto dodać, że opady nawalne występujące coraz częściej w okresie wegetacyjnym, nie nawadniają gleby w dostatecznym stopniu, zasilają ją bowiem na głębokość zaledwie kilku centymetrów, natomiast większość wody spływa po powierzchni terenu.
Niedobór wody wpływa na wiele obszarów działalności rolniczej. Nie tylko oddziałuje bezpośrednio na obniżenie produkcji biomasy roślin uprawnych, ale generuje straty finansowe dla gospodarstw, wynikające ze spadku plonów i ich gorszej jakości, powoduje obniżenie produkcji paszy dla zwierząt, a w konsekwencji stwarza problemy z wywiązywaniem się z umów kontraktacyjnych. Susza zwiększa także ryzyko pojawienia się chorób i szkodników oraz obniża skuteczność niektórych zabiegów agrochemicznych (nawożenia, chemicznej i biologicznej ochrony roślin). W wielu przypadkach konieczne staje się nawadnianie pól, generujące dodatkowe koszty zakupu aparatury, wiercenia studni głębinowych lub zakładania deszczowni.
Spośród roślin rolniczych szczególnie narażone na wiosenną suszę, spowodowaną bezśnieżnymi zimami i brakiem odpowiedniego zapasu wody w glebie, są uprawy jare (zboża, ziemniaki, buraki i kukurydza), które wschodzą z opóźnieniem i nierównomiernie. Niskie plony oznaczają mniejszą podaż surowców rolno‑ogrodniczych na rynku i wyższe ich ceny, co pociąga za sobą wzrost kosztów przetwórstwa i wyższe ceny rynkowe produktów, a to bezpośrednio odbija się na budżetach domowych konsumentów. W warunkach suszy glebowej rosną też ceny materiału siewnego, którego produkcja jest uzależniona od odpowiednego nawodnienia gleb.
W 2024 roku straty w rolnictwie spowodowane suszą ponownie były znaczące. Rząd przeznaczył na pomoc dla poszkodowanych rolników łącznie 600 mln zł, z czego 350 mln zł bezpośrednio na rekompensaty za szkody suszowe. Zbiory owoców z krzewów owocowych i plantacji jagodowych wyniosły 481,7 tys. ton, co oznacza spadek o 14,9% względem roku poprzedniego czyli 2023. W przypadku niektórych gatunków, jak maliny czy porzeczki, spadki przekroczyły 20%. Stan suszy glebowej jest na bieżąco kontrolowany przez System Monitoringu Suszy Rolniczej, prowadzony przez Instytut Uprawy, Nawożenia i Gleboznawstwa. Dane uzyskane w ramach systemu wskazują, że powtarzające się stany suszy wywołują aktualnie spadek całkowitej produkcji roślinnej o ok. 7%, ale przy braku działań zapobiegawczych może się on zwiększyć nawet do 25%. Powierzchnia gruntów wyłączonych z użytkowania ze względu na spadek możliwości produkcyjnych (do czego przyczynia się m.in. erozja wietrzna powodująca wywiewanie próchnicy) może wzrosnąć o 50% w stosunku do stanu obecnego. Warto zauważyć, że najbardziej podatne na suszę i zagrożone erozją są regiony położone w centralnej Polsce (Wielkopolska, Kujawy, Mazowsze), w których użytkowanie rolnicze ma podstawowy udział w ich rozwoju gospodarczym.
Długotrwałe przesuszenie gleb jest także przyczyną stepowieniastepowienia krajobrazu, czyli stopniowej przemiany łąk, pastwisk i zarośli w zbiorowiska trawiaste, lepiej dostosowane do obniżonej wilgotności podłoża. Szacuje się, że w chwili obecnej stepowieniem dotknięte jest ok. 20% kraju, przede wszystkim obszar Wielkopolski, ale także Kujawy i Pomorze. Prowadzi ono do stopniowej degradacji gleb, utraty przez nie walorów rolniczych, a w konsekwencji spadku plonów.
Przy przedłużającym się deficycie wody pojawia się także konkurencja między jej użytkownikami. Zwiększone nawadnianie pól i ogrodów może ograniczać dostępność wody do celów hodowlanych, komunalnych, małej hydroenergetyki, turystyki itp. Obniżenie przepływu w rzekach przekłada się na zły stan ekosystemów wodnych, w tym wzrost koncentracji zanieczyszczeń w rzekach, stawach i jeziorach. To z kolei wpływa na wyniki gospodarki rybackiej.
Skutki dla gospodarki leśnej
Niedobór wody powoduje m.in. zmiany składu gatunkowego drzewostanów, co odbija się na ich wartości użytkowej. W lasach następuje np. pinetyzacja grądów, czyli zwiększanie udziału sosny w drzewostanach iglastych, grądowienie łęgów czy zamieranie jesionu, dębu i olszy. Wskutek niedoboru wody występuje także osłabianie, a nawet uszkodzenie całych drzewostanów, zwłaszcza monokulturowych, wzmożona utrata liści (defoliacja) oraz zwiększa się podatność drzew na inwazję chorób grzybowych i owadów. Dotyczy to zwłaszcza drzew starszych, których drewno jest cennym surowcem, znajdującym zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Skoro drzewostany nie osiągają optymalnego do eksploatacji wieku, muszą być użytkowane wcześniej. W ten sposób pozyskuje się jednak drewno o obniżonej jakości, co generuje znaczne straty finansowe ze sprzedaży surowca i koszty związane z nowymi nasadzeniami niezbędnymi do regeneracji drzewostanu. Długotrwała susza zwiększa także ryzyko pożarów. Najbardziej wrażliwe na niedobór wody są gatunki drzew o płytkim systemie korzeniowym, niedostosowane do ciepłego i suchego klimatu. Należy do nich np. świerk, masowo atakowany w okresie suszy przez kornika drukarza.
