Czy Polska ma skąpe zasoby wodne?

Transkrypt

1 Uniwersyteckie Centrum Badań Nad Środowiskiem Przyrodniczym i Zrównoważonym Rozwojem Wybrane zagadnienia z ekologii i ochrony środowiska Zrównoważony rozwój w teorii i praktyce Czy Polska ma skąpe zasoby wodne? Woda w Celach Zrównoważonego Rozwoju Artur Magnuszewski WGSR UW

2 Lwowicz (1979) zasoby wodne rozumie jako wody nadające się do wykorzystania: "wszystkie wody kuli ziemskiej (rzeczne, jeziorne, morskie, podziemne, glebowe, lód lodowców górskich i polarnych, para wodna w atmosferze) z wyjątkiem wody związanej wchodzącej w skład minerałów i biomasy" Za podstawową składową zasobów Lwowicz uważa jednak tzw. stały odpływ rzeczny

3 Mikulski Gospodarka wodna (1998): pojęcie "zasoby wodne" nie posiada jednoznacznie zdefiniowanego znaczenia, a w literaturze międzynarodowej funkcjonują dwa pojęcia: - "zapasy wody" (water-reserves, Wasserumsatz) - to całkowita ilość wody krążąca w środowisku na danym obszarze - "zasoby wodne" (water resources, Wasservorkommen) - to corocznie odnawialna ilość wody

4 Kaczmarek (1978): zasoby wodne to objętość wody "wytwarzana na danym terenie w określonym czasie w wyniku procesów atmosferycznych". Część z nich wraca do atmosfery w procesie parowania, a pozostała część zasila rzeki, jeziora i zbiorniki wód podziemnych, które to wody traktuje się jako zasoby wodne kraju. Ocena zasobów wodnych w zlewni wymaga identyfikacji podstawowych rodzajów tych zasobów. W nawiązaniu do definicji zasobów wodnych, w obrębie zlewni wyróżnia się: zasoby wód opadowych, zasoby wód powierzchniowych oraz zasoby wód podziemnych objęte rocznym cyklem hydrologicznym (Chełmicki 2001).

5 Międzynarodowy słownik hydrologiczny (1991) zasoby wodne to "wody dostępne lub te, które mogą być dostępne do wykorzystania w regionie, w oznaczonej ilości i jakości, w ciągu danego okresu, przy określonych potrzebach". Zlewnia stanowi fizyczny system otwarty, w którym wiele przebiegających procesów generowanych jest przez impulsy i czynniki zewnętrzne (Ozga- Zielińska, Brzeziński 1997). Jednym z nich jest opad, który ulega transformacji w odpływ.

6 Zasoby dyspozycyjne przepływ który może być wykorzystany bez naruszenia równowagi biologicznej wód i ich jakości. Jest różnicą między zasobami wodnymi brutto (odpływ średni roczny) a zasobami nienaruszalnymi. W Polsce najbardziej rozpowszechnione rozumienie przepływu nienaruszalnego Qn zakłada, iż jest nim ilość wody, która powinna być utrzymywana jako minimum w danym przekroju poprzecznym rzeki (Kostrzewa 1977).

7 Voyager 1's view of Earth from a distance of about 6.4 billion km (

8 Duxbury A.C., Duxbury A.B., Sverdrup K.A., 2002 W korytach rzecznych znajduje się tylko ok. 0,06% ogólnych zasobów wód słodkich.

9

10 P = E + H P opad atmosferyczny E ewapotranspiracja H dopływ rzeczny Schemat rozdziału opadów na wodę zieloną i niebieską (Mioduszewski, 2008)

11 P E H

12 Q=f(z) [m 3 /s] q = Q / A [dm 3 /s km 2 ] V = Q * t [m 3 ] H = V / A [mm]

13 (GUS, 2016)

14 Bilans wodny Nida Gabinianka P E0 AET H ds.

15 Roczna suma opadu European Environmental Agency

16 Roczna suma ewapotranspiracji

17 Roczna suma odpływu

18 Różnica bilansowa P-E suma opadu P-E Eurostat Bosnia and Herzegovina Turkey Serbia Albania Former Yugoslav Republic of Macedonia, the Montenegro Switzerland Norway Liechtenstein Iceland United Kingdom Sweden Finland Slovakia Slovenia Romania Portugal Poland Austria Netherlands Malta Hungary Luxembourg Lithuania Latvia Cyprus Italy Croatia France Spain Greece Ireland Estonia Germany Denmark Czech Republic Bulgaria

19 Średnioroczne zasoby wód powierzchniowych w Polsce na podstawie bilansu średniego odpływu z wielolecia r. dorzecze Odry ,9 hm 3-30 % dorzecze Wisły ,9 hm 3-55 % dorzecza pozostałe ,8 hm 3-15 % POLSKA ,6 hm % Suma pojemności całkowitej zbiorników retencyjnych dorzecze Odry ,8 hm 3-30 % dorzecze Wisły ,1 hm 3-68 % dorzecza pozostałe - 66,3 hm 3-2 % POLSKA ,2 hm % Istniejące w Polsce zbiorniki retencyjne umożliwiają to wyrównanie odpływu w granicach ok. 5,6%. Wyrównanie odpływu przez zbiorniki w poszczególnych dorzeczach dorzecze Odry - 5,7 % dorzecze Wisły - 7,0 % pozostałe dorzecza - 1,0 % Ocenia się, że dyspozycyjne zasoby wód powierzchniowych wynoszą 24,4 km3 [Stan..., 1996], Na podobną wielkość szacowane są eksploatacyjne zasoby wód podziemnych i wynoszą one ok. 16 km3 [Strategia..., 2005].

20 Wskaźnik dostępności do wód powierzchniowych Objętość wód powierzchniowych (objętość odpływu rzecznego) przypadająca na jednego mieszkańca w okresie rocznym (Falkenmark, 2005; Kowalczak, 2007). Jest to wskaźnik charakteryzujący dostępność do wód powierzchniowych" poszczególnych krajów, lub też wskaźnik zagrożenia brakiem wody. Ocena dostępności do wody" nie uwzględnia potrzeb poboru wody do nawodnień rolniczych. Na świecie ponad 70% poborów wody zużywa rolnictwo - w Polsce poniżej 5%. Wskaźnik nie uwzględnia zmienności czasowej (rocznej) i przestrzennej zasobów wodnych, jak również warunków klimatycznych, rzeczywistego zapotrzebowania na wodę, rozwoju gospodarczego itp.

21 FAO przyjęło, że kraje dysponujące zasobami wód powierzchniowych poniżej 1000 m 3 /rok/osobę są krajami o skrajnie małych zasobach wody (chroniczny brak wody), a kraje o zasobach w granicach to kraje o bardzo małych zasobach. Do krajów o bardzo małych zasobach wodnych i zagrożonych deficytem, zaliczana jest wg tej klasyfikacji Polska, pomimo że nawodnienia nie stanowią podstawy produkcji żywności. W Polsce nawadnia się nie więcej jak 0,5% powierzchni gruntów rolnych (głównie sady i rośliny ogrodnicze), podczas gdy w Niemcy, Belgia, Anglia (kraje o większych opadach i lepszych glebach) nawodnienia są prowadzone na 3-5% powierzchni gruntów rolnych (Ochrona..., 2006).

22

23 (GUS, 2016) Wskaźnik dostępności do wód powierzchniowych

24 (GUS, 2016)

25 Największą ilość wody, z jezior i rzek, pobierają zakłady przemysłowe, głównie elektrociepłownie wykorzystujące ją w procesach chłodzenia. Z tego powodu w skali naszego kraju najwięcej wody zużywa Konin (1 700 hm³) i Połaniec (1 200 hm³) gdzie zlokalizowane są duże elektrociepłownie, a Warszawa zajmuje dopiero piąte miejsce ze zużyciem wody na poziomie 250 hm³/rok (Chełmicki, 2001) 1800 [hm 3 ] Konin Połaniec Ostrołęka Skawina Warszawa Zużycie wody z ujęć powierzchniowych w wybranych miastach Polski w 2001 (wg Chełmickiego, 2001, uzupełnione)

26 Racjonalne jednostkowe zużycie wody w gospodarstwie domowym Rodzaj zużycia wody Jednostkowe zużycie wody [l/mieszkańca/dobę] 1. Spłukiwanie miski ustępowej 17,5 2. Kąpiel 50,0 3. Pranie 8,0 4. Zmywanie naczyń 10,0 5. Picie, gotowanie 5,0 6. Sprzątanie pomieszczeń 5,0 7. Mycie podstawowe 4,0 8. Potrzeby zewnętrzne 11,0 9. Inne cele 3,0 Klugiewicz i Pasel, 2005 Razem 113,5

27 Do połowy lat 80. ilość wody pobieranej na cele przemysłu i gospodarstw domowych znacznie wzrastała. Z tego powodu przedsiębiorstwa wodociągowe nie nadążały z dostawą wody i często występowały jej deficyty. Główną przyczyną wzrostu jednostkowego zużycia wody w miastach był wzrostu liczby ludności korzystającej z wodociągu. W tym czasie straty spowodowane nieszczelnymi instalacjami (głównie przecieki w spłuczkach ustępowych) stanowiły nawet 50% całkowitego zużycia wody w gospodarstwach domowych. Także wadliwe działanie instalacji cieplnej (konieczność spuszczenia dużej ilości wody zanim uzyska się wodę o odpowiedniej temperaturze) zwiększało potrzeby wodne mieszkańców. Szybki rozwój ciepłownictwa był kolejną przyczyną powodującą wzrost zapotrzebowania na wodę (w 1960 r. ok lokali mieszkalnych było ogrzewanych centralnie a w 1990 r. już ok ).

28 Wyposażenie mieszkań w: Rok wodociąg [% ogółu mieszkań] ustęp [% ogółu mieszkań] łazienkę [% ogółu mieszkań] ,3 25,7 14, ,4 35,6 26, ,2 55,5 48, ,8 74,5 71, ,3 86,0 83, ,1 89,1 86,9 Klugiewicz i Pasel, 2005

29 Kolejną przyczyną dużego zużycia wody był nieracjonalny system opłat za wodę. Przez 1990 r. opłaty za wodę były zryczałtowane i uzależnione jedynie od wielkości mieszkania, a nie od faktycznej ilości zużytej wody. Taki system opłat nie stwarzał motywacji do oszczędzania wody ani do usprawniania działania instalacji wodociągowej. Przedsiębiorstwa wodociągowe nie były zainteresowane ograniczaniem strat ponieważ, większa produkcja wody, dotowanej przez państwo, przynosiła większe zyski przedsiębiorstwom. W związku ze spadkiem przyrostu ludności w Polsce (a zwłaszcza w miastach), dalszy wzrost liczby osób korzystających z wodociągu został zatrzymany. Tempo rozwoju ciepłownictwa uległo znacznemu spowolnieniu, a standard wyposażenia mieszkań w instalacje kanalizacyjne i wodociągowe osiągnął wysoki poziom.

30 Po 1990 r. nadzór nad systemami wodociągowymi i kanalizacyjnymi został przekazany gminom, które wprowadziły zmiany w zasadach ustalania opłat. Podstawowym celem gmin było dostosowanie cen za usługi wodociągowe do rzeczywistych kosztów eksploatacji. Takie postępowanie doprowadziło do znacznych podwyżek cen za dostarczanie wody i odprowadzanie ścieków. Podwyżki w bezpośredni sposób wpłynęły na ograniczenie marnotrawstwa wody. Nowoczesne materiały instalacyjne i armatura wodociągowa są dużo bardziej niezawodne i ekonomiczne, a instalowanie ich, zarówno w mieszkaniach nowych jak i remontowanych, ogranicza a nawet eliminuje straty wody wywołane nieszczelnością instalacji domowych.

31 Cena [zł/m 3 ] 1,8 1,6 1,4 1,2 0,8 1 0,6 0,4 0,2 0 sie-93 lut-94 sie-94 lut-95 sie-95 lut-96 sie-96 lut-97 sie-97 Data Cena za odprowadzanie i oczyszczanie ścieków lut-98 sie-98 lut-99 sie-99 lut-00 sie-00 lut-01 Cena zimnej wody Dynamika wzrostu cen zimnej wody i za odprowadzanie ścieków z gospodarstw domowych w Bydgoszczy (wg Klugiewicza i Pasela, 2005)

32 Zużycie wody i stopień wyposażenia mieszkań w wodomierze w budynkach wielorodzinnych w Bydgoszczy w roku 1993 i 2001 (wg Klugiewicza i Pasela, 2005) Adres budynku Zużycie wody w roku Różnica zużycia wody Stopień wyposażenia w wodomierze Przyrost wodomierzy l/mieszk./doba % l/mieszk./doba % Xawerego Dunikowskiego 1 Xawerego Dunikowskiego 3 Xawerego Dunikowskiego 5 Xawerego Dunikowskiego 7 Xawerego Dunikowskiego 9 193,3 111,7 42,2 1,0 92,0 91,0 207,2 118,5 42,8 5,0 88,0 83,5 189,9 81,4 57,1 2,0 100,0 98,0 181,2 115,6 36,2 4,0 90,0 86,0 178,6 100,1 44,0 1,0 95,0 94,0

33 Zużycie wody w gospodarstwach domowych krajów Unii Europejskiej (wg Dąbrowskiego, 2000) Kraj Zużycie wody [litr/mieszkańca/dzień] Dynamika zmian rocznych w % w okresie Belgia 116 0,2 Dania 175-0,7 Niemcy 144-0,7 Hiszpania Francja 161 2,7 Włochy 214-0,1 Luksemburg 183 0,5 Holandia 173 1,6 Austria 215 0,2 Finlandia 150 0,5 Szwecja 195-0,7 Wielka Brytania 161 0,2

34 Water Exploitation Index (WEI) Do celów bilansowych ważniejsza jest ocena bezzwrotnych poborów, a nie rzeczywistych. Wody pobierane do celów komunalnych i przemysłowych w większości wypadków są odprowadzane do rzeki w postaci mniej lub bardziej oczyszczonych ścieków; natomiast wody pobrane przez rolnictwo są zużywane w procesie ewapotranspiracji i zamieniane w parę wodną. Odpływ 62 km 3 Pobór 10,5 km 3 (2015 r.) Udział poboru wody w odpływie water exploitation index (WEI) = 17 %

35 WEI Eurostat

36 The water exploitation index (WEI), or withdrawal ratio, in a country is defined as the mean annual total abstraction of fresh water divided by the long-term average freshwater resources. It describes how the total water abstraction puts pressure on water resources. Thus it identifies those countries having high abstraction in relation to their resources and therefore are prone to suffer problems of water stress.

37 Projekt KLIMADA Opracowanie i wdrożenie strategicznego planu adaptacji dla sektorów i obszarów wrażliwych na zmiany klimatu Przebiegi uśrednionych wartości temperatury powietrza oraz opadu w Polsce w lecie i zimie dla okresu w środkowej Polsce (rejon Łodzi). Tendencja temperatury jest wyraźnie rosnąca. Dla opadu tendencje nie są wyraźne, jakkolwiek można zauważyć zmniejszenie opadu latem i niewielki wzrost zimą.

38

39

40 Udział ludności korzystającej z oczyszczalni ścieków wśród ludności ogółem wzrósł z 60% w 2005 r. do 73% w 2015 r., przy czym w miastach wzrósł odpowiednio z 85% do 95%, zaś na wsi z 20% do 40%. Z oczyszczalni mechanicznych korzystało w 2015 r. tylko 0,1% ludności (w 2005 r. 2,1%), natomiast obiekty typu biologicznego obsługiwały 14% ludności kraju (spadek o 7% w porównaniu do 2005 r.), a o podwyższonym usuwaniu biogenów 59% (w 2005 r. 37%, w 2014 r. 58%). Spośród krajów UE udział ludności obsługiwanej przez oczyszczalnie ścieków na poziomie 100% notowany jest aż w 9 krajach (Dania, Niemcy, Francja, Łotwa, Luksemburg, Holandia, Austria, Finlandia, Szwecja). Najmniejszy odsetek ludności obsługiwanej przez oczyszczalnie ścieków jest na Słowacji (35 %) oraz w Rumunii (49%).

41

42

43 Zasoby wodne Polski przy obecnym użytkowaniu są wystarczające do pokrycia potrzeb wszystkich użytkowników. Mogą występować lokalne niedobory wody w rolnictwie, zwłaszcza w obliczu zmian klimatu i konieczności wprowadzenia nawodnień. Nie ma obaw co do braku wody do zaopatrzenia ludności w wodę pitną oraz wodę dla przemysłu. Całkowite zrównoważenie gospodarki wodno-ściekowej na wsi nie zostanie osiągnie, ze względu na ograniczenia ekonomiczne. Dużą rolę odgrywać będą metody ograniczania rozproszonych źródeł zanieczyszczeń. Jednym z podstawowych działań dla poprawy bilansu wodnego powinno być zwiększanie zdolności retencyjnej zlewni, m.in. poprzez realizację programów małej retencji.