POLSKA AKADEMIA NAUK INSTYTUT GEOGRAFII i PRZESTRZENNEGO ZAGOSPODAROWANIA im. Stanis awa Leszczyckiego DOKUMENTACJA GEOGRAFICZNA nr 32 IDEE I PRAKTYCZNY UNIWERSALIZM GEOGRAFII GEOGRAFIA FIZYCZNA Redakcja Piotr Gierszewski Miros aw T. Karasiewicz WARSZAWA 2006
Obiekty hydrotechniczne w rejonie Bydgoskiego Węzła Wodnego i ich wpływ na zagrożenie powodziowe miasta Marcin Gorączko Katedra Inżynierii Sanitarnej i Wodnej, Akademia Techniczno-Rolnicza, Bydgoszcz 1. Wprowadzenie Bydgoski Węzeł Wodny powstał w drugiej połowie XVIII w., kiedy dzięki budowie Kanału Bydgoskiego możliwa w tym rejonie stała się żegluga pomiędzy dorzeczem Odry i Wisły (Jankowski 1975). Według aktualnej nomenklatury dróg wodnych w węźle tym przecinają się dwa międzynarodowe szlaki E 70 i E 40. W rzeczywistości znaczenie Bydgoskiego Węzła Wodnego nawet w krajowej sieci transportowej zostało ostatnio zupełnie zmarginalizowane, a dzisiejsze przewozy towarów są najmniejsze w historii eksploatacji węzła. W perspektywie najbliższych lat nie należy spodziewać się istotnych postępów w tym zakresie, na co niewątpliwie główny wpływ ma zła kondycja żeglugi śródlądowej w całym kraju. Specyfiką opisywanego obszaru jest duża ilość obiektów hydrotechnicznych, budowanych głównie na przestrzeni ostatnich 230 lat (Gorączko 2003). Z uwagi na wielokrotnie pojawiające się w przeszłości w tym rejonie wysokie wezbrania, przynoszące znaczne szkody gospodarcze, dokonano analizy zakresu przeprowadzonych dotychczas prac hydrotechnicznych oraz ich oceny pod kątem wpływu na stan zagrożenia powodziowego na obszarze miasta. 2. Powodzie w rejonie Bydgoszczy przyczyny, przebieg i zasięg Obszar znajdujący się obecnie w granicach administracyjnych Bydgoszczy w przeszłości był wielokrotnie nawiedzany przez powodzie. Szczególnie często pustoszone były w czasie wezbrań tereny dawnych wsi Łęgnowo, Otorowo, Łoskoń i Pałcz, co obiektywnie należy uznać za naturalne zjawisko przyrodnicze zostały one po prostu ulokowane na terasie zalewowej Wisły, a więc w obrębie jej łożyska. Jak wynika z analizy ponad stuletnich ciągów obserwacyjnych na dolnej Wiśle zaznacza się wyraźna przewaga powodzi zimowych, w tym zwłaszcza powodzi zatorowych, spowodowanych zablokowaniem odpływu wód wiślanych przez nagromadzoną krę lub śryż (Grześ 1991; Grześ, Pawłowski 2005). W porównaniu ze skłonną do wylewów Wisłą, Brdę nawet bez ingerencji człowieka, cechowała duża regularność przepływów w prawie całym jej biegu. Nie dotyczyło to jedynie końcowego odcinka rzeki, począwszy od miejsca, w którym wpływa ona do Kotliny Toruńskiej. Wystąpienie wysokich stanów na Wiśle w rejonie Bydgoszczy zwykle przekładało się na podniesienie poziomu wody na Brdzie w wyniku cofki. Jej zasięg przeważnie obejmował ujście Brdy, jednak w niekorzystnych warunkach (wysokie i długotrwałe wezbranie na Wiśle), sięgał kilkanaście kilometrów w głąb doliny Brdy, docierając do najstarszej części miasta. Na opisywanym obszarze największe powodzie wystąpiły w wyniku zatorów na Wiśle w 1854, w 1888 (ekstremum obserwacyjne dla centralnej części Bydgoszczy), w 1889 (ekstremum obserwacyjne w Brdyujściu), w 1924, w 1931, w 1937 i w 1947 roku (Gorączko 2005). Oprócz bezpośredniej przyczyny, powodzie te łączy ze sobą także niekorzystny splot zjawisk meteorologicznych na obszarze kraju gwałtowne ocieplenie w południowej i środkowej części dorzecza Wisły przy nadal utrzymujących się silnych mrozach w zlewni dolnej Wisły. Na tym tle za specyficzną należy uznać powódź przyniesioną przez lipcowe wezbranie w 1934 roku. Jej zasięg w obrębie miasta był znaczny, zbliżony do powodzi z 1924 roku. 81
3. Prace hydrotechniczne i ich wpływ na stan zagrożenia miasta Kanał Bydgoski wybudowany w latach 1772-1774, a następnie wielokrotnie modernizowany, należy traktować jako jeden z większych dopływów Brdy. Oznacza to, że mimo dużych możliwości regulacji (obecnie pięć śluz) przepływem w czasie wezbrań, zwłaszcza wiosennych, kiedy w zlewni kanału duże ilości wody były retencjonowane w gruncie i pokrywie śnieżnej, przebieg roztopów może mieć niekorzystny wpływ na podniesienie stanów wody na Brdzie miejskiej. W czasach, kiedy Kanał Bydgoski był intensywnie wykorzystywaną drogą wodną, źle połączone tratwy i barki zagrażały położonej poniżej ujścia Kanału, śluzie miejskiej podstawowym obiekcie hydrotechnicznym różnicującym poziomy wody w centralnej części miasta (ryc. 1). Ryc. 1. Bydgoski Węzeł Wodny BK i BK 2 Kanał Bydgoski, BK 1 dawny odcinek Kanału, B 1 Zbiornik Smukła, B 2 Brda, B 3 i B 3b Brda skanalizowana, B 3a dawne ujście Brdy, P basen portowy. A Stopień wodny (1. Koronowo, 2. Tryszczyn, 3. Smukała, 4. Opławiec projektowany, 5. Wyspa Młyńska -Kanał ulgi, 6. Wyspa Młyńska- Międzywodzie projektowany, 7. Wyspa Młyńska jaz farny, 8. Czersko Polskie brama wodna, 9. Jaz Czersko Polskie); B Śluza (1. Osowa Góra, 2. Prądy, 3. Czyżkówko, 4. Okole, 5. Miejska, 6. Czersko Polskie, 7. Brdyujście), C Wał przeciwpowodziowy (1. Łęgowo Otorowo, 2. Łoskoń Pałcz); D Komunalna oczyszczalnia ścieków; E Elektrownia wodna. Niewątpliwie największe znaczenie dla kształtowania stanów wody na Brdzie miało wybudowanie szeregu stopni wodnych. Głównym celem takiej zabudowy hydrotechnicznej było usprawnienie żeglugi oraz wykorzystanie energii wodnej, a nie wyeliminowania zagrożenia powodziowego w mieście. Budowa stopni wodnych Brdy przebiegało w kilku etapach. Pierwszy powstał w rejonie obecnej śluzy miejskiej, najprawdopodobniej jeszcze w średniowieczu. W XVII istniały już jazy w obrębie tzw. Wyspy Młyńskiej, natomiast najszerszy zakres miały prace podjęte w drugiej połowie XIX wieku, kontynuowane jeszcze w pierwszej dekadzie wieku następnego. Zaliczyć do nich należy przebudowę śluzy miejskiej, budowę śluzy na Kapuściskach (obecnie nie istniejącej), śluzy Brdyujście, jazu w Czersku Polskim oraz wytyczenie nowego ujścia Brdy do Wisły. Brda została znacznie podpiętrzona, w efekcie czego, współcześnie 82
zwierciadło wody na Brdzie średnio wznosi się około 3,5 metra ponad wody Wisły. Na skutek tego, a także lokalizacji szeregu basenów portowych zalane zostały w sposób trwały najniżej położone tereny w ujściu Brdy i jako takie najbardziej narażone w trakcie niewielkich nawet wezbrań. Dalszą stabilizację stanów wody na Brdzie przyniosła lokalizacja trzech elektrowni wodnych, w Tryszczynie, Smukale i Koronowie, przy czym ostatni z wymienionych obiektów pełni tutaj zdecydowanie pierwszoplanową rolę ze względu na duże możliwości retencjonowania wody, wynikające ze znacznej pojemności Zalewu Koronowskiego (80,6 mln m 3, przy średnim dopływie przekraczającym 22 m 3 /s). Jedynym niekorzystnym aspektem tych prac z punktu widzenia ochrony przeciwpowodziowej miasta jest zwiększenie liczby przeszkód dla pochodu lodów, co ujawniło się w lutym bieżącego roku, kiedy na skutek zamarznięcia jazu farnego istniała realna groźba podtopienia Wyspy Młyńskiej. Pierwsze prace regulacyjne na Wiśle w rejonie dzisiejszej Bydgoszczy zostały podjęte w połowie XIX wieku, największe zaś nasilenie uzyskały w okresie od lat 70. XIX wieku do pierwszej dekady XX wieku. Jednym z celów, jakie zamierzano wówczas osiągnąć było zmniejszenie zagrożenia powodziowego na terenach nadwiślanych, głównie poprzez udrożnienie koryta rzeki. Do najbardziej istotnych zmian hydrograficznych należy zaliczyć likwidację kilku dużych wysp na Wiśle występujących na północ od Fordonu (Gorączko 2001 a, 2001 b). Występowanie powodzi na tym odcinku w późniejszym okresie, dowodzi, że poprzez prace regulacyjne nie udało się w zadowalającym stopniu zmniejszyć zagrożenia powodziowego. W rejonie miasta nadal występują groźne miejsca zatorogenne (na wysokości Łęgnowa i Fordonu). Nie udało się także utrzymać zakładanej w projekcie bezpiecznej głębokości koryta Wisły uregulowanej, ponieważ nie doceniono skutków wzrostu depozycji rumowiska rzecznego w dorzeczu Wisły. Na opisywanym obszarze obwałowania towarzyszą w zasadzie tylko Wiśle. W dolinie Brdy, wąskiej i głęboko wciętej, gdzie zabudowa już od dawna wkroczyła na tereny nadrzeczne, możliwości biernej ochrony przeciwpowodziowej są bez porównania bardziej ograniczone, a często nieopłacalne. Od początku XX wieku wał o długości blisko 8 km chroni tereny zalewowe w rejonie Łęgowa i Otorowa o powierzchni 890 ha. Dodatkowo od II wojny światowej na terenie zawala funkcjonuje pompownia umożliwiająca odprowadzanie wody z gęstej sieci rowów melioracyjnych, rozcinających ten obszar. Należy podkreślić, że mimo zabezpieczeń obszar ten został zalany w czasie powodzi z lat 1924, 1934, 1937 i 1947. Znacznie później, bo w 1986 roku ochroną objęto drugi bydgoski fragment terasy zalewowej Wisły o powierzchni 440 ha w rejonie Pałcza i Łoskonia. 4. Wnioski do dyskusji Ogólnie należy stwierdzić, prace hydrotechniczne w obrębie Bydgoskiego Węzła Wodnego, a zwłaszcza kaskadowa zabudowa stopniami wodnymi cieków przyczyniły się do znaczącej poprawy w zakresie sterowanego kształtowania stanów wody i przepływów, zarówno w okresach niżówek jak i wezbrań. W związku z tym obecnie wśród specjalistów z zakresu gospodarki wodnej i zarządzania kryzysowego dominuje pogląd o nieznacznym, tzn. wyrażonym niskim współczynnikiem prawdopodobieństwa, zagrożeniu katastrofalnymi wylewami w rejonie Bydgoszczy. Faktem jest, że okres ostatnich 40 lat nie zaznaczył się na opisywanym obszarze nadzwyczajnymi zjawiskami hydrologicznymi. Nawet powódź lipcowa z 1997 roku, w rejonie Bydgoszczy miała już łagodny przebieg. To wszystko powoduje, że w ostatnich latach na obszarze miasta obserwowana jest niepokojąca tendencja do coraz bardziej śmiałego wkraczania zabudowy na tereny znajdujące się w zasięgu wód katastrofalnych. Lokalizowane są tutaj kolejne obiekty mieszkaniowe, przemysłowe i usługowe. I chyba faktycznie jest tak jak napisał Z. Kundzewicz (2000), że powodzie są sprawą Boga, natomiast straty powodziowe wynikają z działań człowieka, skoro w Bydgoszczy na terenach zalewowych, ale chronionych wałami Wisły, zlokalizowano dwie komunalne oczyszczalnie ścieków obsługujące blisko 400 tys. 83
i uprzemysłowione miasto wraz z okolicznymi gminami. Skądinąd z punktu widzenia gospodarki wodno-ściekowej miasta, traktowanego jako system w sensie technicznym, ta lokalizacja jest bardzo korzystna. Zbyt często zapomina się, że decyzja o sztucznym utrzymywaniu stanów wody za pomocą budowli piętrzących i wałów, jest jednoznaczna z podjęciem ryzyka wynikającego gwałtownego wyrównania spadków podłużnych na rzece w przypadku katastrofy budowlanej. Obiekty hydrotechniczne zagrożone są zwłaszcza podczas wezbrań lub pochodu lodów, kiedy rzeka dąży do ich zniszczenia. Przeprowadzona kontrola stanu technicznego obwałowań w Polsce w 2000 roku (trzy lata po powodzi często określanej jako tysiącletnia), wykazała zbyt duże zaniedbania w tym zakresie (Borys 2002). W Bydgoszczy najbardziej jaskrawym ich przykładem był fakt utrzymywania w latach 1973 1999 śluzy w Brdyujściu, obiektu hydrotechnicznego o kluczowym znaczeniu dla stabilizacji sztucznego poziomu na Brdzie w obrębie miasta, w stanie grożącym nagłą utratą stateczności. Katastrofalne obniżenie zwierciadła wody na górnym stanowisku śluzy wiązało by się z nieobliczalnymi skutkami dla całej gospodarki wodnej w Bydgoszczy (Orłowski 2000). Obszary zalewowe są miejscem zmagań środowiska wodnego i lądowego, jak również konfliktu pomiędzy koncepcją nieograniczonej ekspansji miasta a zgodą na swobodne występowanie rzeki ze swojego koryta w czasie wezbrań. W tym drugim przypadku wciąż dużym problemem jest wyznaczenie możliwej do przyjęcia przez obie strony granicy kompromisu. Żywotnym interesem miasta jest to, aby obiekty hydrotechniczne znajdujące się na jego obszarze pełniły swoje funkcje bez zakłóceń, pozostając w dobrym stanie technicznym i pod nieustanną kontrolą. Nie ulega wątpliwości ze Bydgoski Węzeł Wodny w swoich założeniach i realizacji reprezentuje technokratyczne (inżynierskie) podejście w rozwiązywaniu kwestii wodnych, które to podejście niestety skompromitowało się w wielu miejscach w Polsce i na Świecie (Żelazo, Popek 2002), stąd też ryzyko katastrofalnych powodzi w Bydgoszczy istnieje i będzie istniało nadal. Z drugiej strony nie ulega także wątpliwości, iż walor w postaci unikatowego w skali kraju węzła hydrograficznego, stanowiącego oś architektoniczną miasta, powinien zostać w rozsądny sposób wykorzystany. Literatura Borys M., 2002, Stan wałów przeciwpowodziowych w przededniu powodzi 2001, Gosp. Wod. 2, SIGMA-NOT, Warszawa, s. 82-86. Galon R., 1953, Morfologia doliny i zandru Brdy, Stud. Soc. Sci. Tor., TNT, Vol. VII, nr 6, Sec. 6, Toruń, ss. 53. Gorączko M., 2001a, Zarys zmian hydrograficznych w obrębie dawnych kęp wiślanych w Bydgoszczy w oparciu o wybrane źródła kartograficzne, Kron. Bydg. 2000, tom XXII, TMMB, Bydgoszcz, s. 235-245. Gorączko M., 2001b, The hydrography of ox-bows in Fordon Valley in Bydgoszcz, Limn. Rev., Vol. 1/2001, PTLim, UMK, Toruń, s. 109-115. Gorączko M., 2003, Analiza zmian hydrograficznych w Bydgoszczy w ujęciu historycznym, Maszynopis rozprawy doktorskiej, Archiwum WNGiG UAM, Poznań. Gorączko M., 2005, Powodzie w rejonie Bydgoszczy (cz.1). Powodzie zatorowe z lat 1888 1966, Kron. Bydg., XXVI, TMMB, Bydgoszcz, s. 95-124. Grześ M., 1991, Zatory i powodzie zatorowe na dolnej Wiśle mechanizm i warunki, IGiPZ PAN, Warszawa. Grześ M, Pawłowski B., 2005, Problemy ochrony przed powodziami wiślanymi w województwie kujawskopomorskim, AUNC, Geogr. XXXIII, Z.111, UMK, Toruń, s. 3-19. Jankowski A.T., 1975, Stosunki hydrograficzne Bydgoskiego Węzła Wodnego i ich zmiany spowodowane gospodarczą działalnością człowieka, Stud. Soc. Scien. Tor., Sup. VII, PWN, Warszawa Poznań Toruń. Kundzewicz Z. W., 2000, Gdyby mała wody miarka. Zasoby wodne dla trwałego rozwoju, WN PWN, Warszawa. Orłowski W., 2000, Nowa śluza żeglugowa Czersko Polskie na rzece Brdzie w Bydgoszczy, Gosp. Wod., 5, SIGMA- NOT, Warszawa, s. 193-196. Żelazo J., Popek Z., 2002, Podstawy renaturyzacji rzek, Wyd. SGGW, Warszawa. 84