Nové plavební komory v kanálu Albert ve Flandrech, Belgie

Kvůli klimatickým změnám zažívá Belgie stále delší období sucha. V budoucnu se předpokládá, že se to ještě zhorší. Podle klimatických projekcí vypracovaných v rámci projektu Cordex.be (2015–2017) naznačují změny srážek a evapotranspirace v období 2000–2100 v letních měsících prohloubení negativní vodní bilance, což způsobuje rostoucí riziko výskytu sucha a jeho vyšší závažnosti. Zatímco se očekává mírné zvýšení zimních srážek, letní srážky se výrazně sníží. Očekávaný pokles srážek simulovaný modely pro srpen se pohybuje v rozmezí -10% pro emisní scénář RCP2.6 až přibližně -40% pro emisní scénář RCP8.5 do roku 2100 ve srovnání s rokem 2000.

Ve východní části Vlámska se nachází jeden z největších belgických kanálů: Albertův kanál. Tento kanál spojuje průmyslové zóny z (francouzsky mluvící) valonské části Belgie s Antverpami, největším belgickým přístavem. Lodě mohou pokračovat na obou koncích kanálu, do Nizozemska (např. Rýn, Rotterdam) a do Francie (Meuse). Kvůli výstavbě kanálu byly podél něj vybudovány také některé důležité průmyslové oblasti, což z něj činí hospodářsky mimořádně důležitou vodní cestu pro Belgii s celkovým provozem 40 milionů tun ročně.

Kanál získává vodu z řeky Maas (Meuse), řeky napájené pouze deštěm. Maas je také krmení jiné kanály, s Juliana kanál do Nizozemska je nejdůležitější. Proto musely být uzavřeny dohody s Nizozemskem s cílem řešit situace extrémních povětrnostních jevů, včetně nízkých vypouštění vody v důsledku sucha. V některých (vzácných) případech nestačí vypouštění řeky Meuse k naplnění všech kanálů ve Vlámsku a Nizozemsku a k udržení minimálního vypouštění v samotné Meuse. Během těchto období může hladina vody Albertova kanálu klesnout, takže povolený ponor pro lodě musí být snížen, což činí vnitrozemskou plavbu méně přitažlivou jako způsob dopravy. Doposud byly tyto problémy řešeny řadou opatření, jako je zablokování profesionální lodní dopravy s menším množstvím vody a omezení odběru vody pro zemědělské účely a pro účely ochrany přírody, ale tato opatření znamenala přijetí souvisejících hospodářských a ekologických škod.

Hlavním cílem opatření popsaných v této případové studii bylo zabránit hospodářským ztrátám způsobeným omezenými možnostmi dopravy na kanálu (v důsledku velmi nízkého vypouštění vody z řeky Meuse), u nichž se očekává, že se v budoucnu zhorší v důsledku změny klimatu. Dalším druhotným cílem byla ochrana ekosystému řeky Meuse a biologické rozmanitosti.

Velké Archimedovy šrouby byly postaveny u zámků v kanálu v Hamu, první ze šesti zámkových systémů. V případě sucha tato obrovská šroubová čerpadla, největší v Evropě, čerpají vodu ztracenou průchodem z lodi plavební komorou. V případě přebytku vody, zejména v zimě, se šrouby používají jako bypass, aby se zbavily nadměrného množství vody. V takovém případě fungují čerpadla jako generátor elektřiny, přičemž vodní energie jako obnovitelná energie snižuje emise skleníkových plynů. Čistý účinek na emise skleníkových plynů v průběhu času závisí na rovnováze mezi nízkou a vysokou hladinou vody, ale vzhledem k tomu, že až dosud se nízká hladina vody vyskytovala jen zřídka, je čistý účinek obecně pozitivní. Kanál je také možnou vodní cestou pro migraci ryb. Šrouby jsou proto navrženy tak, aby umožňovaly migraci ryb a chránily biologickou rozmanitost.

Instalace v Ham (2012) se skládá ze čtyř obrovských šroubových čerpadel o průměru 4,3 m a hmotnosti 85 tun. Šrouby mohou čerpat až 5 m ³ za sekundu. Jedna operace zdymadla posouvá 48 000 m ³ vody. Čtyři šrouby potřebují 50 minut na plný výkon, aby odčerpaly vodu zpět. V roce 2013 byly v Olenu instalovány tři podobné šrouby. Poté, co se prokázala jejich funkčnost a účinnost, pokračovala instalace šroubových čerpadel na zdymadla kanálu Albert v roce 2018, kdy byly v Hasseltu postaveny tři šrouby společnosti Archimedes. Kolosální šrouby s délkou 22 metrů, průměrem 4,30 metru a hmotností 100 tun mohou čerpat 5 m ³ vody za sekundu do horní části zámku a s dostatkem vody mohou vyrábět zelenou elektřinu pro 1 500 domácností. Čerpací zařízení v kombinaci s vodními elektrárnami se budují i na dalších plavebních komorách Albertského kanálu Genk, Diepenbeek a Wijnegem. Očekává se, že budou uvedeny do provozu po roce 2021.

Organizace „De Vlaamse Waterweg“ je odpovědná za řízení a rozvoj vnitrozemských vodních cest jako sítě přispívající k hospodářství a prosperitě Vlámska. Tato společnost působí jako klíčová koordinační zúčastněná strana při vývoji šroubů Archimedes u plavebních komor kanálu Albert.

Dva velké přípravné projekty, které předcházely instalaci šroubů do zámků, vedly ke konečnému návrhu opatření, do něhož byly zapojeny příslušné zúčastněné strany. Prvním z nich byl vývoj nízkovodní strategie pro kanál. V první fázi analýzy problémů byl proveden soupis různých způsobů využití vody, který konzultoval uživatele o jejich nápadech na snížení spotřeby vody. Ve druhé fázi byla navržena možná řešení, která si vyžádala zpětnou vazbu od všech příslušných zúčastněných stran. Ve třetí fázi byly pomocí sady modelů a dalších analytických nástrojů kvantitativně analyzovány účinky řešení z hlediska účinnosti a nákladů. Ve čtvrté a závěrečné fázi byly upřednostňované strategie projednány s širokou škálou zúčastněných stran, včetně: průmysl, rejdařství, vodárenské společnosti, energetické společnosti, organizace na ochranu přírody, obce a další.

Druhý projekt se zabýval posouzením vlivů různých alternativ na životní prostředí. Upřednostňovaná možnost byla zvolena s ohledem na různé environmentální aspekty, zejména pokud jde o zachování migrace ryb a zmírnění hluku.

Mezi významné faktory úspěchu patřilo uznání ekologických hodnot, které je třeba zachovat, a pozornost věnovaná rozvoji procesu spolupráce, do něhož byly seriózně zapojeny všechny zúčastněné strany.

Pokud jde o první z nich, klíčovou roli hrály dva ekologické faktory: strukturální možnost chránit některé ekosystémové služby v údolí Meuse omezením těžby vody Meuse a udržením dostatečně vysoké hladiny odtoku a zohlednění rybích populací v Albertském kanále.

Pokud jde o druhou možnost, proces zdůraznil, že je důležité poskytnout zúčastněným stranám dostatek času a zdrojů na spolupráci, sdílení znalostí, vzájemné porozumění a vzájemné poznávání a respektování kultury druhé strany. Impozantní řešení nebo nedostatek času by měly omezený úspěch. Jedním z hlavních faktorů úspěchu spolupráce bylo povědomí o nedostatečnosti současných řešení a předpokládané zhoršení situace z hlediska četnosti a délky nízkých hladin vody.

Náklady na instalaci šroubů jsou asi 7 milionů EUR za každý uzamykací systém. Výhody zahrnují splavnost kanálu za změněných klimatických podmínek, spolehlivost kanálu pro lodní dopravu a výrobu elektřiny. Zelená elektřina (vodní energie) pro ekvivalent 1000 rodin může být vyrobena každou sadou šroubových čerpadel. V posledních letech bylo zjištěno, že instalace funguje jako generátor energie po dobu asi 10 měsíců ročně a čerpat vodu po dobu asi jednoho měsíce. Další měsíc se obvykle nachází v situaci dostatečného odtoku pro lodní dopravu, ale nedostatečného toku pro výrobu energie. Každoročně se vyrobí mnohem více energie, než se spotřebuje. Přesná roční výroba energie závisí na množství a rozložení srážek v průběhu roku, intenzitě dopravy a odběrech od ostatních uživatelů vody.

Existují také přínosy pro biologickou rozmanitost. Vzhledem k relativně vysoké kvalitě vody se v kanálu vyskytují bohaté rybí populace. Pokročilé technologie používané pro čerpací zařízení a výrobu energie minimalizují dopady zařízení na rybí populace.

Mezi Vlámskem a Nizozemskem byla uzavřena právní dohoda o dostupnosti vody v řece Meuse. Tato dohoda se zabývala zejména těžbou vody z Meuse ze strany Zuid-Willemsvaart v Maastrichtu. Zahrnuje rovněž snížení ztrát vody v Meuse v případě nízkého odtoku, spolupráci na výzkumu a vývoji společné Meuse a kompenzaci ztrát sladké vody v Kreekraksluizen.

První sada šroubů byla instalována v roce 2012 v Hamu a je plně funkční. Druhá sada šroubů je implementována v Olenu a je v provozu od roku 2013. Instalace v Hasseltu je v provozu od roku 2018, zatímco další tři sady šroubů jsou instalovány v různých uzamykacích systémech.

V analýze nákladů a přínosů byla zvažována životnost nejméně 40 let.

Griet Verstraeten
Policy Officer Climate Adaptation
Flemish Government
Department of Environment, Nature and Energy
Koning Albert II-laan 20 bus 8, 1000 Brussel
E-mail: griet.verstraeten@lne.vlaanderen.be 
Generic e-mail: Beleid@lne.vlaanderen.be 

Koen Maeghe
De Vlaamse Waterweg
Tel: +32 11 298400
E-mail: koen.maeghe@vlaamsewaterweg.be 

Vlámská vláda a De Vlaamse Waterweg