Nové zdymadla v Albertově kanálu ve Flandrech, Belgie

Kvůli klimatickým změnám zažívá Belgie stále delší období sucha. V budoucnu se předpokládá, že se to ještě zhorší. Podle klimatických projekcí vytvořených 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 jejich vyšší závažnost. Zatímco zimní srážky by se měly mírně zvýšit, letní srážky se výrazně sníží. Očekávaný pokles srážek simulovaný modely pro srpen se pohybuje mezi -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). Vzhledem k výstavbě kanálu byly podél něj také vybudovány některé důležité průmyslové oblasti, což z něj činí ekonomicky 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 také krmí další kanály, přičemž nejdůležitější je kanál Juliana do Nizozemska. Proto musely být uzavřeny dohody s Nizozemskem s cílem řešit situace extrémních povětrnostních jevů, včetně nízkého vypouštění vody v důsledku sucha. V některých (vzácných) případech není vypouštění z řeky Máza dostatečné pro zásobování všech kanálů ve Vlámsku a Nizozemsku a pro udržení minimálního vypouštění v samotné Máze. Během těchto období může hladina vody Albertova kanálu klesnout, takže je třeba snížit povolený ponor pro lodě, což činí vnitrozemskou plavbu méně atraktivní jako způsob dopravy. Doposud byly tyto problémy řešeny řadou opatření, jako je zablokování zdvihu profesionální lodní dopravy s menším množstvím vody a omezení odběru vody pro účely zemědělství a péče o přírodu, ale tato opatření znamenala přijetí souvisejících hospodářských a ekologických škod.

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

Velké Archimédovy šrouby byly postaveny u zámků v kanálu v Hamu, prvním ze šesti zámkových systémů. V případě sucha tato obrovská šroubová čerpadla, největší v Evropě, pumpují vodu ztracenou při průchodu 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 čerpadla fungují 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 dosud se nízká hladina vody vyskytovala jen zřídka, je čistý účinek obecně pozitivní. Kanál je také možným vodním tokem pro migraci ryb. Proto jsou šrouby 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 m³ za sekundu. Jedna plavební komora posouvá 48 000 m³ vody. Čtyři šrouby potřebují 50 minut na plný výkon, aby pumpovaly vodu zpět. V roce 2013 byly v Olenu instalovány tři podobné šrouby. Instalace šroubových čerpadel na zdymadlech Albertova kanálu, která prokázala svou funkčnost a účinnost, pokračovala i v roce 2018, kdy byly v Hasseltu postaveny tři šrouby Archimedovy. Kolosální šrouby – dlouhé 22 metrů, o průměru 4,30 metru a hmotnosti 100 tun – mohou do horní části zámku čerpat 5 m³ vody za sekundu a s dostatkem vody mohou vyrábět zelenou elektřinu pro 1 500 domácností. Čerpací zařízení v kombinaci s vodními elektrárnami se staví i na dalších zdymadlech Albertova kanálu Genk, Diepenbeek a Wijnegem. Ty by měly být uvedeny do provozu po roce 2021.

Organizace „De Vlaamse Waterweg“ odpovídá za správu a rozvoj vnitrozemských vodních cest jako sítě přispívající k hospodářství a prosperitě Vlámska. Tato společnost působí jako hlavní koordinační zúčastněná strana pro vývoj šroubů Archimedes v zdymadlech Albertova kanálu.

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 strategie nízké hladiny vody pro kanál. V první fázi analýzy problému byl proveden soupis různých způsobů využití vody, který konzultoval s uživateli jejich nápady 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 kvantitativně analyzovány účinky řešení z hlediska účinnosti a nákladů pomocí sady modelů a dalších analytických nástrojů. Ve čtvrté a závěrečné fázi byly upřednostňované strategie projednány s širokou škálou zúčastněných stran, včetně: průmyslová odvětví, zástupci lodní dopravy, společnosti dodávající pitnou vodu, 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 důležité faktory úspěchu patřilo uznání ekologických hodnot, které je třeba zachovat, a pozornost věnovaná rozvoji procesu spolupráce, do něhož byly seriózně zapojeny všechny zúčastněné strany.

V prvním případě hrály klíčovou roli dva ekologické faktory: strukturální možnost chránit některé ekosystémové služby v údolí Mázy omezením těžby vody z Mázy a zachováním dostatečně vysoké úrovně odtoku a zohlednění rybích populací v Albertském kanálu.

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 poznání a respektování kultury druhé strany. Implementace 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 zámkový systém. Mezi výhody patří splavnost kanálu za změněných klimatických podmínek, spolehlivost kanálu pro lodní dopravu a výroba elektřiny. Zelená elektřina (vodní energie) pro ekvivalent 1000 rodin může být vyrobena každou sadou šroubových čerpadel. V posledních letech bylo zjištěno, že zařízení funguje jako generátor energie po dobu asi 10 měsíců ročně a čerpání vody po dobu asi jednoho měsíce. Další měsíc je obvykle v situaci pouze dostatečného odtoku pro lodní dopravu, ale nedostatečného toku pro výrobu energie. Ročně se vyrobí mnohem více energie, než se spotřebuje. Přesná roční výroba energie závisí na množství a rozložení srážek v průběhu roku, intenzitě přepravy a odběrech od ostatních uživatelů vody.

Přínosy pro biodiverzitu existují také. 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 Máze. Tato dohoda se zejména zabývala těžbou vody z Mázy ze strany Zuid-Willemsvaart v Maastrichtu. Zahrnuje rovněž snížení ztrát vody v Máze v případě nízkého odtoku, spolupráci na výzkumu a vývoji společné Mázy a náhradu 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 zámkových systémech.

V analýze nákladů a přínosů byla zvážena 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