Nowe śluzy w Kanale Albert we Flandrii, Belgia
Kanał Alberta we wschodniej części Flandrii łączy strefy przemysłowe wokół Liege z portem w Antwerpii. Statki mogą kontynuować swoją drogę na obu końcach kanału: przez rzekę Scheldt do Holandii i przez rzekę Mezę do Francji. W przyszłości dorzecze Mozy, z którego kanał Albert otrzymuje wodę, będzie doświadczać coraz dłuższych okresów niskiego zrzutu rzek, w wyniku zmiany klimatu. W związku z tym oczekuje się, że mniej wody będzie dostępne dla statków śluzowych. To ograniczy żeglugę śródlądową. Rozwiązaniem, aby użyć mniej wody Meuse do nawigacji są duże (przyjazne dla ryb) śruby Archimedes przy zamkach wzdłuż kanału Albert. W niskich wyładowaniach na Meuzie śruby mogą pompować wodę z powrotem do górnego kanału, aby dotrzeć do wody utraconej z powodu przejścia statku przez zamek. W przypadku więcej niż wystarczającego rozładowania w Mezie, śruby są używane jako obwodnica i do generowania hydroelektryczności. Połączenie instalacji pomp i elektrowni wodnej jest wyjątkowe na świecie.
Opis studium przypadku
Wyzwania
Ze względu na zmiany klimatu Belgia doświadcza coraz dłuższych okresów suszy. W przyszłości ma to ulec pogorszeniu. Zgodnie z prognozami klimatycznymi opracowanymi w ramach projektu Cordex.be (2015–2017) zmiany opadów i ewapotranspiracji w okresie 2000–2100 wskazują w miesiącach letnich na pogłębienie ujemnego bilansu wodnego, powodując rosnące ryzyko wystąpienia susz i ich nasilenia. Podczas gdy oczekuje się, że opady zimowe nieznacznie wzrosną, opady letnie znacznie spadną. Spodziewany spadek opadów symulowany przez modele na sierpień waha się od -10 % dla scenariusza emisji RCP2.6 do około -40 % dla scenariusza emisji RCP8.5 do 2100 roku w porównaniu z rokiem 2000.
WE wschodniej części Flandrii znajduje się jeden z największych kanałów Belgii: kanał Alberta. Kanał ten łączy strefy przemysłowe z (francuskojęzycznej) walońskiej części Belgii z Antwerpią, największym portem w Belgii. Statki mogą kontynuować na obu końcach kanału, do Holandii (np. do Renu, Rotterdamu) i do Francji (Moza). Ze względu na budowę kanału wybudowano również kilka ważnych obszarów przemysłowych, co czyni go niezwykle ważną z ekonomicznego punktu widzenia drogą wodną dla Belgii, o łącznym natężeniu ruchu wynoszącym 40 mln ton rocznie.
Kanał czerpie wodę z rzeki Maas (Meuse), rzeki zasilanej tylko deszczem. Maas karmi również inne kanały, a kanał Juliana do Holandii jest najważniejszy. W związku z tym konieczne było zawarcie umów z Niderlandami w celu rozwiązania sytuacji ekstremalnych zdarzeń pogodowych, w tym niskich zrzutów wody spowodowanych suszami. W niektórych (rzadkich) przypadkach zrzut rzeki Moza nie wystarcza do karmienia wszystkich kanałów we Flandrii i w Niderlandach oraz do utrzymania minimalnego zrzutu w samej Mezie. W tych okresach poziom wody w kanale Alberta może spaść, tak że dozwolony ciąg dla statków musi zostać zmniejszony, dzięki czemu żegluga śródlądowa jest mniej atrakcyjna jako środek transportu. Do tej pory problemy te były rozwiązywane za pomocą szeregu środków, takich jak blokowanie żeglugi zawodowej z mniejszą ilością wody i ograniczenie poboru wody do celów rolnictwa i gospodarki przyrodniczej, ale środki te zakładały akceptację związanych z tym szkód gospodarczych i ekologicznych.
Cele
Głównym celem środków opisanych w niniejszym studium przypadku było uniknięcie strat ekonomicznych spowodowanych ograniczonymi możliwościami natężenia ruchu na kanale (ze względu na bardzo niskie zrzuty wody z rzeki Mozy), które mają ulec pogorszeniu w przyszłości ze względu na zmiany klimatu. Kolejnym celem drugorzędnym była ochrona ekosystemu rzeki Mozy i różnorodności biologicznej.
Rozwiązania
Duże śruby Archimedesa zostały zbudowane przy zamkach w kanale w Ham, pierwszym z sześciu systemów zamków. W przypadku suszy te ogromne pompy śrubowe, największe w Europie, pompują wodę utraconą po przejściu ze statku przez zamek. W przypadku nadmiaru wody, głównie zimą, śruby są używane jako obwodnica, aby pozbyć się nadmiernej ilości wody. W takim przypadku pompy działają jako wytwórca energii elektrycznej, a energia wodna jako energia odnawialna redukuje emisje gazów cieplarnianych. Wpływ netto na emisje gazów cieplarnianych w czasie zależy od równowagi między niskim i wysokim poziomem wody, ale ponieważ do tej pory niski poziom wody występował tylko rzadko, efekt netto jest ogólnie pozytywny. Kanał jest również możliwą drogą wodną dla wędrownych ryb. Dlatego śruby są zaprojektowane tak, aby umożliwić migrację ryb, chroniąc bioróżnorodność.
Instalacja w Ham (2012) składa się z czterech ogromnych pomp śrubowych o średnicy 4,3 m i wadze 85 ton. Śruby mogą pompować do 5 m3 na sekundę. Jedna operacja blokady porusza 48 000 m3 wody. Cztery śruby potrzebują 50 minut na pełnej mocy, aby pompować wodę z powrotem. W 2013 roku w Olen zainstalowano trzy podobne śruby. Po udowodnieniu swojej funkcjonalności i skuteczności, instalacja pomp śrubowych na śluzach kanału Alberta trwała w 2018 roku, kiedy w Hasselt zbudowano trzy śruby Archimedesa. Kolosalne śruby o długości 22 metrów, średnicy 4,30 metra, ważące 100 ton – mogą pompować 5 m3 wody na sekundę do górnej części zamka, a przy wystarczającej ilości wody mogą produkować zieloną energię elektryczną dla 1500 gospodarstw domowych. Instalacje pompujące w połączeniu z elektrowniami wodnymi są budowane również na innych śluzach kanału Albert Genk, Diepenbeek i Wijnegem. Oczekuje się, że zostaną one uruchomione po 2021 r.
Przydatność
Przypadek opracowany, wdrożony i częściowo sfinansowany jako środek przystosowania się do zmiany klimatu.
Dodatkowe Szczegóły
Udział zainteresowanych stron
Organizacja „De Vlaamse Waterweg” jest odpowiedzialna za zarządzanie i rozwój śródlądowych dróg wodnych jako sieci przyczyniającej się do gospodarki i dobrobytu Flandrii. Ta firma działa jako kluczowy partner koordynujący rozwój śrub Archimedesa przy śluzach kanału Alberta.
Dwa duże projekty przygotowawcze poprzedzające montaż śrub na zamkach doprowadziły do ostatecznego zaprojektowania środków, w które zaangażowane były odpowiednie zainteresowane strony. Pierwszym z nich było opracowanie strategii niskowodnej dla kanału. W pierwszej fazie analizy problemów dokonano inwentaryzacji różnych zastosowań wody, konsultując się z użytkownikami na temat ich pomysłów na ograniczenie zużycia wody. W drugiej fazie zaproponowano możliwe rozwiązania, zwracając się do wszystkich zainteresowanych stron o informacje zwrotne. W trzeciej fazie efekty rozwiązań pod względem efektywności i kosztów analizowano ilościowo za pomocą zestawu modeli i innych narzędzi analitycznych. W czwartej i końcowej fazie omówiono preferowane strategie z szerokim gronem zainteresowanych stron, w tym: branże, przedstawiciele żeglugi, przedsiębiorstwa zaopatrzenia w wodę pitną, przedsiębiorstwa energetyczne, organizacje ochrony przyrody, gminy i inne.
Drugi projekt dotyczył oceny oddziaływania na środowisko różnych rozwiązań alternatywnych. Preferowany wariant wybrano z uwzględnieniem różnych aspektów środowiskowych, w szczególności związanych z ochroną migracji ryb i łagodzeniem hałasu.
Czynniki sukcesu i czynniki ograniczające
Ważnymi czynnikami sukcesu były uznanie wartości ekologicznych, które należy utrzymać, oraz zwrócenie uwagi na rozwój procesu współpracy, w którym wszystkie zainteresowane strony były poważnie zaangażowane.
Jeśli chodzi o te pierwsze, kluczową rolę odegrały dwa czynniki ekologiczne: strukturalna możliwość ochrony niektórych usług ekosystemowych w dolinie Mozy poprzez ograniczenie wydobycia wody wędliny i utrzymanie wystarczająco wysokiego poziomu spływu oraz uwzględnienie zasobów rybnych w kanale Albert.
Jeśli chodzi o te ostatnie, w procesie tym podkreślono znaczenie zapewnienia zainteresowanym stronom wystarczającego czasu i zasobów na współpracę, dzielenie się wiedzą, wzajemne zrozumienie oraz wzajemne poznawanie i poszanowanie kultury. Narzucanie rozwiązań lub zbyt mało czasu przyniosłoby ograniczony sukces. Jednym z głównych czynników sukcesu współpracy była świadomość nieadekwatności obecnych rozwiązań i przewidywane pogorszenie sytuacji pod względem częstotliwości i długości niskiego poziomu wody.
Koszty i korzyści
Koszt instalacji śrub wynosi około 7 mln EUR za każdy system blokady. Korzyści obejmują żeglowność kanału w zmienionych warunkach klimatycznych, niezawodność kanału do żeglugi i wytwarzanie energii elektrycznej. Zielona energia elektryczna (hydroenergia) dla równowartości 1000 rodzin może być produkowana przez każdy zestaw pomp śrubowych. W ostatnich latach zaobserwowano, że instalacja działa jako generator energii przez około 10 miesięcy w roku i pompuje wodę przez około miesiąc. Kolejny miesiąc zazwyczaj znajduje się w sytuacji wystarczającego spływu do żeglugi, ale niewystarczającego przepływu do wytwarzania energii. W ujęciu rocznym wytwarza się znacznie więcej energii niż zużywana. Dokładna roczna moc generowana zależy od ilości i rozkładu opadów w ciągu roku, intensywności wysyłki i wycofania od innych użytkowników wody.
Są też korzyści związane z różnorodnością biologiczną. Ze względu na stosunkowo wysoką jakość wody w kanale występują bogate zasoby rybne. Zaawansowane technologie stosowane w instalacjach pompowych i wytwarzaniu energii elektrycznej minimalizują wpływ instalacji na zasoby rybne.
Aspekty Prawne
Między Flandrią a Niderlandami zawarto porozumienie prawne dotyczące dostępności wody w rzece Meuse. W szczególności umowa ta dotyczyła wydobycia wody z Mozy przez Zuid-Willemsvaart w Maastricht. Obejmuje ona również zmniejszenie strat wody w Mezie w przypadku niskiego odpływu, współpracę w zakresie badań i rozwoju łąki oraz rekompensatę strat słodkiej wody w Kreekraksluizen.
Czas wdrożenia
Pierwszy zestaw śrub został zainstalowany w 2012 roku w Ham i jest w pełni sprawny. Drugi zestaw śrub jest realizowany w Olen i działa od 2013 roku. Instalacja w Hasselt działa od 2018 roku, podczas gdy trzy kolejne zestawy śrub są instalowane w różnych systemach zamka.
Okres użytkowania
W analizie kosztów i korzyści uwzględniono okres co najmniej 40 lat.
Źródło informacji
Kontakt
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
Strony internetowe
Źródło
Flemish government and De Vlaamse Waterweg
Opublikowane w Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Ostatnia modyfikacja w Climate-ADAPT Apr 18 2024
Skontaktuj się z nami w przypadku jakichkolwiek innych zapytań na temat tego studium przypadku lub w celu udostępnienia nowego studium przypadku (e -mail climate.adapt@eea.europa.eu )
Słowa kluczowe:
Elementy adaptacyjne:
Sektory:
Wpływ klimatu:
Poziom zarządzania:
Charakterystyka geograficzna:
Europe