Nowe śluzy w kanale Alberta we Flandrii w Belgii

Ze względu na zmiany klimatu w Belgii występują coraz dłuższe okresy suszy. Przewiduje się, że w przyszłości sytuacja ta ulegnie pogorszeniu. Zgodnie z prognozami klimatycznymi opracowanymi w ramach projektu Cordex.be (2015–2017) zmiany opadów i ewapotranspiracji w latach 2000–2100 wskazują w miesiącach letnich na pogłębianie się ujemnego bilansu wodnego, powodujące rosnące ryzyko wystąpienia susz i ich większą dotkliwość. Podczas gdy oczekuje się, że opady w zimie nieznacznie wzrosną, letnie opady znacznie się zmniejszą. Oczekiwany 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 roku 2100 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. Ze względu na budowę kanału również niektóre ważne obszary przemysłowe zostały opracowane wzdłuż niego, co czyni go ekonomicznie niezwykle ważną drogą wodną dla Belgii, o łącznym ruchu 40 milionów ton rocznie.

Kanał czerpie wodę z rzeki Maas (Moza), rzeki zasilanej tylko deszczem. Maas karmi również inne kanały, z kanałem Juliana do Holandii jest najważniejszy. W związku z tym konieczne było zawarcie umów z Niderlandami w celu zaradzenia sytuacjom ekstremalnych zdarzeń pogodowych, w tym niskim zrzutom wody spowodowanym suszami. W niektórych (rzadkich) przypadkach zrzut rzeki Mozy nie wystarcza do zasilania wszystkich kanałów we Flandrii i Niderlandach oraz do utrzymania minimalnego zrzutu w samej Mozie. W tych okresach poziom wody w kanale Alberta może spaść, w związku z czym należy zmniejszyć dopuszczalny przeciąg dla statków, co sprawi, że że żegluga śródlądowa stanie się mniej atrakcyjna jako środek transportu. Do tej pory problemy te rozwiązywano za pomocą szeregu środków, takich jak blokowanie profesjonalnej żeglugi przy mniejszej ilości wody i ograniczanie poboru wody do celów rolnictwa i zarządzania przyrodą, ale środki te wiązały się z akceptacją związanych z tym szkód gospodarczych i ekologicznych.

Głównym celem środków opisanych w tym studium przypadku było uniknięcie strat gospodarczych wynikających ze zmniejszonych możliwości ruchu na kanale (z powodu bardzo niskiego zrzutu wody z rzeki Mozy), które zgodnie z przewidywaniami będą się pogłębiać w przyszłości ze względu na zmianę klimatu. Kolejnym drugorzędnym celem była ochrona ekosystemu rzeki Mozy i różnorodności biologicznej.

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 przez przejście ze statku przez śluzę. W przypadku nadmiaru wody, głównie w zimie, śruby są używane jako obejście, aby pozbyć się nadmiernej ilości wody. W takim przypadku pompy działają jako generator energii elektrycznej, a energia wodna jako energia odnawialna zmniejsza 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 niskie poziomy wody występowały rzadko, efekt netto jest ogólnie pozytywny. Kanał jest również możliwą drogą wodną dla migrujących ryb. Dlatego śruby są zaprojektowane tak, aby umożliwić migrację ryb, chroniąc różnorodność biologiczną.

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 m ³ na sekundę. Jedna operacja blokady przenosi 48 000 m ³ 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 ich funkcjonalności i skuteczności montaż pomp śrubowych na śluzach kanału Alberta kontynuowano w 2018 r., kiedy to w Hasselt zbudowano trzy śruby Archimedesa. Kolosalne śruby – o długości 22 metrów, średnicy 4,30 metra i wadze 100 ton – mogą pompować 5 m ³ wody na sekundę do górnej części zamka, a przy wystarczającej ilości wody mogą produkować zieloną energię elektryczną dla 1500 gospodarstw domowych. Instalacje pompowe w połączeniu z elektrowniami wodnymi są budowane również na innych śluzach kanału Alberta w Genk, Diepenbeek i Wijnegem. Oczekuje się, że zostaną one wprowadzone w życie po 2021 r.

Organizacja „De Vlaamse Waterweg” jest odpowiedzialna za zarządzanie śródlądowymi drogami wodnymi i ich rozwój jako sieci przyczyniającej się do gospodarki i dobrobytu Flandrii. Przedsiębiorstwo to pełni rolę kluczowego podmiotu koordynującego prace nad śrubami Archimedesa przy śluzach kanału Alberta.

Dwa duże projekty przygotowawcze poprzedzające instalację śrub przy zamkach doprowadziły do ostatecznego zaprojektowania środków, w które zaangażowane były odpowiednie zainteresowane strony. Pierwszym z nich było opracowanie strategii niskiego poziomu wody dla kanału. W pierwszej fazie analizy problemu dokonano inwentaryzacji różnych zastosowań wody, konsultując się z użytkownikami na temat ich pomysłów na zmniejszenie zużycia wody. Na drugim etapie zaproponowano możliwe rozwiązania, zachęcając wszystkie zainteresowane strony do przekazania informacji zwrotnych. W trzeciej fazie przeanalizowano ilościowo efekty rozwiązań pod względem efektywności i kosztów za pomocą zestawu modeli i innych narzędzi analitycznych. Na czwartym i ostatnim etapie omówiono preferowane strategie z szerokim gronem zainteresowanych stron, w tym: przemysł, przedstawiciele żeglugi, firmy dostarczające wodę pitną, firmy 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 zachowaniem migracji ryb i ograniczeniem hałasu.

Ważnymi czynnikami sukcesu były uznanie wartości ekologicznych, które należy utrzymać, oraz dbałość o rozwój procesu współpracy, w który poważnie zaangażowano wszystkie zainteresowane strony.

Jeśli chodzi o te pierwsze, kluczową rolę odegrały dwa czynniki ekologiczne: strukturalną możliwość ochrony niektórych usług ekosystemowych w dolinie Mozy poprzez ograniczenie wydobycia wody z Mozy i utrzymanie wystarczająco wysokiego poziomu odpływu oraz uwzględnienie zasobów rybnych w kanale Alberta.

Jeśli chodzi o tę ostatnią kwestię, proces ten uwypuklił znaczenie zapewnienia zainteresowanym stronom wystarczającej ilości czasu i zasobów na współpracę, dzielenie się wiedzą, wzajemne zrozumienie oraz wzajemne poznanie i poszanowanie kultury drugiej strony. Narzucanie rozwiązań lub zajmowanie niewystarczającego czasu miałoby 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.

Koszt instalacji śrub wynosi około 7 mln euro za każdy system zamka. Korzyści obejmują żeglowność kanału w zmienionych warunkach klimatycznych, niezawodność kanału dla żeglugi i wytwarzanie energii elektrycznej. Zielona energia elektryczna (energia wodna) dla ekwiwalentu 1000 rodzin może być wytwarzana przez każdy zestaw pomp śrubowych. W ostatnich latach zaobserwowano, że instalacja działa jako generator prądu przez około 10 miesięcy w roku i pompuje wodę przez około miesiąc. Kolejny miesiąc zwykle stoi w sytuacji wystarczającego odpływu dla żeglugi, ale niewystarczającego przepływu dla wytwarzania energii. Rocznie wytwarza się znacznie więcej energii niż zużywa. Dokładna roczna generowana moc zależy od ilości i rozkładu opadów w ciągu roku, intensywności żeglugi i wypłat od innych użytkowników wody.

Istnieją również korzyści związane z różnorodnością biologiczną. Ze względu na stosunkowo wysoką jakość wody w kanale występują bogate zasoby rybne. Zaawansowane technologie stosowane w instalacjach pompujących i wytwarzaniu energii minimalizują wpływ instalacji na zasoby rybne.

Flandria i Niderlandy zawarły porozumienie prawne w sprawie dostępności wody w rzece Moza. W szczególności umowa ta dotyczyła wydobycia wody z Mozy przez Zuid-Willemsvaart w Maastricht. Obejmuje ona również zmniejszenie strat wody w Mozie w przypadku niskiego odpływu, współpracę w zakresie badań i rozwoju wspólnej Mozy oraz rekompensatę strat wody słodkiej Kreekraksluizen.

Pierwszy zestaw śrub został zainstalowany w 2012 roku w Ham i jest w pełni sprawny. Drugi zestaw śrub jest wdrażany w firmie Olen i działa od 2013 roku. Instalacja w Hasselt działa od 2018 roku, a trzy kolejne zestawy śrub są instalowane w różnych systemach zamków.

W analizie kosztów i korzyści uwzględniono okres użytkowania wynoszący co najmniej 40 lat.

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 

Rząd flamandzki i De Vlaamse Waterweg