Tymczasowe magazynowanie wód powodziowych na terenach rolniczych w dorzeczu Cisy Środkowej - Węgry

W pobliżu geograficznego centrum Europy rzeka Cisa opływa obszar 157.218 km2 z populacją około 14,4 mln mieszkańców. Na trasie z ukraińskich Karpat do Dunaju w Serbii Cisa przepływa głównie przez równinę Wielkiej Panonii na Węgrzech. Topografia dorzecza Cisy charakteryzuje się wysokimi, wąskimi łańcuchami gór otaczających rozległe, płaskie niziny. Cisa, o długości 966 km i średnim odpływie 794 m3/s, jest najdłuższym i drugim co do wielkości dopływem Dunaju. Większość zrzutów jest generowana bezpośrednio z opadów deszczu, ale ma udział zarówno w roztopie śniegu, jak i podpowierzchniowej wodzie glebowej. Poważne powodzie mogą pochodzić z gór, gdy woda deszczowa szybko spływa po zboczach i gromadzi się na obszarach nizinnych. Problem ten stał się z czasem coraz poważniejszy w miarę postępu wylesiania i uszczelniania gleby oraz zmian wzorców opadów spowodowanych zmianą klimatu.

Rzeka i jej dopływy zostały uregulowane w drugiej połowie XIX wieku. Głównym celem tego rozporządzenia było zwiększenie powierzchni gruntów rolnych zamiast terenów podmokłych, bagien i obszarów zagrożonych regularnymi powodziami( Borsos i in., 2018). Długość rzeki została zmniejszona o ponad 400 km, ponieważ przecięto meandrujące odcinki, podczas gdy wielkość obszaru zalewowego zmniejszyła się o ponad 90%, ponieważ wały zostały podniesione w celu ochrony przed powodziami. Prostowanie rzeki w połączeniu z innymi czynnikami (nagromadzenie osadów w niektórych odcinkach rzek, wylesianie, zmiana użytkowania gruntów) spowodowało ciągły wzrost szczytowych poziomów wód powodziowych.  Biorąc pod uwagę kilka historycznych zdarzeń powodziowych, szczytowy poziom wody wynosił 753 cm w 1876 r., 909 cm w 1970 r. i 1040 cm w 2000 r. (Szlávik, 2005).

Obecnie długość wałów przeciwpowodziowych wzdłuż Cisy i jej dopływów na Węgrzech wynosi 2850 km. Powierzchnia obszaru chronionego przed powodzią wynosi 16 000 km², z całkowitej powierzchni zlewiska Cisy na Węgrzech wynoszącej 47 000 km². Ponieważ szczytowy poziom powodzi nadal wzrastał w ciągu ostatniego półtora wieku, podobnie jak wysokość grobli. Przewiduje się dalszy wzrost szczytowych poziomów powodzi w XXI wieku w wyniku zmiany klimatu, a obecny poziom wałów przeciwpowodziowych nie będzie wystarczający do zapewnienia odpowiedniej ochrony. Ocenia się, że ochrona przeciwpowodziowa oparta wyłącznie na powiększaniu i wzmacnianiu nasypów jest nadmiernie kosztowna. W 1999 r. w ramach projektu badawczego finansowanego przez Bank Światowy oszacowano, że koszty pozostałych prac modernizacyjnych wyniosłyby 175 mld HUF, co odpowiada 700 mln EUR po kursie wymiany z 1999 r. (Szlávik, 2005).

W latach 1998-2001 na rzece Cisa miały miejsce cztery poważne powodzie o szczytowym poziomie wody przekraczającym wszystkie wartości historyczne. Jednym z wydarzeń (2001) było pęknięcie grobli i zalanie terenów, które miały być chronione. To wydarzenie jasno pokazało, że ani wysokość grobli, ani ich siła nie były wystarczające. Następnie rozpoczęto czteroletni projekt mający na celu zbadanie zasadności stosowanych wówczas prognoz ryzyka powodziowego (badania Instytutu Badawczego VITUKI ds. Środowiska i Gospodarki Wodnej, 2006). W projekcie zastosowano nowatorskie metody symulacji szeregów czasowych i wykorzystano poprawioną historyczną bazę danych hydrologicznych. Rozważono w nim wpływ kilku zmian (w lesie, zbiornikach i nasypach przeciwpowodziowych) na różnych odcinkach rzek przepływających przez Węgry, w tym również zmiany klimatu (Haase i in., 2006). Kluczowym wnioskiem projektu było to, że w porównaniu z poprzednimi prognozami istnieje większa niepewność i wyższy oczekiwany poziom wody podczas powodzi. Oczekuje się dalszego wzrostu poziomu wody w wyniku zmiany klimatu. W związku z tym w Europie Środkowej obserwuje się zmianę w strukturze opadów deszczu. Nawet bez istotnej zmiany średnich opadów oczekuje się bardziej skoncentrowanych opadów o większych ilościach zrzutów (Ungvári, 2022).

Ogólnym celem strategii ochrony przeciwpowodziowej dla dorzecza środkowej Cisy jest przyjęcie racjonalnych pod względem kosztów środków. Proponowane środki miały na celu zapewnienie odpowiedniego poziomu ochrony przeciwpowodziowej, który jest w stanie sprostać zmieniającym się warunkom dorzecza i konsekwencjom rosnących przepływów szczytowych. Strategia została opracowana w odpowiedzi na zmiany lokalnej zmienności klimatycznej i specyfiki systemu hydrologicznego.

W pierwszej reakcji na powodzie w latach 1998-2000 rząd postanowił przyspieszyć trwający proces wzmacniania grobli: pierwszy plan (dekret rządowy nr 2005/2000) koncentrował się na wzmocnieniu 740 km grobli w okresie dziesięciu lat. W drugim etapie rządowa strategia miała na celu dalsze zintensyfikowanie procesu poprzez wzmocnienie dodatkowych 550 km wałów, ale w krótszym okresie 5 lat. Prace ruszyły, ale nagle program został przerwany.

W 2004 r. opracowano nową ustawę o szerszych celach: zwiększenie bezpieczeństwa przeciwpowodziowego poprzez reaktywację dawnych terenów zalewowych i zarządzanie nadwyżkami wody, rozwój regionów o najbardziej niekorzystnym stanie oraz poprawę warunków życia w tych regionach.

Nowy plan bezpieczeństwa przeciwpowodziowego obejmował: wzmocnienie istniejących słabych punktów systemu wałów przeciwpowodziowych, przywrócenie zdolności odpływowej kanału przeciwpowodziowego (przekrój między wałami) oraz ukończenie tymczasowych zbiorników przeciwpowodziowych (zwanych również „polderami”) w celu zmniejszenia szczytu największych fal powodziowych o łącznej pojemności 721 mln m3 w perspektywie długoterminowej. Intencją było zapewnienie miejsca rzece wykorzystującej użytki rolne jako tymczasowe zbiorniki magazynowe do ograniczania szczytowego przepływu podczas ekstremalnych zdarzeń. Zgodnie z tym planem obszar wykorzystywany do celów rolniczych w normalnych warunkach może zostać ostatecznie zalany (celowo i w warunkach kontrolowanych) i wykorzystany do tymczasowego zatrzymania wód powodziowych w nagłych przypadkach. System ten ma na celu uzupełnienie grobli w celu radzenia sobie z powodziami z okresem powrotu wynoszącym 100 lat lub więcej. Umożliwia buforowanie podczas ekstremalnych zdarzeń opadowych i ogranicza rozprzestrzenianie się fal powodziowych, co ma spójny korzystny wpływ na ograniczanie ryzyka powodziowego. Wprowadzono mechanizm rekompensaty ekonomicznej dla rolników zaangażowanych w budowę zbiorników retencyjnych. Kompensata składa się z dwóch elementów: jednorazową rekompensatę z góry za wszelkie niedogodności i straty wartości związane z programem oraz rekompensatę za szkody spowodowane zdarzeniem w celu zrekompensowania ewentualnych strat gospodarczych spowodowanych powodzią na użytkach rolnych. System ograniczania ryzyka powodziowego, oparty na tymczasowym magazynowaniu wód powodziowych na obszarach rolniczych, okazał się niezwykle skuteczny w zmniejszaniu ryzyka związanego z klęskami żywiołowymi. Ujawniono również kompromisy dotyczące produkcji rolnej na dotkniętych obszarach, których nie można w pełni odzyskać w ramach systemu rekompensat.

Pierwszy polder zainaugurowano w 2009 r., natomiast wszystkie pięć pozostałych planowanych tymczasowych zbiorników ukończono w kolejnych latach (2010–2015) przy wsparciu finansowym, zarówno ze środków krajowych, jak i unijnych. Jeden z tych polderów został z powodzeniem wykorzystany podczas powodzi w 2010 roku. Wyniki modelowania hydrologicznego (Ungvári i Kis, 2022 ) pokazują,że stosowanie więcej niż jednego polderu w tym samym czasie w przypadku poważnych powodzi dodatkowo zmniejsza ryzyko w porównaniu ze stosowaniem jednego polderu. To samo badanie sugeruje, że dodanie większej liczby polderów do obecnego systemu może być skuteczne w zmniejszaniu ryzyka przy akceptowalnym zakresie kosztów inwestycji.

Pierwotnym celem planu było uwzględnienie szerokiego, multidyscyplinarnego i wielosektorowego udziału w procesie planowania strategii. Nie osiągnięto tego w pełni na etapie wdrażania (Sendzimir i Magnuszewski, 2008). Projekt łagodzenia skutków powodzi został opracowany z zastosowaniem podejścia mającego na celu zminimalizowanie powierzchni gruntów rolnych, które mają zostać objęte projektem. W ten sposób decydenci starali się zminimalizować potencjalne konflikty z rolnikami i właścicielami gruntów, które mogłyby stanowić przeszkodę w rozwoju projektu. Projekt i realizacja planu oraz zasady eksploatacji zbiorników zostały opracowane przez rząd centralny (na szczeblu krajowym). Rząd określił również najbardziej odpowiednie miejsca do budowy zbiorników retencyjnych wody powodziowej. Rolnicy i właściciele gruntów, którzy nie byli odpowiednio zaangażowani w opracowywanie strategii, zostali poproszeni o zaakceptowanie decyzji rządu (otrzymującej rekompensatę ekonomiczną za potencjalne straty) lub o poddanie się wywłaszczeniu ich gruntów do użytku publicznego. W tym drugim przypadku, według właścicieli gruntów, z którymi przeprowadzono wywiady, kwotę wypłaconą przez rząd uznano za zgodną z wartością rynkową.

Sprawa ta została przeanalizowana w kontekście finansowanego ze środków 7PR projektu EPI-Water, Evaluating Economic Policy Instruments for Sustainable Water Management in Europe (Ocena instrumentów polityki gospodarczej na rzecz zrównoważonej gospodarki wodnej w Europie). W ramach tego projektu opracowano system rekompensat mogący lepiej zaspokoić potrzeby sektora rolnego i potrzeby sektora instytucji rządowych i samorządowych.

W przypadku projektu EPI-Water udział zainteresowanych stron uznano za kluczowy. Właściciele gruntów i rolnicy prowadzący działalność na obszarach zatapialnych oraz przedstawiciele regionalnej dyrekcji ds. wody byli zaangażowani w opracowanie systemu rekompensat, który byłby w stanie w bardziej sprawiedliwy sposób zrekompensować straty poniesione przez sektor rolny. W analizie przeprowadzonej w ramach Projektu EPI-Woda zaproponowano rolnikom i rządowi Instrument Polityki Gospodarczej oparty na zryczałtowanej opłacie wypłacanej rolnikom plus rekompensata w przypadku powodzi. Zgodnie z wynikami projektu program ten, który nie został faktycznie wdrożony, przyniósłby szereg korzyści:

• zwiększenie rekompensaty finansowej dla rolników dzięki systemowi, który można by postrzegać jako bardziej przejrzysty i sprawiedliwy, co zwiększyłoby społeczną akceptację strategii zarządzania ryzykiem powodziowym;
• Zachęty dla rolników do zmniejszenia wartości narażonej na powodzie. Można to osiągnąć poprzez inne wykorzystanie obszarów zalewowych, obniżając wartość zagrożonych upraw w zbiorniku. Sprawiłoby to, że cały system byłby tańszy w dłuższej perspektywie;

Konsultacje z zainteresowanymi stronami przeprowadzone podczas projektu badawczego wykazały, że zainteresowane strony mają różne interesy: przedstawiciele rządu opowiedzieli się za zmianami mającymi na celu udoskonalenie systemu, podczas gdy rolnicy mieli mieszane opinie wynikające z ich specyficznych uwarunkowań gospodarczych. Niemniej jednak, choć z różnych powodów, obie strony wyraziły sceptycyzm co do wykonalności i wykonalności umów długoterminowych.

Strategia przyjęta przez rząd okazała się niezwykle skuteczna pod względem ograniczania ryzyka powodziowego, jest skalowalna i wystarczająco elastyczna, aby poradzić sobie z niepewnością co do przyszłych prognoz dotyczących zmian klimatu. Zatrzymanie wód powodziowych w zidentyfikowanych tymczasowych zbiornikach ma kluczowe znaczenie dla zmniejszenia częstotliwości i wielkości powodzi na obszarach położonych w dolnym biegu rzeki, co przynosi znaczne korzyści miastom położonym wzdłuż rzeki. Niestety, jak to często bywa w takich przypadkach, nie wszyscy interesariusze są entuzjastycznie nastawieni do przyjętego rozwiązania. Rolnicy twierdzą, że niewłaściwie uwzględniono ich poglądy i perspektywy w procesie, który doprowadził rząd do wykorzystania ich ziemi do tymczasowego przechowywania wody powodziowej. Właściciele gruntów są wezwani do wykorzystania swojej nieruchomości do świadczenia ważnych usług, ale nie byli zaangażowani w projektowanie strategii zarządzania powodzią i związanych z nią zasad działania. Fakt ten ograniczył akceptację środka przez kilka zainteresowanych stron, utrudniając powodzenie inicjatywy.

W rzeczywistości obecny program ujawnił istnienie wielu problemów, co sprawiło, że korzystanie ze zbiorników było kosztowne dla rządu, a jednocześnie sprawiło, że rolnicy i właściciele gruntów byli niezadowoleni. Czynniki ograniczające obejmowały następujące nierozwiązane kwestie dotyczące systemu rekompensat:

• Odszkodowanie nie jest adekwatne w porównaniu z rzeczywistą kwotą odszkodowania. Rekompensuje straty plonów, ale nie uwzględnia rekultywacji gleby i konsekwencji finansowych spowodowanych zakłóceniem sezonowego cyklu produkcyjnego. Te dodatkowe koszty są szczególnie istotne w przypadku upraw o wysokiej wartości.
• Długi czas przetwarzania, w niektórych przypadkach do jednego roku, na zakończenie procesu kompensacji.
• Wysoka nieprzewidywalność kosztów systemu rekompensat w czasie, co może mieć duży wpływ na krajowy budżet finansowy.

Oczekuje się, że rosnąca częstotliwość przyszłych powodzi, prognozowana przez modele hydrologiczne, zwiększy ilość szkód w sektorze rolnym. Mogłoby to zaostrzyć i tak już delikatną debatę między lokalnymi rolnikami a rządem i zwiększyć sprzeciw wobec budowy nowych obszarów retencyjnych.

Zastosowanie systemów polderowych oferuje wiele korzyści w zakresie ograniczania ryzyka powodziowego. Rozwiązanie jest łatwo skalowalne i elastyczne (aktywacja pojedynczego polderu lub innej kombinacji dwóch lub więcej polderów), zdolne do stawienia czoła szerokiemu zakresowi niepewności, który obejmuje przyszłe prognozy ekstremalnych zdarzeń powodziowych.

Przyjęte rozwiązanie przyniosło całkowity koszt w wysokości około 260 mln EUR. Strategia została wdrożona przy udziale Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego i Funduszu Spójności.

Przeprowadzono szereg analiz w celu oceny kosztów i korzyści wybranej strategii łagodzenia skutków powodzi. Wyniki kompleksowej analizy kosztów i korzyści ex post (Koncsos2006) wykazały, że wdrożony scenariusz, z 6 zbiornikami i bez modyfikacji istniejącego systemu wałów przeciwpowodziowych, znacznie zmniejsza ryzyko w porównaniu ze scenariuszem odniesienia (brak interwencji). Stanowi on kompromis między efektywnością w ograniczaniu ryzyka a stosunkowo niskimi początkowymi kosztami inwestycji. W analizie scenariuszy podkreślono również, że dalsze inwestycje w infrastrukturę ochrony przeciwpowodziowej są ekonomicznie uzasadnione.

Z aktualnej analizy kosztówi korzyści przeprowadzonej w 2022 r. ( Ungvári i Kis, 2022 ) wynika,że korzystanie z większości zbiorników jest ekonomicznie uzasadnione nawet w przypadku powodzi o okresie powrotu wynoszącym 20–30 lat. W związku z tym większość zbiorników byłaby korzystna, nawet gdyby były wykorzystywane z większą częstotliwością niż pierwotnie planowano (zdarzenia 100-letnie). Pojawia się jednak kwestia utrzymania obecnego użytkowania gruntów (ze szczególnym uwzględnieniem rolnictwa) lub dostosowania go w perspektywie długoterminowej (w kierunku obszaru zalesionego) w celu uwzględnienia nowego i częstszego wykorzystywania polderów jako zbiorników powodziowych.

Opracowane strategie ochrony przeciwpowodziowej zostały zaplanowane jako zintegrowane z szerszym procesem rozwoju regionalnego. Przewidziano w nim działania na dużą skalę w zakresie krajobrazu i rehabilitacji społecznej. Środki te należy połączyć z odbudową naturalnego ekosystemu regionu charakteryzującego się złożonym systemem terenów podmokłych.

Rozwiązanie polegające na ustanowieniu tymczasowych obszarów retencji wód powodziowych jest zgodne z wymogami ramowej dyrektywy wodnej UE i dyrektywy powodziowej. W ramach interwencji przyjmuje się strategię łagodzenia skutków powodzi, która szanuje naturalne ekosystemy i naturalną hydrodynamikę. Ponieważ jednak duża część dorzecza Cisy poświęcona jest rolnictwu, dalsze ograniczenia wynikają z wdrażania Wspólnej Polityki Rolnej i jej systemu dotacji, które wpływają na decyzje właścicieli gruntów.

Systemy rekompensat dla rolników ustanawia się w drodze aktu prawnego. Jego wdrożenie pozostawiło jednak znaczną niepewność w odniesieniu do procesu produkcji rolnej, zwiększając zarówno koszty bezpośrednie, jak i koszty alternatywne dla rolników.

W latach 2009–2015 wdrożono strategię ochrony przeciwpowodziowej obejmującą realizację sześciu obszarów retencji wody. W 2022 r. utworzono dodatkowy obszar retencji wody wzdłuż rzeki Cisy.

Obszary retencji wody mają trwać ponad 100 lat.

Gábor Ungvári
Corvinus University of Budapest
Regional Centre for Energy Policy Research
Tel.: +36 1 4827073
E-mail: gabor.ungvari@uni-corvinus.hu

András Kis
Corvinus University of Budapest
Regional Centre for Energy Policy Research.
Tel.: +36 1 4827073
E-mail: andras.kis2@uni-corvinus.hu

Attila Lovas
Middle Tisza District Water Directorate
H-5000 Szolnok, Boldog Sándor I. krt. 4.
Tel.: +36 30 2797727
E-mail: lovas.attila@kotivizig.hu
Generic e-mail: tiszaoffice@kotivizig.hu

Ungvári, G., Kis, A., 2022. Zmniejszenie ryzyka powodziowego poprzez skuteczne stosowanie polderów przeciwpowodziowych: Studium przypadku rzeki Cisy

Ungvári, G, 2022 r. Połączenie ograniczania ryzyka powodziowego i sekwestracji dwutlenku węgla w celu optymalizacji systemów zrównoważonego gospodarowania gruntami: Doświadczenia ze środkowej części węgierskiej rzeki Cisy.

EPIWATER Dostarczenie 4.2. WP4 EX-ANTE Case Studies Powódź i pozyskiwanie wody w dorzeczu Cisy (Węgry)