Tymczasowe magazynowanie wody przeciwpowodziowej na obszarach rolniczych w dorzeczu Środkowego Tisy – Węgry

W pobliżu geograficznego centrum Europy rzeka Cisza odprowadza powierzchnię 157,218 km² z populacją około 14,4 mln mieszkańców. Na trasie z ukraińskich Karpat do Dunaju w Serbii, Tisza płynie głównie przez Wielką Równinę Pannonię na Węgrzech. Topografia dorzecza Cisy charakteryzuje się wysokimi, wąskimi łańcuchami gór otaczającymi rozległe, płaskie niziny. Z długością 966 km i średnim wyładowaniem 794 m³/s, Tisza jest najdłuższym i drugim co do wielkości dopływem Dunaju. Większość zrzutów jest wytwarzana bezpośrednio z opadów deszczu, ale jest to wkład zarówno z wytopu śnieżnego, jak i wody gruntowej podpowierzchniowej. Poważne powodzie mogą pochodzić z gór, gdy woda deszczowa szybko spływa po zboczach i gromadzi się na obszarach nizinnych. Problem ten z czasem stawał się coraz poważniejszy wraz z postępem wylesiania i uszczelniania gleby, a w wyniku zmian klimatu zmieniły się wzorce opadów.

Rzeka i jej dopływy zostały uregulowane w drugiej połowie XIX wieku. Głównym celem tego rozporządzenia było zwiększenie zasięgu gruntów rolnych zamiast terenów podmokłych, bagien i obszarów zagrożonych regularną powodzią (Borsos i in., 2018). Długość rzeki została zmniejszona o ponad 400 km, ponieważ przecinano przecinające się odcinki, a wielkość obszaru zalewowego zmniejszyła się o ponad 90 % w miarę podnoszenia grobów w celu ochrony przed powodziami. Prostowanie rzek, w połączeniu z innymi czynnikami (akumulacja 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 1 776,09 cm w 1970 r. i 1 040 cm w 2000 r. (Szlávik,2005).

Dziś długość wałków przeciwpowodziowych wzdłuż Tiszy i jej dopływów na Węgrzech wynosi 2 850 km. Powierzchnia obszaru chronionego powodzią wynosi 16 000 km², z całkowitego obszaru zlewni Cisy na Węgrzech wynoszącego 47 000 km². Ponieważ szczytowy poziom powodzi nadal wzrastał w ciągu ostatniego i pół wieku, tak samo wysokość wałków. Przewiduje się dalszy wzrost szczytowych poziomów powodzi w XXI wieku w wyniku zmiany klimatu, a obecny poziom nasypów powodziowych nie będzie wystarczający, aby zapewnić odpowiednią ochronę. Szacuje się, że ochrona przeciwpowodziowa oparta wyłącznie na powiększaniu i wzmocnieniu nasypów jest zbyt kosztowna. W 1999 r. projekt badawczy finansowany przez Bank Światowy oszacował, że koszt pozostałych prac modernizacyjnych wyniósłby 175 mld HUF, co odpowiada 700 mln EUR według kursu wymiany z 1999 r. (Szlávik, 2005 r.).

W latach 1998-2001 na rzece Cisza miały miejsce cztery poważne powodzie o szczytowym poziomie wody przekraczającym wszystkie wartości historyczne. Jednym z wydarzeń (2001) było pęknięcie wałków i powodzie obszarów, które miały być chronione. Wydarzenie to jasno pokazało, że ani wysokość wałków, ani ich siła nie były wystarczające. Następnie rozpoczęto czteroletni projekt mający na celu zbadanie zasadności prognoz ryzyka powodziowego stosowanych w tym czasie (badania Instytutu Badań nad Środowiskiem i Gospodarki Wodnej VITUKI, 2006). W projekcie zastosowano nowatorskie metody symulacji szeregów czasowych i wykorzystano zrewidowaną historyczną bazę hydrologiczną. Rozważono wpływ kilku zmian (w pokrywie leśnej, zbiornikach i nasypach powodziowych) w różnych odcinkach rzek przechodzących przez Węgry, w tym zmiany klimatu (Haase i in., 2006). Kluczowym wnioskiem projektu było to, że w porównaniu z poprzednimi przewidywaniami wzrasta niepewność i wyższy oczekiwany poziom wody podczas powodzi. Oczekuje się, że poziom wody wzrośnie w wyniku zmiany klimatu. W związku z tym w Europie Środkowej obserwuje się zmianę schematu opadów deszczu. Nawet bez znacznej zmiany średnich opadów spodziewane są bardziej skoncentrowane zdarzenia o większej objętości zrzutów (Ungvári, 2022).

Ogólnym celem strategii ochrony przeciwpowodziowej środkowego dorzecza Cisy jest przyjęcie racjonalnych pod względem kosztów środków. Proponowane środki miały na celu zapewnienie odpowiedniego poziomu ochrony przeciwpowodziowej zdolnego do sprostania zmieniającym się warunkom dorzecza i skutkom wzrostu szczytowych przepływów. Strategia została zaprojektowana tak, aby reagować na zmiany lokalnej zmienności klimatycznej i specyfiki układu hydrologicznego.

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

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 niekorzystnej sytuacji oraz poprawę warunków życia w tych regionach.

Nowy plan ochrony przeciwpowodziowej obejmował: wzmocnienie istniejących słabych punktów systemu grobowego przywrócenie zdolności spływu kanału powodziowego (przekrój między wałami) oraz zakończenie budowy tymczasowych zbiorników przeciwpowodziowych (znanych również jako „poldery”) w celu zmniejszenia szczytu największych fal powodziowych o łącznej mocy 721 mln m³ w perspektywie długoterminowej. Intencją było stworzenie miejsca na rzecz rzeki przy użyciu użytków rolnych jako tymczasowych zbiorników magazynowych do ograniczania szczytowego przepływu podczas ekstremalnych zdarzeń. Zgodnie z tym planem obszar wykorzystywany do celów rolniczych w normalnych warunkach może zostać ostatecznie zalany (umyślnie i w kontrolowanych warunkach) i wykorzystany do tymczasowego zatrzymania wód powodziowych w nagłych wypadkach. System ten ma na celu uzupełnienie wałów, aby poradzić sobie z powodziami z okresem powrotu wynoszącym co najmniej 100 lat. Umożliwia buforowanie podczas ekstremalnych opadów i zmniejszanie rozprzestrzeniania się fal powodziowych, co ma konsekwentne korzystne skutki dla ograniczania ryzyka powodziowego. Wprowadzono mechanizm rekompensat ekonomicznych dla rolników zaangażowanych w budowę zbiorników retencyjnych. Rekompensata składa się z dwóch pozycji: z góry jednorazowa rekompensata za wszelkie niedogodności i straty związane z programem oraz odszkodowanie za szkody związane ze zdarzeniami, aby zrekompensować ewentualne straty gospodarcze spowodowane powodzią użytków rolnych. System ograniczania ryzyka powodziowego, oparty na tymczasowym magazynowaniu wody przeciwpowodziowej na obszarach rolnych, okazał się niezwykle skuteczny w celu zmniejszenia ryzyka związanego z klęskami żywiołowymi. Wykazał on również kompromisy w zakresie produkcji rolnej na dotkniętych obszarach, których nie można w pełni odzyskać w ramach systemu rekompensat.

Pierwszy polder został zainaugurowany w 2009 r., podczas gdy wszystkie pozostałe pięć planowanych tymczasowych zbiorników zostało ukończonych w kolejnych latach (2010–2015) ze wsparciem 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 poldera w tym samym czasie w przypadku poważnych powodzi dodatkowo zmniejsza ryzyko w porównaniu z użyciem pojedynczego poldera. To samo badanie sugeruje, że dodanie większej liczby polderów do obecnego systemu może być skuteczne w zmniejszaniu ryzyka przy dopuszczalnym zakresie kosztów inwestycyjnych.

Pierwotnym celem planu było włączenie szerokiego, wielodyscyplinarnego i wielosektorowego udziału w procesie planowania strategii. Nie udało się to w pełni zrealizować w fazie realizacji (Sendzimir i Magnuszewski, 2008). Projekt łagodzenia powodzi został zaprojektowany z podejściem mającym na celu zminimalizowanie ilości powierzchni gruntów rolnych, które mają być zaangażowane. W ten sposób decydenci polityczni próbowali zminimalizować potencjalne konflikty z rolnikami i właścicielami gruntów, które mogłyby stanowić przeszkodę dla rozwoju projektu. Projekt i wdrożenie planu oraz zasad eksploatacji zbiorników zostały wykonane przez rząd centralny (szczebel krajowy). Rząd określił również najodpowiedniejsze miejsca do budowy zbiorników wody przeciwpowodziowej. Rolnicy i właściciele gruntów, którzy nie są odpowiednio zaangażowani w opracowywanie strategii, zostali poproszeni o zaakceptowanie decyzji rządu (otrzymanie rekompensaty ekonomicznej za potencjalne straty) lub o objęcie ich wywłaszczeniem gruntów do użytku publicznego. W tym drugim przypadku, według ankietowanych właścicieli ziemskich, suma wypłacona przez rząd została uznana za zgodną z wartością rynkową.

Sprawa ta została przeanalizowana w kontekście finansowanego przez UE projektu EPI-Water, EPI-Water, Ocena instrumentów polityki gospodarczej na rzecz zrównoważonej gospodarki wodnej w Europie. W ramach tego projektu opracowano system kompensacyjny, który jest w stanie lepiej zaspokoić żądania sektora rolnego i potrzeby rządu.

W przypadku projektu EPI-Water udział zainteresowanych stron uznano za kluczowy. Właściciele gruntów i rolnicy działający na obszarach zalewowych oraz przedstawiciele regionalnej dyrekcji wodnej byli zaangażowani w opracowanie systemu rekompensat, który byłby w stanie bardziej sprawiedliwie zrekompensować straty poniesione przez sektor rolny. Analiza przeprowadzona w ramach projektu EPI-Water zaproponowała rolnikom i rządowi instrument polityki gospodarczej oparty na zryczałtowanej opłacie wypłacanej rolnikom powiększonej o rekompensatę w przypadku powodzi. Zgodnie z wynikami projektu program ten, w rzeczywistości niewdrożony, przyniósłby kilka korzyści:

• Poprawa rekompensaty finansowej dla rolników dzięki systemowi, który mógłby być postrzegany jako bardziej przejrzysty i sprawiedliwy, co zwiększyłoby akceptację opinii publicznej dla strategii zarządzania powodziami;
• Zachęta dla rolników do zmniejszenia wartości narażonej na powodzie. Można to osiągnąć poprzez inne wykorzystanie obszarów zalewowych, obniżając wartość zagrożonych upraw w zbiorniku. Spowoduje to, że w dłuższej perspektywie cały system będzie tańszy;

Konsultacje z zainteresowanymi stronami przeprowadzone w trakcie projektu badawczego wykazały, że zainteresowane strony mają różne interesy: przedstawiciele rządu opowiadali się za modyfikacjami mającymi na celu poprawę systemu, podczas gdy rolnicy mieli mieszane opinie oparte na ich specyficznych uwarunkowaniach gospodarczych. Jednak z różnych powodów obie strony wyraziły sceptycyzm co do rentowności i wykonalności umów długoterminowych.

Strategia przyjęta przez rząd okazała się niezwykle skuteczna pod względem ograniczania ryzyka powodziowego, ponieważ jest na tyle skalowalna i elastyczna, aby poradzić sobie z niepewnością przyszłych prognoz dotyczących zmian klimatu. Utrzymanie wód powodziowych w zidentyfikowanych tymczasowych zbiornikach ma kluczowe znaczenie dla zmniejszenia częstotliwości i wielkości powodzi na obszarach znajdujących się na dole rzeki, co przynosi znaczne korzyści miastom położonym wzdłuż rzeki. Niestety, jak to często bywa w tych przypadkach, nie wszyscy interesariusze są entuzjastycznie nastawieni do przyjętego rozwiązania. Rolnicy twierdzą, że nieodpowiednie uwzględnienie ich poglądów i perspektyw w procesie, który skłonił rząd do wykorzystania ich gruntów do tymczasowego magazynowania wody przeciwpowodziowej. Właściciele gruntów są wezwani do korzystania ze swojej nieruchomości w celu świadczenia ważnej usługi, ale nie byli zaangażowani w opracowywanie strategii zarządzania powodziowego 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, dzięki czemu korzystanie ze zbiorników jest drogie dla rządu, a jednocześnie pozostawia rolników i właścicieli gruntów niezadowolonych. Czynniki ograniczające obejmowały następujące nierozwiązane kwestie dotyczące systemu rekompensat:

• Odszkodowanie nie jest wystarczające w porównaniu z rzeczywistą kwotą odszkodowania. Rekompensuje straty plonów, ale nie uwzględnia rekultywacji gleby ani konsekwencji finansowych wynikających z zakłócenia 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 kompensacyjnego.
• 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 dla sektora rolnego. Mogłoby to zaostrzyć i tak już delikatną debatę między lokalnymi rolnikami a rządem oraz zwiększyć sprzeciw wobec budowy nowych obszarów retencji.

Stosowanie systemów polderowych przynosi wiele korzyści w zakresie ograniczania ryzyka powodziowego. Rozwiązanie jest łatwo skalowalne i elastyczne (aktywacja pojedynczego poldera lub innej kombinacji dwóch lub więcej polderów), w stanie zmierzyć się z szerokim zakresem niepewności, która obejmuje przyszłe projekcje ekstremalnych zdarzeń powodziowych.

Przyjęte rozwiązanie zaowocowało całkowitym kosztem około 260 mln euro. Strategia została zrealizowana z wkładem z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego i Funduszu Spójności.

Przeprowadzono szereg analiz w celu oceny kosztów i korzyści wybranej strategii łagodzenia powodzi. Wyniki kompleksowej analizy kosztów i korzyści ex post (Koncsos2006)wykazały, że wdrożony scenariusz, obejmujący 6 zbiorników i brak modyfikacji istniejącego systemu dike, znacznie zmniejsza ryzyko w porównaniu z poziomem bazowym (brak interwencji). Stanowi to kompromis między efektywnością redukcji ryzyka a stosunkowo niskimi kosztami inwestycji początkowych. W analizie scenariusza podkreślono również, że dalsze inwestycje w infrastrukturę przeciwpowodziową są uzasadnione ekonomicznie.

Z aktualnej analizy kosztów i korzyści przeprowadzonej w 2022 r. (Ungvárii Kis, 2022 r.) wynika, że wykorzystanie 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 używane z większą częstotliwością niż pierwotnie planowano (wydarzenia 100-letnie). Wiąże się to jednak z kwestią utrzymania obecnego użytkowania gruntów (ze szczególnym odniesieniem do rolnictwa) lub dostosowania go w perspektywie długoterminowej (do obszaru zalesionego) w celu dostosowania się do nowego i częstszego wykorzystywania polderów jako zbiorników powodziowych.

Zaplanowano opracowane strategie ochrony przeciwpowodziowej, które mają zostać włączone do szerszego procesu rozwoju regionalnego. Przewidywał on szeroko zakrojone działania w zakresie krajobrazu i rehabilitacji społecznej. Środki te powinny być połączone z odtworzeniem 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 dyrektyw powodziowych. W ramach interwencji przyjęto strategię łagodzenia powodzi, która szanuje naturalne ekosystemy i naturalną hydrodynamikę. Ponieważ jednak duża część dorzecza Cisy jest poświęcona rolnictwu, dalsze ograniczenia wynikają z wdrażania Wspólnej Polityki Rolnej i jej systemu opadania, które wpływają na decyzje właścicieli gruntów.

Systemy rekompensat dla rolników są ustanawiane w drodze aktu prawnego. Jego realizacja pozostawiła jednak znaczną niepewność co do procesu produkcji rolnej, podnosząc koszty bezpośrednie, a także koszty alternatywne dla rolników.

W latach 2009-2015 wdrożono strategię ochrony przeciwpowodziowej wraz z realizacją 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 dzięki skutecznemu wykorzystaniu polderów przeciwpowodziowych: Studium przypadku rzeki Cisza

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

EpiWater Deliverable 4.2. WP4 EX-ANTE Case Studies Powodzie i logowanie wody w dorzeczu Cisy (Węgry)