Pisząc o zagrożeniach hydrologicznych w dobie zmieniającego się klimatu, nie sposób pominąć problemów związanych z niedoborem wody. Susza jest zjawiskiem, które w ostatnich latach silnie zaznacza się w Polsce i powoduje istotne implikacje w środowisku geograficznym. W związku z tym coraz częściej – zwłaszcza latem – słyszymy określenia takie jak susza, niżówka, niskie stany wody. Powracające okresy suszy stają się zmorą rolników, a niskie stany wody na rzekach mają duży wpływ na gospodarkę. Jak sytuacja wygląda w tym roku? O czym mówimy, kiedy wspominamy o niskich stanach wody?
AUTORZY: Michał Sikora-Le, Izabela Adrian, Paweł Przygrodzki. IMGW-PIB/Centrum Hydrologicznej Osłony Kraju
Susza jest zjawiskiem przechodzącym przez różne fazy rozwoju (narasta stopniowo), co powoduje, że niedobór wody może przybrać różną formę – począwszy od niedoboru opadów, poprzez niedobór wilgoci w glebie aż po niedobór zasobów wodnych. Każdy z tych etapów może wywoływać negatywne skutki dla społeczeństwa, gospodarki i środowiska. Na przykład susza hydrologiczna wiąże się z obniżeniem poziomu wód w rzekach (w przypadku mniejszych cieków nawet z ich całkowitym wyschnięciem) lub innych akwenach, co w dalszej kolejności może powodować ograniczenia możliwości korzystania z wód, w tym problemy zaopatrzenia w wodę konkretnych odbiorców.
Czym jest stan wody?
Kiedy słyszymy hasło „stan wody”, skojarzenie przychodzi bardzo szybko – stan wody określa aktualny poziom wody w rzece, a więc to, ile wody się w niej znajduje. Oczywiście nie jest to zły trop, jednak dokładna definicja brzmi nieco bardziej zawile. Stan wody, w odniesieniu do pomiarów wykonywanych w IMGW-PIB, określa położenie zwierciadła wody w danym przekroju koryta rzecznego, gdzie umiejscowiona jest łata wodowskazowa. Nie jest to wartość mierzona od dna rzeki, tylko od przyjętego umownie poziomu odniesienia zwanego zerem wodowskazu. Koryto rzeczne nie jest strukturą idealnie płaską. W jednym przekroju poprzecznym realna wysokość zwierciadła wody może być diametralnie różna. Wyznaczenie zera wodowskazu pozwala na ujednolicenie pomiarów i niweluje wpływ zmian w korycie rzecznym na integralność danych.
Stan wody na rzekach – aktualna sytuacja
W opisie sytuacji hydrologicznej zazwyczaj podaje się aktualne strefy stanu: wody niskiej, średniej i wysokiej. Strefy te wyznacza się na bazie stanów charakterystycznych dla poszczególnych stacji, obliczanych z danych dla ostatniego wielolecia (30 lat). Ogólnie mówiąc, kiedy na danym wodowskazie notujemy strefę wody niskiej, wiemy, że wody jest mniej niż zazwyczaj. Odwrotna sytuacja ma miejsce w przypadku wody wysokiej – wtedy zwierciadło wody położone jest na poziomie wyższym niż przeciętnie. Strefa wody średniej mówi nam o sytuacji, którą można uznać za normalną, typową dla danej stacji.
9 września 2024 roku stany wody na rzekach w Polsce układały się głównie w strefie wody niskiej (aż 73 proc.). Na 25 proc. stacji hydrologicznych notowano strefę wody średniej, a zaledwie na 2 proc. – strefę wody wysokiej. Jest to sytuacja niekorzystna, wynikająca głównie z bardzo wysokich temperatur i braku znaczących opadów. W tym miejscu warto zaznaczyć, że nawet bardzo wysokie opady (ostatnie rekordy w Warszawie, Jeleniej Górze i Zamościu), charakteryzujące się dużą intensywnością, nie są w stanie w krótkim czasie uzupełnić zasoby wodne. Ulewne deszcze towarzyszące burzom bardzo szybko spływają do rzek, formując wezbrania grożące podtopieniami lub nawet powodziami błyskawicznymi, jednak nie zatrzymują się na dłużej w środowisku. Sucha gleba nie jest w stanie przyjąć dużych ilości wody w krótkim czasie. Wzrosty na rzekach są gwałtowne, lecz równie szybko sytuacja wraca do poprzedniego stanu.
Długo utrzymująca się upalna i sucha pogoda sprawia, że na początku miesiąca padły kolejne „smutne” rekordy stanów wody. 9 września 2024 r. obserwowaliśmy 26 stacji, na których stany wody były niższe od dotychczasowych minimów. Chociażby na stacji hydrologicznej Warszawa–Nadwilanówka stan wody wyniósł 57 cm – to o 11 cm mniej niż aktualny rekord. W piątek (06.09) pracownicy terenowi IMGW-PIB wykonali pomiary hydrometryczne przy historycznie niskich stanach wody na Wiśle w Warszawie. Obserwacje realizowane przy tak niskich stanach są niezwykle wartościowe – uzyskane dane pozwolą na dokładniejsze przewidywanie ekstremów hydrologicznych. Interesujące jest, że ze względu na tak rekordowo małą ilość wody, pomiarowcy zmuszeni byli do wykorzystania pontonu zamiast łodzi pomiarowej, co z reguły się nie zdarza.
10 września 2024 roku na stacji Warszawa–Bulwary zarejestrowano rekordowo niski stan wody (20 cm). Do tej pory absolutne minimum wynosiło 26 cm – wartość ta osiągnięta była kilkukrotnie podczas suszy letnio-jesiennej w 2015 roku (28 i 29 sierpnia oraz 5 września). Od tego czasu możemy mówić o nawracającym co roku problemie permanentnej suszy. Oczywiście w okresie 2015-2024 były lata bardziej suche i bardziej wilgotne, ale przynajmniej raz w roku dochodziło do sytuacji, w której wody powierzchniowe dotykała susza, drastycznie spadała wartość wskaźnika wilgotności gleby i zwiększał się udział liczby stacji z przepływem poniżej SNQ.
Eksperymentalna hydrologiczna prognoza długoterminowa wskazuje, że dla stacji Warszawa–Bulwary prawdopodobieństwo wystąpienia stanów niskich nadal utrzymywać się będzie na wysokim poziomie w całym horyzoncie prognozy. W październiku wzrośnie jednak prawdopodobieństwo wystąpienia stanów średnich, przy rosnącej niepewności prognozy.
Przepływy niżówkowe
Oprócz analizy stref stanu wody, ważnym wskaźnikiem sytuacji hydrologicznej jest liczba stacji z przepływem poniżej SNQ. Wartość SNQ określa średni niski przepływ z ostatniego wielolecia. Obecnie (tj. 9 września 2024 r.) przepływy poniżej SNQ odnotowano na 308 stacjach. Jest to wartość znacznie przekraczająca to, co obserwowaliśmy w latach ubiegłych, zwłaszcza na początku września, choć do rekordowego roku 2015 jeszcze trochę brakuje – wówczas w sierpniu przepływy niżówkowe wystąpiły na 350 stacjach.
Przepływy poniżej SNQ są podstawą do wydawania ostrzeżeń przed suszą hydrologiczną. Od niedawna IMGW-PIB wydaje je przez cały rok. Obecnie obowiązuje 48 takich ostrzeżeń, a w niedługiej perspektywie wydane mogą zostać kolejne. Najgorzej sytuacja przedstawia się w zlewniach prawostronnych dopływów Wisły – tu zdecydowana większość obszaru objęta jest ostrzeżeniami przed suszą hydrologiczną. Długie okresy bezdeszczowe dotykają w szczególności obszary Wielkopolski, Mazowsza, Ziemi Lubuskiej, części Dolnego Śląska. Na rzekach tych regionów ostrzeżenia przed suszą hydrologiczną z reguły wydawane są najczęściej i obowiązują najdłużej.
Do charakteryzowania niżówek wyznacza się również wartości NNQ, czyli najniższego przepływu z wielolecia. Gdy ta wartość zostanie przekroczona, można mówić o rekordowo niskim przepływie na danej stacji. W tej chwili przepływy poniżej NNQ obserwujemy na 10 stacjach hydrologicznych, głównie na wschodzie Polski.
Co nas czeka?
Początek września 2024 roku przyniósł wysokie temperatury i niskie opady, co znacząco przyczyniło się do wzrostu liczby stacji z przepływem poniżej SNQ i wyraźnych spadków stanu wody na rzekach. Według eksperymentalnej prognozy długoterminowej opracowanej w Zakładzie Analiz Meteorologicznych i Prognoz Długoterminowych Centrum Modelowania Meteorologicznego IMGW-PIB, cały wrzesień charakteryzował się będzie temperaturami powyżej normy termicznej. Z tego powodu początek miesiąca to dalsze pogłębianie zjawiska niżówki hydrologicznej. Potwierdza to również eksperymentalna hydrologiczna prognoza długoterminowa dostępna na stronie https://hydro.imgw.pl/#/.
Prognozowane na 12-15 września opady w znacznym stopniu przyczynią się do wzrostów stanu wody oraz przepływów w górnej części dorzecza Odry i Wisły. Jednak w pierwszej połowie października, prawdopodobnie na większości rzek nadal utrzymywać się będą stany niskie. Wzrostów poziomów wody można spodziewać się jedynie na północy i północnym wschodzie Polski. Na znaczną poprawę sytuacji należy poczekać do drugiej połowy października. Dni będą już znacznie krótsze, a temperatury coraz niższe, przez co zmniejszy się parowanie. Dodatkowo okres wegetacyjny będzie dobiegał końca, co również wpłynie na znacznie mniejsze zapotrzebowanie roślin na wodę. Dzięki temu większa część opadów będzie miała możliwość infiltracji i odnowy wód gruntowych. Te czynniki, w połączeniu z prognozowanymi opadami powyżej normy w październiku i w listopadzie, przyczynią się do poprawy sytuacji pod względem suszy hydrologicznej.
Niskie stany wody – problem dotyczący nas wszystkich
Przewaga niskich stanów wody na rzekach niesie za sobą poważne konsekwencje. Zagrożone są ekosystemy rzeczne i jeziorne oraz wszystkie obszary mające związek z wodą – tereny okresowo zalewane, bagna, mokradła i torfowiska. Przedłużający się niedobór wody prowadzi do często nieodwracalnej degradacji cennych przyrodniczo siedlisk. Niskie stany odbijają się również na życiu i działalności człowieka. Niedobór wody w rzekach jest najczęściej pokłosiem niskich opadów lub ich niekorzystnego rozkładu. Z tych z kolei wynika niska wilgotność gleby i brak wody dostępnej dla roślin, co ma bardzo duży wpływ na efektywność prowadzonej gospodarki rolnej. Niskie stany wody zmniejszają również dostępność wody przeznaczonej do nawadniania pól. Negatywny wpływ widoczny jest także w przemyśle i energetyce. Woda z rzek wykorzystywana jest w procesie produkcji oraz do chłodzenia urządzeń w trakcie wytwarzania energii elektrycznej. Jej brak jest tu dużym problemem. Naturalną konsekwencją spadku poziomu wody w rzekach jest powolne obniżanie się zwierciadła wód podziemnych. W niektórych płytkich ujęciach odczuwalne może być zmniejszenie się dostępnych zasobów wodnych.
„Długotrwałe zmiany trendów przebiegu stanów wody na rzekach, idące w stronę dominacji stanów niskich, są nierozerwalnie związane ze zmianą klimatu. Polska jako kraj dysponujący jednymi z najmniejszych zasobów wodnych w przeliczeniu na człowieka, odczuwa je niestety szczególnie dotkliwie. Mokre, a nie śnieżne zimy, upalne lata i zmiana charakteru opadów – z wielkoobszarowych opadów rozlewnych na odseparowane o siebie nawalne opady towarzyszące burzom – mają kolosalny wpływ na stany wody na rzekach w przeciągu całego rok, ale również w ujęciu wieloletnim. Powinniśmy jak najszybciej zacząć wdrażać rozwiązania adaptacyjne, które pozwolą zmniejszyć negatywne efekty zachodzącej zmiany klimatu”. – komentuje dr Paweł Przygrodzki, Dyrektor CHOK w IMGW-PIB.
