Susza – to słowo niezależnie od użytego kontekstu wywołuje niepokój w każdym człowieku. Wyobraźnia podsuwa bowiem obrazy wyschniętych studni, jałowej, suchej ziemi, pustych kranów i kolejek do punktów czerpania wody. Obawiamy się braku wody, a jednocześnie jesteśmy przyzwyczajeni do dostępu do niej właściwie bez ograniczeń.Nie jest przesadą stwierdzenie, że dostęp do czystej wody stanowi podstawę rozwoju współczesnej cywilizacji. Długie okresy bezopadowe i powtarzające się bezśnieżne zimy powodują niepokój i liczne spekulacje na temat grożących nam niebezpieczeństw. A przecież susza, podobnie jak powódź, jest zjawiskiem naturalnym i jej pojawienie się co jakiś czas nie jest niczym ekstremalnym. Czy wobec tego powinniśmy obawiać się suszy i jej skutków w postaci niedoborów wody? Czy też można uznać to zjawisko za mało groźne na obszarze Polski? Na te i inne pytanie dotyczące ryzyka niedoborów wody odpowiada państwowa służba hydrogeologiczna.
Ze względu na uwarunkowania klimatyczne susze w Polsce nie są tak dotkliwie, jak w innych rejonach świata. Jednak nawet w naszych szerokościach geograficznych pojawiają się niżówki hydrogeologiczne, jako ostatnia i najgłębsza faza suszy, które bywają problemem dla ludzi mieszkających na obszarach nie zwodociągowanych, gdzie podstawą zaopatrzenia w wodę są indywidualne, płytkie studnie gospodarskie lub niewielkie, okresowo zanikające, naturalne źródła. Taka sytuacja miała miejsce w Polsce w okresie wczesnojesiennym w ubiegłym roku, kiedy na większości obszaru kraju stwierdzono występowanie ekstremalnie niskich stanów położenia zwierciadła wody, szczególnie w płytko występujących poziomach wodonośnych (ryc. 1).
Ryc. 1 Prognoza zagrożenia wystąpienia niżówki hydrogeologicznej dla wód podziemnych – listopad 2015 r.
W kolejnych miesiącach sytuacja ulegała zmianom, w tym zanotowano wyraźną poprawę sytuacji hydrogeologicznej, ale aż do chwili obecnej w niektórych rejonach, głównie w północno-zachodniej części kraju utrzymuje się stan niżówki hydrogeologicznej (ryc.2).
Ryc. 2 Prognoza zagrożenia wystąpienia niżówki hydrogeologicznej dla wód podziemnych – listopad 2016 r.
Czy to oznacza, że Polska jest krajem mało zasobnym w wodę? Na szczęście nie jest to prawda w odniesieniu do wód podziemnych. Polska posiada znaczne zasoby wód zmagazynowane w wodonośnych strukturach geologicznych występujących na różnych głębokościach pod powierzchnią Ziemi, stanowiące użytkowe poziomy wodonośne.Szacuje się, że wynoszą one około 3 tysiące km3, co przekracza ponad 120-krotnie ilość wód znajdującą się w jeziorach i zbiornikach retencyjnych. Połowa rocznego odpływu rzek do Bałtyku pochodzi z zasilania wodami podziemnymi. Sumaryczne zasoby wód podziemnych dostępne do zagospodarowania na obszarze kraju wynoszą 13,6 km3/rok. Roczny pobór wód podziemnych w Polsce kształtuje się na poziomie 3,5 km3/rok, a zatem w skali kraju rezerwy odnawialnych zasobów wód podziemnych są wysokie, kształtując się na poziomie 80%. Jednak mimo tak znaczących zasobów wód podziemnych zdarza się, że w niektórych regionach kraju co pewien czas odczuwane są dotkliwie niedobory wód podziemnych będące skutkiem wahań położenia zwierciadła płytkich wód podziemnych i związanych z nimi okresów niżówek hydrologicznych.
Wahania zwierciadła wody podziemnej i niżówka hydrogeologiczna
Niżówka hydrogeologiczna jest pojęciem niejednoznacznym, co wynika z nieostrej definicji tego zjawiska. Na ogół przyjmuje się, że jest to okres,a nie chwilowe zdarzenie, w którym położenie zwierciadła wód pierwszego poziomu wodonośnego o charakterze swobodnym jest niższe od pewnej umownej wartości granicznej. Tak więc zjawisko to zazwyczaj wiąże się z najpłycej występującymi wodami podziemnymi, często nazywanymi wodami gruntowymi. Głębokość położenia zwierciadła wód podziemnych ulega w czasie naturalnym fluktuacjom. Wyróżnić można okresy o wyraźnie wyższym i niższym położeniu zwierciadła wody, co jest związane ze zmianami warunków meteorologicznych, w tym przede wszystkim zmianami rozkładów i sum opadów atmosferycznych oraz temperatury powietrza.W opisywanych fluktuacjach wód na nieregularne cykle wieloletnie nakładają się zmiany sezonowe związane z cyklicznością roczną (ryc. 3). Nałożenie się fazy niskich stanów wód cyklu wieloletniego i niskiej fazy fluktuacji sezonowych sprzyja występowaniu niżówki hydrogeologicznej.
Ryc. 3. Zmienność położenia zwierciadła wód podziemnych w czasie na przykładzie obserwacji w punkcie sieci obserwacyjno-badawczej PIG-PIB (stacja hydrogeologiczna II rzędu nr 741)
Niżówka hydrogeologiczna jest najgłębszym przejawem zjawiska suszy, w którym wyróżnia się następujące etapy (ryc. 4):
- susza atmosferyczna,
- susza glebowa,
- susza hydrologiczna, która skutkuje:
- niżówką hydrologiczną (niżówką wód powierzchniowych),
- niżówką hydrogeologiczną (niżówką wód podziemnych).
Niżówka hydrogeologiczna, podobnie jak inne etapy suszy, może dotyczyć bardzo rozległych obszarów i występować w różnych regionach kraju. Cechą charakterystyczną jest powolna propagacja tego zjawiska, co powoduje, że trudno uchwycić jego początek. Każdy kolejny rok „suchy” powoduje pogłębianie niżówki, co jest efektem kumulacji niekorzystnych warunków meteorologicznych.Przeważnie jednak susza atmosferyczna ustępuje przed rozwinięciem się suszy glebowej, a susza glebowa zanika nie przechodząc w fazę suszy hydrologicznej. Tym samym stosunkowo rzadko dochodzi do rozwoju suszy hydrologicznej z niżówką hydrogeologiczną. Należy jednak zwrócić uwagę, że im dalszy etap suszy wystąpi, tym trudniej jest on odwracalny.
Prawdopodobnie jedna z największych niżówek hydrogeologicznych na ziemiach polskich miała miejsce na początku XV wieku.Jak wynika z zapisów kronik, przy utrzymującym się przez 3 kolejne lata deficycie opadów atmosferycznych, wiele rzek zanikło, a stan wody w Wiśle był tak niski, iż miejscami rzeka utraciła swój nurt. Wnioskować należy, że tego typu zdarzenie musiało się wiązać również ze znacznym i długotrwałym obniżeniem zwierciadła płytkich wód podziemnych i głęboką niżówką hydrogeologiczną.
Jakie mogą być skutki niżówki hydrogeologicznej?
Niżówka hydrogeologiczna jest zjawiskiem, które może przynieść różnego rodzaju niekorzystne skutki. Przede wszystkim mogą pojawić się problemy w ujmowaniu wód z płytkich warstw wodonośnych. Ponadto mogą wystąpić straty w rolnictwie, problemy w sektorze energetyki wodnej i niekorzystne zmiany składu chemicznego płytkich wód podziemnych. Przy długo utrzymujących się niżówkach może dojść do spadku ciśnień piezometrycznych w niższych warstwach wodonośnych, co w szczególnych przypadkach może powodować zmniejszenie wydajności ujęć eksploatujących te warstwy. Okresy niżówkowe mogą też stać się przyczyną zmian ekosystemów zależnych od wód podziemnych.
Bezpośrednie skutki niżówki są odczuwalne przede wszystkim na niezwodociągowanych obszarach, gdzie ludzie zaopatrują się w wodę korzystając z indywidualnych płytkich studni gospodarskich– często studni kopanych lub tzw. abisynek. Chociaż takich miejsc jest coraz mniej, to jednak nadal są na terenie naszego kraju takie obszary. Wynika to z różnych przyczyn zarówno ekonomicznych, jak i czasem technicznych. Najczęściej niezwodociągowane są obszary o rozproszonej zabudowie.
Na zakończenie tych rozważań o niżówce hydrogeologicznej nasuwa się pytanie, czy człowiek pozostaje bezradny wobec tego zjawiska.Czy mając świadomość jego powtarzalności nieuniknione jest doświadczanie negatywnych skutków niedoborów wody? Prognozowanie suszy jest niezwykle trudne, ale nasza wiedza na ten temat wzrasta, a i metody przewidywania są coraz doskonalsze. Tak więc można wyprzedająco podejmować działania łagodzące skutki suszy w tych obszarach, gdzie bywają one najdotkliwsze. Mając wiedzę na temat uwarunkowań występowania suszy na obszarze Polski oraz dysponując całym wachlarzem działań umożliwiających łagodzenie jej skutków z pewnością nie pozostajemy bezradni wobec tego zjawiska.
Aby wyeliminować potencjalne niedobory wody przeznaczonej do spożycia należy budować ujęcia wód podziemnych w oparciu o głębiej występujące poziomy wodonośne, izolowane od powierzchni terenu i charakteryzujące się większą zasobnością. Skutecznym przeciwdziałaniem będzie także znaczna rozbudowa systemu małej retencji. Warto tu przypomnieć, że przed II wojną światową w granicach ówczesnej Polski było ponad 20 000 małych zbiorników wód powierzchniowych (o mocy ponad 25 KM), które po wojnie w dużej części zostały zniszczone. Od lat 90 ubiegłego wieku trwa odbudowa tej infrastruktury, jednak ze względu na przekazanie przez państwo spraw dotyczących małej retencji w gestię samorządów i szczupłość lokalnych środków budżetowych realizacja tego zadania jest niezwykle powolna. Istniejące już i dość liczne „Programy małej retencji” opracowane dla różnych regionów Polski powinny być jak najszybciej zrealizowane.
Na zlecenie Rządowego Centrum Bezpieczeństwa w październiku2016 r. państwowa służba hydrogeologiczna opracowała dodatkową prognozę położenia zwierciadła płytkich wód podziemnych na okres listopad 2016-luty 2017. W listopadzie została ona uaktualniona.
Agnieszka Kowalczyk, Małgorzata Woźnicka
