O tym, jak użytkowanie terenu zlewni może zmienić pojemność zbiornika i skąd pomysł na badania w Afryce opowiada dr hab. Michael Nones z Zakładu Hydrologii i Hydrodynamiki Instytutu Geofizyki PAN, pomysłodawca i kierownik nowego projektu finansowanego z NCN pt. „Ocena wydajności sedymentacji osadów w zlewni i wpływu zamulania na pojemność zbiornika na podstawie zmian pokrycia/użytkowania terenu: studium przypadku zapory Elektrowni Wodnej Fincha, Etiopia”

Skąd pomysł na badanie zlewni rzeki w Etiopii?

Współpracuję z kolegami z Etiopii od jakiegoś czasu. Dzięki wspólnym dyskusjom wybraliśmy obszar zlewni Fincha, na którym od wielu lat występują problemy z zamulaniem zbiornika. Fincha to dopływ Nilu Błękitnego. Jej zlewnia ma powierzchnię 3 251 km2, czyli nieco większą niż zlewnia Liwca, rzeki na Mazowszu. Na końcu zbiornika utworzonego na Finchy znajduje się elektrownia wodna o mocy 100 MW, co z kolei możemy porównać do mocy szczytowo-pompowej elektrowni Niedzica na Jeziorze Czorsztyńskim.

Zasoby wodne dzięki zbiornikom zbudowanym na naturalnych rzekach są szeroko wykorzystywane, m.in. do zaopatrzenia w wodę, produkcji energii, nawadniania, rekreacji oraz żeglugi. Jednak sedymentacja osadów z obszaru zlewni zbiornika jest poważnym problemem środowiskowym i ekonomicznym, a zmniejszenie pojemności użytkowej zbiornika zakłóca normalne działanie zapory. Wzrost obszarów odsłoniętego gruntu, zwiększony spływ powierzchniowy wód opadowych i erozja gleby są głównymi zagrożeniami środowiskowymi dotyczącymi użytkowania zlewni rzeki Fincha w Etiopii. Do przyśpieszonej erozji gleby przyczynia się kilka czynników, tj. urbanizacja, wylesianie, nadmierny wypas, niewłaściwe praktyki uprawowe, pozostawianie odłogów skutkujące niską zawartością materii organicznej, system własności gruntów, niewielkie i rozdrobnione gospodarstwa, jak również ogólne ubóstwo. 

Proponowane badania określą szybkość sedymentacji osadów w zlewni oraz wpływ użytkowania terenu na zamulanie zbiornika Fincha. Nasz projekt ma szansę odpowiedzieć na problem sedymentacji osadów poprzez analizę scenariuszy zamulania zbiornika przy zmieniających się warunkach klimatycznych i dla różnych warunków pokrycia i użytkowania terenu. 

Jakie są założenia projektu?

Po pierwsze, w badaniach zostanie położony nacisk na to, jak zmiany użytkowania terenu wpływają na szybkość sedymentacji osadów i jakie to będzie miało konsekwencje dla pojemności zbiornika. Po drugie, wyniki projektu, bazujące na przeprowadzonych w wielu wariantach symulacjach, zapewnią zarządzającym szereg scenariuszy zakładających odmienne użytkowanie terenu oraz powiązane z nimi strategie zarządzania i zalecenia dla ograniczenia zamulania zbiornika Zapory Fincha. Chcemy zbadać jaka jest korelacja wydajności sedymentacji osadu z topografią, przepływem, geometrią koryta oraz charakterystyką pokrycia terenu i jego drenażu. Dodatkowo sprawdzimy czy procesy te różnią się sezonowo i jak osady wpływają na żywotność zbiornika.

Jakie będą kolejne działania w projekcie?

Na początku zbierzemy dane (dane meteorologiczne, model terenu, rodzaj gleb, użytkowanie terenu) niezbędne do uruchomienia modelu ArcSWAT, z którego chcemy skorzystać. Następnie na podstawie różnych założeń co do możliwej zmiany użytkowania terenu przeprowadzimy symulacje z użyciem modelu tak, aby obliczyć poziom depozycji sedymentu w końcowej części zbiornika, przy zaporze. W kolejnym kroku przygotujemy kilka scenariuszy dla zmiennych warunków klimatycznych oraz użytkowania terenu zlewni.

Jakie są główne oczekiwania dotyczące tego projektu?

Chciałbym rozwijać swoje kompetencje i mam nadzieję, że mój doktorant czegoś mnie nauczy J. W projekcie jest oczywiście element badań podstawowych dotyczący samego modelu i jego wykorzystania do symulacji różnych warunków klimatycznych i użytkowania terenu, ale ważny jest również element praktyczny – dostarczenie wiarygodnych scenariuszy, które pomogą w zarządzaniu zlewnią. Wyniki naszych badań będą szczególnie interesujące dla kolegów z Etiopii i mogą być wykorzystane przez rząd etiopski do wprowadzenia konkretnych zmian na tym obszarze. Natomiast sam model i metodyka badań są uniwersalne i mogą być zastosowane również w innych przypadkach. (ZKNiE).

Życzymy powodzenia w realizacji projektu.

Fot. Dzięki uprzejmości partnera z Etiopii.