“Liczy się każdy litr”. Czy Polsce grozi wodny blackout? Rozmowa z prof. Stanisławem Rybickim, ekspertem Politechniki Krakowskiej

W rozmowie o tym:

• Dlaczego bezpieczeństwo wodne staje się jednym z kluczowych elementów bezpieczeństwa państwa i mieszkańców?
• Czy polskie wodociągi są przygotowane na blackouty, cyberataki oraz inne sytuacje kryzysowe?
• Jak zmiany klimatu wpływają na dostępność i jakość wody oraz dlaczego będziemy coraz częściej doświadczać zarówno susz, jak i gwałtownych powodzi?
• Dlaczego 1000 awaryjnych studni nie sprawdzi się w Krakowie i co naprawdę zwiększa odporność systemów zaopatrzenia w wodę?
• Jak mobilne stacje uzdatniania i sztuczna inteligencja mogą w przyszłości chronić dostawy wody?
• Ile mogą zrobić mieszkańcy, żeby przygotować się na wodne kryzysy?
  

– Czy Kraków jest gotowy na wodny kryzys?

Dr hab. inż. Stanisław Rybicki, prof. PK: – Tak, Kraków jest dobrze przygotowany, choć skala tego przygotowania zależy od charakteru zagrożenia. Miasto od lat 60. systematycznie buduje odporność na zmiany klimatyczne poprzez dywersyfikację źródeł dostaw. Posiadamy cztery duże takie źródła – rzeki Sanka, Dłubnia, Rudawa oraz zbiornik w Dobczycach – i jedno mniejsze źródło wody, czyli studnie głębinowe w Mistrzejowicach. Zbiorniki wody czystej, przede wszystkim te rozmieszczone nad Wieliczką, na Wzgórzach Krzesławickich i Górce Narodowej, zapewniają ciśnienie w sieci bez konieczności pompowania, a ich pojemność wystarcza na półtorej doby rozbioru bez żadnych ograniczeń. System jest w dużej mierze niewrażliwy na problemy energetyczne, dzięki wykorzystaniu naturalnego ukształtowania terenu.

– Władze Wodociągów Miasta Krakowa podkreślają, że system jest gotowy na kryzys w stylu tego, który miał miejsce rok temu w Hiszpanii. Z oczywistych względów nie mogą zdradzać szczegółów zabezpieczeń. Powiedzmy więc ogólnie – jakie warunki musi spełniać system dostarczania wody, aby faktycznie był gotowy na kryzys?

– Można postawić pytanie odwrotnie: czego oczekujemy od bezpieczeństwa dostaw? Jeżeli mówimy o kwestiach klimatycznych, to pracujemy razem z wodociągami [krakowskimi – dop. red.] nad sprawami, z którymi będziemy się zmierzać coraz bardziej. Jakość wody pogarsza się przez to, że klimat jest gorszy – woda deszczowa opada w inny niż dawniej sposób, ma inne charakterystyki, i jakościowe i przepływowe. Jeżeli chodzi o ewentualne wyłączenie prądu, to kluczowa jest kwestia zapasowych źródeł i ukształtowania zbiorników sieciowych. Kraków jest podzielony na strefy, które mają system połączeń pozwalający przepływać wodzie z jednego obszaru do drugiego. A ilość wody, którą wodociągi mogą wyprodukować, jest wystarczająca. Nawet gdyby któreś źródło trzeba było wyłączyć, to jesteśmy w stanie funkcjonować. Nawet jeżeli nastąpiłoby jakieś tragiczne wydarzenie, to jest to do opanowania. Zawsze powtarzam: jeżeli ktoś mówi, że w warunkach totalnego kryzysu zapewni takie samo zaopatrzenie jak teraz, to należy mu zabrać wszystkie stopnie i tytuły zawodowe. Pewne rzeczy są po prostu niemożliwe, ale system musi być zbudowany tak, żeby zminimalizować takie ryzyko.

– Społeczny Komitet Rozwoju Krakowa przygotował projekt uchwały stworzenia rozproszonej sieci 1000 studni na terenie miasta. Chodzi o studnie z pompami ręcznymi, z których Krakowianie mogliby korzystać w razie tzw. blackout’u, czyli całkowitej awarii prądu. Czy ten pomysł to realne i potrzebne wzmocnienie systemu bezpieczeństwa hydrologicznego?

– Z punktu widzenia zainteresowania i włączenia społeczeństwa – tak, bo wskazuje, że Krakowianie myślą o tym. Ale z punktu widzenia zaopatrzenia w wodę w warunkach kryzysowych, to w ogóle nie tędy droga. W Krakowie wód podziemnych jest bardzo mało, a woda z płytkich warstw nie nadaje się do picia i nigdy nie będzie do tego zdatna, ponieważ – jako pobierana z warstw płytkich – nie ma naturalnej zdolności samooczyszczania. To głównie woda deszczowa z lokalnymi zanieczyszczeniami. Ze studni jurajskich można uzyskać około 400 metrów sześciennych wody na dobę, podczas gdy Kraków potrzebuje około 190 tysięcy metrów sześciennych, aby funkcjonować normalnie, czyli mówimy o mniej niż 0,2 procent zapotrzebowania. Woda z płytkich studni w mieście jest zanieczyszczona biologicznie i chemicznie, nie nadaje się do picia ani do celów higienicznych. Studnie umieszczone zbyt blisko siebie oddziaływałyby na siebie nawzajem kanibalizując swoje własne zasoby, a w wielu miejscach do wody by się po prostu nie dokopano. To jakby chcieć zaopatrzyć Kraków w wodę z kałuży. Dodatkowo leje depresyjne tych studni przecinałyby sieci kanalizacyjne i inne instalacje podziemne. Studnia przed blokiem nie rozwiązuje problemu braku wody do prania, spłukiwania toalety ani gotowania, nie zastąpi systemu wodociągowego.

– Inicjatorzy budowy sieci studni wskazują na przykład Berlina, który ma ich ponad 2000.

– Porównanie z Berlinem jest całkowicie nietrafione. Berlin leży na ogromnych zasobach wód podziemnych. Ma warstwy wodonośne na małych głębokościach, pomiędzy rzeką Hawelą i jeziorami. W Krakowie takich zasobów nie ma. Kraków leży w dolinie Wisły, gdzie wody wgłębne o takich jak w Berlinie  zasobach prawie nie istnieją. Berlin bazuje na wodzie podziemnej od zawsze, ze względu na swoje warunki geologiczne, to zupełnie inna liga. Kraków nie ma takich warunków hydrogeologicznych, dlatego kopiowanie berlińskiego modelu – jakkolwiek słuszne w intencjach – jest zwyczajnie nierealne.

– Co w takim razie byłoby właściwym kierunkiem ku zwalczaniu zagrożenia braków w dostępie do wody dla takiego miasta jak Kraków?

–  Myślę, że musimy iść w kierunku odpornego systemu wodociągowego. On jest sam w sobie trudny do zniszczenia – jest zakopany co najmniej półtora metra w ziemi. Punktowo może zostać zniszczony, ale doświadczenia wojny ukraińskiej wskazują, że przy odpowiedniej strukturze organizacyjnej jest szybko naprawiany. Musimy wspólnie zajmować się różnymi rozważaniami dotyczącymi bezpieczeństwa dostaw wody przy różnych scenariuszach. Należy rozpoznać istniejące zdroje i studnie awaryjne, określić ich wydajność i skład wody oraz wytypować te, które mogą być użyteczne w kryzysie. Konieczne jest zbudowanie systemu wsparcia dla wodociągów poprzez wzmocnienie zabezpieczeń energetycznych i zwiększenie liczby punktów poboru w newralgicznych miejscach. Trzeba opracować kompleksowe scenariusze określające, co gwarantujemy, jak gwarantujemy i kto za to odpowiada w różnych wariantach kryzysu. Niezbędne jest zwiększenie liczby mobilnych stacji uzdatniania. Mówimy o kontenerowych stacjach, takich jak ta testowana wspólnie przez Politechnikę Krakowską i Wodociągi Miasta Krakowa. Stacje takie są w stanie oczyścić każdy rodzaj ujmowanej wody, nawet z Wisły, i dostarczyć ją dla kilkunastu tysięcy osób. Konieczne są też magazyny paliwa dla awaryjnych generatorów oraz inwestycje w systemy autonomicznego wykrywania zagrożeń oparte na sztucznej inteligencji, które działają bez udziału człowieka.

– Dwa lata temu Najwyższa Izba Kontroli sprawdziła przygotowania na “wodny blackout” w 10 gminach. Okazało się, że żadna z nich nie miała dostatecznych zabezpieczeń na taki scenariusz. W raporcie czytamy m.in., że nie analizowano stanu zabezpieczenia dostaw wody, nie utrzymywano w sprawności rezerwowych ujęć wody i w przypadku braku możliwości dostaw wody siecią wodociągową, tylko jedna ze skontrolowanych gmin dysponowała środkami do transportu i dystrybucji wody pitnej.

– Raport Najwyższej Izby Kontroli był z jednej strony bardzo cenną rzeczą, bo zmusił do myślenia o problemie, ale jego wnioski nie były dla nikogo z branży zaskoczeniem. Problem jest złożony, bo wymagania dla małych wodociągów są znacznie niższe niż dla dużych miast pod względem niezawodności, jakości i monitoringu. Przez ostatnie 40 lat zmieniła się struktura miast. W wyniku napływu ludności stały się znacznie rozleglejsze. Przez lata 90. i 2000. zdekomponowano system obrony cywilnej, która w obecnej sytuacji geopolitycznej nagle stała się potrzebna. Miasta powyżej 100 tysięcy mieszkańców, które mają organizacyjnie i ekonomicznie silne wodociągi, są w stanie to ogarnąć dzięki posiadaniu zaawansowanych struktur reagowania na braki w dostępie do elementarnych zasobów, ale małe gminy takich struktur nie mają, albo są one szczątkowe. Potrzebny jest systemowy przegląd i przypisanie odpowiedzialności za utworzenie lub modernizację tych struktur w gminach. Duże miasta, takie jak Kraków, Warszawa, Poznań czy Wrocław, mają silne wodociągi i są w stanie same się zabezpieczyć – posiadają ekspertów, środki i wiedzę. Obawiam się, że wnioski z tego raportu zostaną zrzucone na zadania własne gmin i nie przyniosą zmiany.

– W ubiegłym roku Ministerstwo Cyfryzacji alarmowało, że na polską infrastrukturę krytyczną, w tym wodociągową, dochodzi nawet do 50 cyberataków dziennie ze strony rosyjskich hakerów. Czy pod względem cyberbezpieczeństwa polskie instytucje zdają egzamin?

– Cyberbezpieczeństwo jest krytycznie ważne. Duże wodociągi, jak krakowski, mają dedykowane jednostki ds. cyberbezpieczeństwa i są bezpieczniejsze, ponieważ mogą sobie na to pozwolić. Skutki cyberataku w Krakowie byłyby innego rzędu niż w małej miejscowości. Systemy zabezpieczeń i wewnętrznej kontroli funkcjonują, a Politechnika Krakowska testuje autonomiczny układ oparty na własnych urządzeniach pomiarowych, który wykrywa zagrożenia z wyprzedzeniem bez udziału człowieka. Kluczowe jest, że wodociągi mają możliwość szybkiego przejścia na tryb ręczny – w razie ataku przychodzimy na sterowanie stanowiskowe, włączamy ustawienia fabryczne i odłączamy się od sieci. To działa. Realne zagrożenie to nagłe wyłączenie prądu, ale system jest na to przygotowany na kilkanaście godzin. Egzamin zdajemy, ale praca nad zabezpieczeniami trwa nieustannie.

– Co powinno się wydarzyć w krótkim i w długim terminie, aby poprawić bezpieczeństwo wodociągów w Polsce?

– W krótkim terminie należy zwiększyć nakłady na cyberbezpieczeństwo, monitoring i zabezpieczenia energetyczne, rozpoznać istniejące zdroje i studnie awaryjne oraz określić ich wydajność, skład wody i możliwości wykorzystania, a także utrzymywać i remontować istniejące ujęcia. Konieczne jest też przygotowanie mobilnych stacji uzdatniania i magazynów paliwa dla generatorów prądu. W długim terminie trzeba zbudować system autonomicznego wykrywania zagrożeń – sieć neuronową do zarządzania tysiącami kilometrów sieci – oraz stworzyć kompleksowy scenariusz bezpieczeństwa wodnego określający, co gwarantujemy w różnych wariantach kryzysu. Niezbędna jest współpraca uczelni i wodociągów w zakresie prac badawczo-rozwojowych nad nowymi technologiami uzdatniania i zarządzania siecią oraz systemowe rozwiązanie problemu zabezpieczenia energetycznego wszystkich kluczowych punktów.

– Czy jest coś co mogą zrobić sami mieszkańcy miast?

– Tak, ale w ograniczonym zakresie. Przede wszystkim powinni zgromadzić zapas wody pitnej na 3 doby. Wystarczy butelkowana woda lub przegotowana woda z kranu w szczelnych pojemnikach. Warto też posiadać przenośne filtry turystyczne, nie dzbankowe, tylko takie dedykowane do picia ze strumieni. To rozwiązanie awaryjne, ale pozwala przetrwać najgorsze sytuacje. Zbieranie deszczówki do podlewania ogrodu odciąża system w okresach suszy, ale to nie jest woda do picia. Najważniejsza jest świadomość: Nie pić wody z nieznanych źródeł, nie polegać bezkrytycznie na przydomowych zbiornikach jako źródle wody pitnej, ponieważ domowy zbiornik w dłuższym terminie jest niebezpieczny. Woda po kilkudziesięciu godzinach traci właściwości bakteriobójcze.

– Jakie badania prowadzi aktualnie Politechnika Krakowska, które mogą poprawić bezpieczeństwo wodne regionu i Polski?

– Politechnika prowadzi badania w kilku kluczowych obszarach. Przede wszystkim rozwijamy autonomiczny system wykrywania zagrożeń oparty na sztucznej inteligencji, wykorzystujący własne urządzenia pomiarowe do wykrywania niebezpieczeństw z wyprzedzeniem, bez udziału człowieka. Powstała już wspomniana wcześniej kontenerowa stacja uzdatniania wody. Prototyp jest umieszczony w 6 kontenerach. Produkcja wody w takim systemie jest droga – obecnie koszt szacuje się na około 25-28 złotych za metr sześcienny, podczas gdy produkcja wody wodociągowej kosztuje około 4 złote – ale w sytuacji kryzysowej pytanie nie brzmi „ile to kosztuje?”, tylko „ile możemy dostarczyć?”. Trwają również badania nad efektywnością procesów uzdatniania różnymi koagulantami i metodami oczyszczania wody dostosowanymi do zmieniających się warunków klimatycznych, a także nad uczeniem maszynowym w eksploatacji sieci wodociągowej – zarządzaniem danymi z tysięcy kilometrów sieci. Prowadzone są też badania nad jakością wody w warunkach zmieniającego się klimatu, uwzględniające wpływ wyższych temperatur, zmniejszonych przepływów i stężenia zanieczyszczeń. Coraz częściej mamy do czynienia z sytuacjami, w których Raba ma przepływ na poziomie 1,5 metra sześciennego na sekundę, podczas gdy jej normalny przepływ to 3 metry. W takich warunkach niekorzystnie zmienia się skład chemiczny wody, pojawiają się glony, zmienia się jej charakterystyka. Dlatego prowadzimy badania, ale też uczymy naszych studentów, jak na to reagować.

– Mówimy o sytuacjach krytycznych, ale nie tylko one są wyzwaniem. Latem, nawet w Polsce, zdarza się już, że w gminnych wodociągach brakuje wody podczas długich upałów. Czy takie sytuacje będą coraz częstsze? Jak się do nich powinny przygotowywać instytucje zarządzające dystrybucją wody, a jak my wszyscy – tzw. zwykli ludzie?

– Takie sytuacje będą coraz częstsze, ponieważ zmienia się charakter opadów – z rozłożonych w czasie na gwałtowne, punktowe ulewy. Częściej będą występować też susze hydrologiczne. Instytucje powinny inwestować w systemy ekonomicznego stymulowania odpowiedzialnego korzystania ze środowiska, czyli opłaty od zabetonowanych powierzchni, które zmuszają do retencji, oraz wdrażać polityki zatrzymywania wody w miejscu opadu. Np. sadzenie łąk kwietnych, wyższej trawy, która odbiera wilgoć z powietrza i chroni przed przegrzaniem gleby. Konieczna jest też modernizacja systemów melioracyjnych. Wiele rowów odwadniających jest zarośniętych i nie spełnia swojej funkcji, po modernizacji niewielkim kosztem mogłyby stać się efektywnym elementem małej retencji. Trzeba też przygotować scenariusze na okresy niskich stanów wód, ponieważ mniejsze przepływy oznaczają gorszą jakość wody i konieczność dostosowania procesów uzdatniania. Posiadacze nieruchomości powinni zbierać deszczówkę do podlewania ogrodów, nie podlewać trawników w pełnym słońcu i świadomie ograniczać zużycie wody w okresach suszy – liczy się każdy litr.

– Coraz częściej obserwujemy dramatyczne wydarzenia z Hiszpanii, Grecji, Włoch, gdzie lato jest rekordowo upalne, wybuchają pożary. Czy nasz region Europy też czekają takie dramatyczne scenariusze? A może coraz bardziej będziemy zawieszeni między suszą a powodziami?

– Tak, będziemy lawirować między suszą a powodziami, bo to dwie strony tego samego medalu. Zmiany klimatyczne oznaczają większą ekstremalność zjawisk. Lata będą coraz bardziej suche, ale gdy już spadnie deszcz, będzie to ulewa, która zaprowadzi do podtopień. Hiszpania, Grecja i Włochy pokazują, co nas czeka – pożary są już zagrożeniem, ale w Polsce większym problemem będą susze hydrologiczne i powodzie błyskawiczne. Nie oznacza to, że będziemy mieli takie same pożary jak w Grecji, ale że system wodny będzie coraz bardziej niestabilny – raz za mało wody, raz za dużo. I jedno, i drugie wymaga przygotowania.

– Czy udało się nam wyciągnąć systemową lekcję z dramatycznej powodzi 2024 r.? Co się od tego czasu zmieniło się w zabezpieczeniu Polski, w tym zwłaszcza regionów, szczególnie narażonych na skutki powodzi. Jak dziś zabezpieczony jest Dolny Śląsk? A co jeszcze mamy do zrobienia? I w jakiej perspektywie  – czasowej i finansowej – to osiągalne?

– Prace nad zabezpieczeniem przeciwpowodziowym trwają nieustannie. Wody Polskie intensywnie pracują nad urządzeniami zmniejszającymi falę powodziową. Kluczowym wyzwaniem dla Małopolski jest zbieg Wisły i Dunajca. Energia Dunajca jest tak duża, że może nawet utrudniać przepływ w Wiśle. Trwają przymiarki do budowy dużego zbiornika suchego w rejonie szeroko pojętej Górnej Wisły, podobnego do tego w Raciborzu, ale to gigantyczne wyzwanie finansowe i społeczne. Budowa zbiorników suchych i wałów przeciwpowodziowych postępuje, ale bardzo opieszale. Dolny Śląsk jest lepiej zabezpieczony niż kiedyś, ale wciąż niedostatecznie. Problemem są zaniedbane wały i brak spójnego systemu zarządzania wodami opadowymi, a największym wyzwaniem są lokalne podtopienia spowodowane cofaniem się wód opadowych i przepełnionymi kanałami deszczowymi. Do zrobienia pozostało dokończenie budowy zbiorników retencyjnych i suchych, regulacja górnej Odry i dopływów, wykup terenów zalewowych i zmiana planów zagospodarowania – nie można budować na obszarach zagrożonych. Powódź 1997 roku pokazała, że zbiornik w Czorsztynie uratował Nowy Sącz i okolice, niemniej powódź 2024 pokazała, że zbiornik w Raciborzu był niezbędny, ale jednocześnie zobaczyliśmy, że lekcje z 1997 roku nie zostały w pełni odrobione. Budowa zbiorników jest rozciągana w czasie, a koszty społeczne i finansowe gigantyczne. Potrzebujemy co najmniej 10-15 lat konsekwentnej pracy, aby osiągnąć poziom bezpieczeństwa, który uchroni nas przed największymi powodziami.

Dr hab. inż. Stanisław M. Rybicki, prof. PK – pracownik naukowy Politechniki Krakowskiej od 1986 r., prodziekan  (1998-1999 i 2008-2012), a następnie dziekan Wydziału Inżynierii Środowiska PK (2016-2024, od 2019 r. Wydziału Inżyneirii Środowiska i Energetyki). Członek Komitetu Gospodarki Wodnej PAN w kadencjach 2019-2021 oraz 2024-2028 oraz Komitetu Inżynierii Środowiska PAN w kadencji 2020-2023. Od 1983 r. członek Polskiego Zrzeszenia Inżynierów i Techników Sanitarnych, od 2001 r. należy do Polskiej Izby Inżynierów Budownictwa, w 2004 r. uzyskał członkostwo w International Water Association. Od 2011 r. zasiada w Radzie Programowej ds. gospodarki wodno-ściekowej Miasta Krakowa. 28 lutego 2025 r. został powołany na członka Zespołu doradczego do spraw koordynowania działań związanych z przeciwdziałaniem nadmiernemu zasoleniu Wisły i ograniczeniem ryzyka wzrostu złotej algi przy Wojewodzie Małopolski.

(jp)