Budownictwo hydrotechniczne w Polsce – znaczenie, rodzaje inwestycji oraz kierunki rozwoju

W Polsce znaczenie hydrotechniki systematycznie wzrasta, przede wszystkim ze względu na postępujące zmiany klimatyczne, zwiększającą się częstotliwość ekstremalnych zjawisk pogodowych oraz konieczność poprawy retencji wód.

Do podstawowych obszarów budownictwa hydrotechnicznego należą:

• budowle przeciwpowodziowe,
• budowle piętrzące wodę,
• zbiorniki retencyjne,
• kanały i śluzy żeglugowe,
• wały przeciwpowodziowe,
• elektrownie wodne,
• ujęcia wody,
• infrastruktura portowa i morska,
• zabezpieczenia brzegów rzek oraz wybrzeża morskiego.

Hydrotechnika obejmuje zarówno obiekty śródlądowe, jak i morskie. Do pierwszej grupy zaliczają się m.in. zapory, jazy, śluzy, kanały i zbiorniki retencyjne, natomiast do drugiej – falochrony, nabrzeża, mola oraz konstrukcje chroniące brzegi morskie.

Rodzaje i funkcje inwestycji hydrotechnicznych

Inwestycje hydrotechniczne realizowane w Polsce można podzielić na kilka podstawowych grup.

Inwestycje przeciwpowodziowe

Ich zadaniem jest ograniczenie ryzyka powodzi poprzez budowę:

• wałów przeciwpowodziowych,
• polderów zalewowych,
• zbiorników retencyjnych,
• kanałów ulgi,
• systemów regulacji koryt rzecznych.

Chronią one mieszkańców, infrastrukturę transportową oraz obiekty przemysłowe przed skutkami wezbrań.

Inwestycje retencyjne

Ich celem jest zwiększenie zdolności magazynowania wody, co pozwala ograniczać skutki suszy oraz zapewnia odpowiednie zasoby wodne dla gospodarki, rolnictwa i ludności.

Do tej grupy należą:

• zbiorniki retencyjne,
• suche zbiorniki przeciwpowodziowe,
• mała retencja,
• stopnie wodne.

Inwestycje żeglugowe

Obejmują modernizację i budowę:

• śluz,
• kanałów,
• stopni wodnych,
• portów rzecznych,
• umocnień brzegowych.

Ich zadaniem jest poprawa warunków transportu wodnego oraz zwiększenie znaczenia śródlądowych dróg wodnych.

Inwestycje energetyczne

Hydrotechnika wspiera rozwój odnawialnych źródeł energii poprzez budowę:

• elektrowni wodnych,
• małych elektrowni wodnych,
• infrastruktury współpracującej ze zbiornikami retencyjnymi.

Inwestycje morskie

Są realizowane przede wszystkim na wybrzeżu Morza Bałtyckiego i obejmują:

• falochrony,
• nabrzeża portowe,
• terminale przeładunkowe,
• zabezpieczenia brzegu morskiego,
• konstrukcje wspierające rozwój portów i energetyki offshore.

Potrzeby inwestycyjne w hydrotechnice

Polska należy do krajów europejskich o stosunkowo niewielkich zasobach wodnych przypadających na mieszkańca. Jednocześnie obserwuje się coraz częstsze występowanie susz oraz gwałtownych opadów prowadzących do lokalnych podtopień i powodzi. Powoduje to konieczność intensyfikacji inwestycji hydrotechnicznych.

Najważniejsze potrzeby inwestycyjne obejmują:

• zwiększenie retencji powierzchniowej,
• modernizację istniejących zapór i wałów przeciwpowodziowych,
• odbudowę zdegradowanych urządzeń wodnych,
• rozwój infrastruktury żeglugowej,
• zabezpieczenie wybrzeża przed erozją,
• poprawę bezpieczeństwa obiektów hydrotechnicznych,
• zwiększenie odporności infrastruktury na zmiany klimatu,
• rozwój systemów monitoringu i zarządzania wodami.

Współczesna hydrotechnika coraz większy nacisk kładzie również na rozwiązania zgodne z zasadami zrównoważonego rozwoju oraz ochrony ekosystemów rzecznych.

Obszary koncentracji inwestycji hydrotechnicznych

Największa aktywność inwestycyjna koncentruje się obecnie w kilku obszarach.

• ochrona przeciwpowodziowa

Modernizowane są wały przeciwpowodziowe, budowane nowe zbiorniki retencyjne oraz przebudowywane istniejące urządzenia wodne.

• gospodarka wodna

Realizowane są przedsięwzięcia zwiększające retencję, poprawiające gospodarowanie wodami oraz ograniczające skutki suszy.

• infrastruktura morska

Znaczące inwestycje prowadzone są w portach morskich oraz na wybrzeżu Bałtyku. Obejmują one modernizację nabrzeży, budowę falochronów i zabezpieczenie linii brzegowej.

• żegluga śródlądowa

Modernizowane są drogi wodne, śluzy oraz stopnie wodne, umożliwiające zwiększenie wykorzystania transportu rzecznego.

• hydroenergetyka

Rozwijane są inwestycje związane z wykorzystaniem energii wodnej oraz integracją infrastruktury hydrotechnicznej z odnawialnymi źródłami energii.

Technologie i materiały stosowane w realizacji inwestycji hydrotechnicznych

Realizacja nowoczesnych inwestycji hydrotechnicznych wymaga zastosowania zaawansowanych technologii oraz materiałów odpornych na długotrwałe oddziaływanie środowiska wodnego.

Najczęściej stosowane materiały to:

• beton hydrotechniczny o wysokiej szczelności,
• żelbet o podwyższonej trwałości,
• stal nierdzewna i konstrukcyjna zabezpieczona antykorozyjnie,
• geosyntetyki (geowłókniny, geomembrany, geosiatki),
• narzuty kamienne,
• gabiony,
• prefabrykaty betonowe.

W procesie realizacji inwestycji wykorzystuje się również nowoczesne technologie, takie jak:

• modelowanie informacji o budynku (BIM),
• modelowanie hydrauliczne i hydrologiczne,
• skanowanie laserowe 3D,
• monitoring geotechniczny,
• systemy automatycznego sterowania urządzeniami hydrotechnicznymi,
• drony do monitorowania inwestycji,
• technologie cyfrowych bliźniaków (Digital Twin),
• inteligentne systemy monitoringu konstrukcji.

Coraz większe znaczenie mają również rozwiązania minimalizujące wpływ inwestycji na środowisko, takie jak przepławki dla ryb, zielona infrastruktura oraz technologie renaturyzacji cieków wodnych.

Trendy i nowe kierunki rozwoju hydrotechniki

Współczesna hydrotechnika rozwija się w kierunku zwiększania odporności infrastruktury na zmiany klimatyczne oraz integracji rozwiązań technicznych z ochroną środowiska.

Najważniejsze trendy obejmują:

• rozwój infrastruktury odpornej na zmiany klimatu,
• zwiększanie retencji naturalnej i sztucznej,
• cyfryzację zarządzania obiektami hydrotechnicznymi,
• wykorzystanie sztucznej inteligencji w prognozowaniu zagrożeń,
• rozwój inteligentnych systemów monitoringu,
• modernizację infrastruktury portowej,
• rozwój energetyki wodnej i infrastruktury offshore,
• stosowanie materiałów o zwiększonej trwałości i odporności na korozję,
• wykorzystanie technologii BIM i Digital Twin na wszystkich etapach inwestycji,
• większą integrację inwestycji hydrotechnicznych z wymaganiami ochrony środowiska i gospodarki o obiegu zamkniętym.

W kolejnych latach przewiduje się dalszy wzrost znaczenia inwestycji zwiększających bezpieczeństwo wodne kraju oraz ograniczających skutki zmian klimatu. Szczególne znaczenie będą miały przedsięwzięcia związane z retencją, ochroną przeciwpowodziową, modernizacją infrastruktury portowej oraz cyfryzacją zarządzania obiektami hydrotechnicznymi.

Fot. Magnific