Trzy największe zapory w Polsce - jak powstały i jak działają?

Zapory wodne towarzyszą ludzkości od wieków. Pierwsze z nich powstały w dawnej Mezopotamii i na Bliskim Wschodzie, a ich głównym zadaniem było kontrolowanie poziomów wód. Najstarszą znaną nam zaporą jest tama powstała w Jordanii około 3000 lat przed naszą erą. Była niewielka jak na współczesne standardy - mierzyła 1 metr szerokości i 9 metrów wysokości. Najwyższą zaporą na świecie jest Osuwisko Usoj. To naturalna tama, powstała w wyniku trzęsienia ziemi, której wysokość sięga aż 567 metrów. Najwyższa, betonowa tama zbudowana przez człowieka mierzy 305 metrów. Jinping-I znajduje się w Chinach na rzece

Zapory wodne towarzyszą ludzkości od wieków. Pierwsze z nich powstały w dawnej Mezopotamii i na Bliskim Wschodzie, a ich głównym zadaniem było kontrolowanie poziomów wód. Najstarszą znaną nam zaporą jest tama powstała w Jordanii około 3000 lat przed naszą erą. Była niewielka jak na współczesne standardy - mierzyła 1 metr szerokości i 9 metrów wysokości. Najwyższą zaporą na świecie jest Osuwisko Usoj. To naturalna tama, powstała w wyniku trzęsienia ziemi, której wysokość sięga aż 567 metrów. Najwyższa, betonowa tama zbudowana przez człowieka mierzy 305 metrów. Jinping-I znajduje się w Chinach na rzece Yalong Jiang. Jednak zaszczytny tytuł największej wodnej zapory świata przypada Zaporze Trzech Przełomów. Mierzy co prawda tylko 181 metrów wysokości, ale jej długość to aż 2355 metrów. Nie dość, że to najdroższa pojedyncza budowla - kosztowała aż 37 mld dolarów - to wpłynęła ona także na ruch obrotowy Ziemi. Ogromna masa zgromadzonej w sztucznym zbiorniku wody (42 miliardy ton) sprawiła, że ziemska oś
przesunęła się o 2 cm. Spowolniła ona także ruch obrotowy naszej planety. A jak wyglądają największe zapory w Polsce?

Zaporę w Czorsztynie budowano przez niemal 27 lat. W roku 1964 Komitet Rady Ministrów PRL przyjął uchwałę o budowie zapory, w 1968 zatwierdzono plany techniczne i w roku 1969 przystąpiono do inwestycji, którą rok później podzielono na odrębne etapy i zadania. W roku 1994 oddano do użytku zaporę, zbiornik i elektrownię wodną w Sromowcach Wyżne. Rok później miało miejsce napełnienie zbiornika do poziomu 512 m n.p.m, jednak wciąż trwały prace wykończeniowe i przygotowawcze do dalszego napełniania zbiornika. W roku 1996 zakończono budowę zapory niedzickiej, a w 1997 roku zakończono wszystkie prace.

W ten sposób powstała zapora o wysokości 56 metrów, długości 404 metrów i szerokości korony wynoszącej 7 metrów. Dzięki zaporze powstał zbiornik wodny (Jezioro Czorsztyńskie), które może pomieścić maksymalnie 234 miliony m3 wody. W zależności od jej poziomu powierzchnia jeziora zmienia się i wynosi od 4 do ponad 13 km2 (zazwyczaj około 11 km2).

Jezioro Czorsztyńskie, oprócz walorów turystycznych i krajobrazowych, pełni także kilka innych funkcji. Jedną z najważniejszych jest ochrona przeciwpowodziowa doliny Dunajca. Zbiornik gromadzi nadmiar wody płynącej rzeką i tym samym chroni przed zalaniem niżej położone tereny. Według krytyków zapory, jej rola w ochronie przeciwpowodziowej jest jednak zbytnio przeceniana, choć jej udział w ograniczeniu skutków powodzi stulecia w lipcu 1997 był ogromny.

Drugą, najważniejszą funkcją tamy, jest produkcja energii elektrycznej. W zaporze zbudowano elektrownię szczytowo-pompową, która rocznie produkuje 140 GWh energii elektrycznej. Elektrownia Wodna Niedzica jest wyposażona w dwie turbiny, które podczas pracy generują moc na poziomie 92 MW (łącznie). Elektrownie tego typu mogą pracować w dwojaki sposób. Po pierwsze, w sposób grawitacyjny, gdzie spływająca z wysokości woda wprawia w ruch turbiny. Drugi sposób, to przepompowywanie wody z dolnego zbiornika w górę. Elektrownia zużywa w tym czasie prąd, jednak w założeniu jest to prąd tańszy np. w godzinach nocnych. Dość szybko okazało się, że w wyniku niskich różnic w cenie prądu ten drugi sposób jest nieekonomiczny i obecnie elektrownia działa tylko w trybie grawitacyjnym. Woda poruszająca turbiny spada na nie z wysokości od 42 do 48 metrów, wprawiając je w ruch z prędkością 167 obrotów na minutę. W ten sposób generowane jest napięcie 15,75 kV. Jednak to nie jedyna instalacja produkująca prąd na zaporze. Wody
wypływające z elektrowni trafiają do zbiornika wyrównawczego, na którym zbudowano mniejszą elektrownię wodną Sromowce. Jest ona wyposażona w cztery turbiny śmigłowe (dwie o regulowanych łopatach) o mocy 502 kW każdy, które generują napięcie 0,66 kV.

Druga największa zapora w Polsce powstała na rzece Bóbr w latach 1904-1912. Jej głównym zadaniem była ochrona położonych niżej terów przed powodziami. To także druga najstarsza zapora działająca w naszym kraju. Inżynierowie wybudowali kamienny obiekt o wysokości 69 metrów i długości 270 metrów. U szczytu zapora mierzy 7,5 metra szerokości, jednak u podstawy wartość ta rośnie do 50 metrów. Budową kierował Alberto Cucchiero, a projekt wykonał profesor Otto Intze. Co ciekawe, zaporę uroczyście otworzył sam cesarz Wilhelm II. Należy pamiętać, że robotnicy nie dysponowali wówczas sprzętem, który znamy obecnie. Większość prac wykonano ręcznie, przy użyciu kilofów i łopat. Do tego narzucono wysokie tempo prac - władze obawiały się powodzi i chciały jak najszybciej oddać obiekt do użytku. Przewidywania się sprawdziły i budowę trzykrotnie zakłócały spiętrzone wody rzeki. Już w trzy lata po oddaniu do użytku tama pokazała swoją skuteczność, chroniąc pobliskie tereny przed powodzią z roku 1915.

W wyniku budowy powstał sztuczny zbiornik wodny o powierzchni 240 ha, który jest zdolny pomieścić nawet 50 milionów m3 wody. Jest ona wykorzystywana do drugiej ważnej funkcji zapory - produkcji energii elektrycznej. Tuż po oddaniu do użytku elektrownia dysponowała pięcioma turbinami napędzającymi cztery generatory o mocy czynnej 1240 kW i jeden o mocy czynnej 2480 kW. W kolejnych latach dobudowano szósty zespół o mocy 145 kW. Łącznie cała instalacja jest w stanie osiągnąć moc 7585 kW.

Solina to absolutna rekordzistka w Polsce. Jest najwyższą budowlą hydrotechniczną w kraju, której wysokość sięga 82 metrów. Również jej długość jest imponująca - aż 664 metry. Do jej budowy zużyto tyle betonu, ile wystarczyłoby na otoczenie granic polski murem o wysokości jednego metra. Gotowy obiekt waży około 2 milinów ton i ma objętość 760 tys. m3.

Historia zapory sięga roku 1921, kiedy profesor Karol Pomianowski zaprojektował pierwszą jej wersję. W latach 1936-1937 prowadzono pierwsze prace geologiczne, które miały służyć ocenie możliwości budowy. Niestety, w wyniku wybuchu II wojny światowej prace przerwano na wiele lat. Wrócono do nich w roku 1955, kiedy to inżynier Bolesław Kozłowski opracował nową koncepcję techniczną. Robotnicy weszli na plac budowy w roku 1961, a finalnie obiekt oddano do użytku w roku 1968.

W wyniku budowy powstał największy sztuczny zbiornik wodny w Polsce. Ma on powierzchnię 22 km2 i gromadzi maksymalnie 472 miliony m3 wody. Jego głębokość sięga nawet 60 metrów, a linia brzegowa ciągnie się na długości około 160 km. Podczas jego zapełniania zostało zatopionych kilka wsi i wysiedlono z nich kilka tysięcy mieszkańców. Dziś to atrakcja turystyczna, a wokół jeziora powstało wiele ośrodków wypoczynkowych.

Oprócz walorów turystycznych jezioro i tama spełniają ważną funkcję gospodarczą. W tamie zbudowano elektrownię wodną, która produkuje rocznie 112 GWh energii elektrycznej. Zespół Elektrowni Wodnych Solina - Myczkowice składa się głównej elektrowni w Solinie oraz nieco mniejszej w Myczkowicach. W tej drugiej miejscowości również zbudowano tamę - ma ona wysokość 23 metrów i długość 430 metrów. Elektrownia szczytowo-pompowa w Solinie wykorzystuje do pracy cztery turbiny, które po modernizacji generują moc na poziomie 200 MW. Elektrownia Myczkowce ma dwie turbiny o łącznej mocy 8,3 MW.