Stan techniczny tamy w Stroniu Śląskim: dlaczego zmieniono klasę obiektu

W pierwszych sekundach wysoka na 40 metrów fala poruszała się z prędkością ponad 70 kilometrów na godzinę. Zanim dotarła do francuskiego miasteczka Fréjus, co zajęło jej około 20 minut, zmiotła na swej drodze wsie Malpasset i Bozon oraz przemknęła przez pobliską autostradę. We Fréjus fala miała już tylko trzy metry wysokości i poruszała się – jak szacowali potem śledczy – z prędkością człowieka jadącego rowerem. W wyniku zawalenia się tamy Malpasset – jednej z najgłośniejszych katastrof budowli hydrotechnicznych na świecie – zginęły 423 osoby. Do zdarzenia doszło 2 grudnia 1959 r. po godzinie 21.00 i woda zaskoczyła wiele ofiar we śnie. Straty materialne oszacowano na równowartość ówczesnych 68 mln dolarów

Tamy na świecie: awaria co dwa dni

Przypadek Fréjus bywa często przywoływany w dyskusjach o roli zapór i zbiorników retencyjnych w polityce przeciwpowodziowej. Takie budowle bez wątpienia pozwalają do pewnego stopnia kontrolować przebieg powodzi. Stosunkowo łatwo mogą jednak zamienić się w jej katalizator: błędy konstrukcyjne, niedopatrzenia w konserwacji czy wreszcie pomyłki obsługi w niesprzyjających okolicznościach sprawiają, że woda zgromadzona w zbiorniku retencyjnym przerywa zaporę i w niekontrolowany sposób spada na położone niżej miejscowości.

We Fréjus w momencie katastrofy nie było filmowców – mamy jedynie nagrania spustoszeń, jakich dokonała fala. Jednoznaczna przyczyna nie została dotąd ustalona, najprawdopodobniej doszło jednak do błędów na etapie projektowania i budowy, którą ukończono zaledwie pięć lat wcześniej.

W Stroniu Śląskim, na które w południe 15 września spłynęły nagle wody ze zbiornika retencyjnego na Morawce, siłę żywiołu uwolnionego z gorsetu tamtejszych instalacji przeciwpowodziowych uwiecznili telefonami mieszkańcy. Przyczyn katastrofy poszuka teraz prokuratura, która z pewnością zbada stan techniczny obiektu. Tamtejsza zapora i zbiornik w chwili katastrofy liczyły 116 lat. Pod tym względem nie były jednak wyjątkiem. W Europie – jak pisali w 2021 r. autorzy raportu o zagrożeniu, którym jest szybko starzejąca się infrastruktura hydrologiczna – blisko połowa z niemal ośmiu tysięcy dużych tam liczy od 50 do 100 lat. A co dziesiąta – od 100 do 500 lat. W Wielkiej Brytanii średni wiek takiej instalacji wynosi już 106 lat. 

Autorzy wspomnianego raportu zebrali również dostępne dane o awariach zapór na całym świecie. Podkreślali w nim, że ryzyko katastrofy wywołanej pęknięciem takiej budowli rośnie z każdym rokiem. Jeszcze w latach 1950-2004 liczba awarii tam na całym świecie nie przekraczała 25 rocznie. W latach 2005-2009 wzrosła już średnio do 73 rocznie. W pierwszej połowie minionej dekady skoczyła do 98 rocznie, by w latach 2015-2019 osiągnąć liczbę 174 przypadków w skali roku – czyli średnio co dwa dni.

Te zabytki myśli inżynieryjnej z każdym rokiem stanowią więc coraz poważniejsze zagrożenie dla okolicznych mieszkańców, a w coraz mniejszym stopniu są przewidywalnym elementem systemu regulacji poziomu wód powierzchniowych.

Klasyfikacja zapór wodnych

W poprzednim numerze „Tygodnika”, analizując pierwsze reakcje instytucji państwa na powódź, pisaliśmy, że „w zeszłorocznym raporcie Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej o stanie technicznym 108 budowli piętrzących na terenie kraju, kondycję aż 23 oceniono jako niedostateczną, a 18 opisano po prostu jako niebezpieczne dla okolicy. Część z tych zapór od dawna spiętrza wodę poniżej stanu przewidzianego przez konstruktorów, bo nie wytrzymałyby większego naporu. Stan techniczny 53 proc. tam i zbiorników oceniono na dostateczny, a tylko 26 proc. uznano za dobry. Wśród regionów z infrastrukturą w najgorszym stanie znalazło się Dolnośląskie. Aż osiem z 25 budowli piętrzących podlegających pod Regionalny Zarząd Gospodarki Wodnej we Wrocławiu nie spełniało w 2023 r. minimów technicznych, a pięć uznano za groźne dla otoczenia”. 

Biuro Prasowe IMGW nie odpowiedziało nam wtedy na pytanie, czy na liście obiektów zagrażających bezpieczeństwu tysięcy ludzi była także przeszło stuletnia zapora na Morawce w Stroniu Śląskim. Odpowiedź przyszła dopiero po zamknięciu poprzedniego numeru. Jak się okazuje, tamtejszy zbiornik i tama nie podlegały kurateli IMGW, bo działające przy nim Centrum Technicznej Kontroli Zapór zgodnie z prawem zajmuje się tylko obiektami klasy pierwszej i drugiej. Budowle w Stroniu były natomiast instalacjami klasy trzeciej.

Według nieoficjalnych informacji, zmiany zaszeregowania obiektu dokonano w roku 2021. Po szczegóły IMGW odesłał nas jednak do zarządzających obiektem Wód Polskich.

Wyjaśnijmy: wszystkie znajdujące się na terenie Polski budowle, piętrzące wodę o wysokości powyżej pół metra, są przypisane do jednej z czterech klas ważności. Instalacje o największym znaczeniu dla gospodarki wodnej i te, których awaria mogłaby wiązać się ze szczególnym zagrożeniem dla ludzi i mienia, należą do klasy pierwszej i drugiej. W ubiegłym roku do obu tych grup zaszeregowano łącznie 108 obiektów, w tym m.in. zapory w Goczałkowicach, Solinie, Tresnej i Jeziorsku, które są obiektami pierwszej klasy. Instalacje w Chańczy czy zbiornik Świerklaniec zaklasyfikowano oczko niżej. 

Dla każdej z klas przepisy przewidują nieco inne zasady eksploatacji, np. w odniesieniu do tam pierwszej i drugiej kategorii wymagają przygotowania planów ewakuacyjnych, których nie trzeba opracowywać dla pozostałych zbiorników zaporowych. Dwie pierwsze klasy wymagają również zdublowania systemów łączności (np. telefony plus krótkofalówki), które pozwolą skutecznie zawiadomić inne służby o potencjalnym zagrożeniu. W kontekście zapory w Stroniu Śląskim brak tego ostatniego wymogu mógł okazać się brzemienny w skutkach: tuż po powodzi kłodzcy samorządowcy oskarżali jej operatora, Wody Polskie, o brak szybkiej informacji o pęknięciu tamy.

Możliwości techniczne tamy w Stroniu Śląskim

Wody Polskie w swoich komunikatach zapewniają, że i zbiornik, i sama zapora spełniały wymogi prawne i techniczne, jakie przepisy stawiają takim obiektom. „Zespół Budowli Hydrotechnicznych Stronie Śląskie przeszedł ostatnią kontrolę pięcioletnią w 2022 r., natomiast ostatnią kontrolę roczną w listopadzie 2023 r.” – podaje biuro prasowe instytucji. Ocena stanu technicznego i bezpieczeństwa w 2022 r. wypadła również pozytywnie. Obiekt był „w dobrym stanie”. Stan bezpieczeństwa oceniono na niezagrażający bezpieczeństwu. W 2011 r. przeprowadzono zresztą remont zapory zbiornika. Trzy lata później, w porozumieniu z gminą Stronie Śląskie, poprowadzono ścieżkę pieszo-rowerową na koronie zapory wraz z rampą wejściową i instalacją oświetlenia. 

Podczas niedawnej katastrofy, po przerwaniu wałów przez wody powodziowe, w Stroniu pojawiły się plotki, jakoby budowa biegnącej ich koroną trasy nadwyrężyła całą konstrukcję, jednak eksperci od budowy i renowacji tego typu obiektów uważają taki scenariusz za bardzo mało prawdopodobny. Skłaniają się raczej ku temu, co sugerują w komunikacie same Wody Polskie: że feralnego 15 września napór wody na wały okalające zbiornik w Stroniu był zbyt duży, by wytrzymała go infrastruktura zaprojektowana ponad sto lat temu. 

Tamę oddano do użytku w 1908 r. W oparciu o dostępne wówczas dane o opadach, sięgające w owych czasach ledwie 50 lat wstecz, jej niemieccy konstruktorzy założyli, iż w zlewni potoku Morawka, na którym zaplanowali zaporę ze zbiornikiem retencyjnym, nie wystąpią opady, które mogą zmienić się w falę powodziową poruszającą się z energią większą niż 70-80 metrów sześciennych na sekundę. W niedzielę 15 września w godzinach przedpołudniowych urządzenia pomiarowe na zaporze w Stroniu zanotowały przepływ wody rzędu aż 320 metrów sześciennych na sekundę.

W konfrontacji z takim żywiołem zbiornik nie miał szans. Po przelaniu się przez koronę wału, woda zaczęła błyskawicznie wymywać ziemne umocnienia, aż przerwała je całkowicie i w Stronie Śląskie z impetem uderzyło ok. 1,38 mln metrów sześciennych opadu, który przez trzy dni spływał z okolicznych gór do zbiornika retencyjnego.

Scenariusz, który przedstawiają Wody Polskie dla wytłumaczenia tego, co wydarzyło się 15 września w Stroniu i niżej położonych miejscowościach, brzmi wiarygodnie. Nie przynosi jednak satysfakcjonującej odpowiedzi na chyba kluczowe w tej sprawie pytanie: jak to możliwe, że nawet po dwóch katastrofalnych powodziach, jakie nawiedziły tę część Dolnego Śląska, nie próbowano dostosować wytrzymałości konstrukcji do aktualnych warunków pogodowych?

Tajemnicza zmiana odporności zapory w Stroniu Śląskim

Próbowaliśmy dowiedzieć się w Wodach Polskich, na czym dokładnie polegał remont obiektu w Stroniu Śląskim w 2011 r. i czy doszło wtedy do przebudowy obiektu, skutkującej wzrostem odporności zbiornika na wysoką i silną falę powodziową. Bez efektu. Z publicznie dostępnych informacji wynika jedynie, że prace koncentrowały się wówczas na samej zaporze, podczas gdy 13 lat później katastrofę wywołało pęknięcie wału okalającego zbiornik. Nie otrzymaliśmy również oficjalnej odpowiedzi na pytanie, kiedy i dlaczego budowlę w Stroniu „zdegradowano” do obiektu trzeciej klasy. W raporcie NIK z kontroli „nadzoru nad stanem technicznym i stanem bezpieczeństwa wodnych budowli piętrzących” z lutego 2016 r. zespół budowli hydrotechnicznych Stronie Śląskie jest jeszcze wymieniany jako obiekt klasy drugiej.

Wiadomo natomiast co innego. Sama zmiana kwalifikacji zapory „w dół” sprawia, że tamę i towarzyszący jej zbiornik można uznać za bezpieczne wtedy, kiedy ich stan nie spełnia kryteriów technicznych narzuconych przez przepisy obiektom z klas wyższych. Przykładowo, wymagana „maksymalna wytrzymałość na przepływy wezbraniowe” zapór ziemnych i wałów (a mówiąc prościej – ich wytrzymałość na silny prąd) w przypadku obiektów trzeciej klasy jest niemal o jedną trzecią niższa niż dla zapór klasy drugiej. Gdy mowa o wytrzymałości na maksymalne poziomy wód, różnica jest jeszcze większa: sięga aż 50 procent. Żonglując klasami, Wody Polskie mogłyby więc twierdzić, że „utrzymują” swoją infrastrukturę w należytym stanie technicznym, jednocześnie nie wydając na ten cel ani grosza.

Komu ten scenariusz wydaje się nierealny, powinien zajrzeć do przywoływanego powyżej raportu NIK, który stwierdza, że w latach 2013-2014 w Polsce „nie kierowano kontroli na obiekty hydrotechniczne ocenione jako zagrażające lub mogące zagrażać bezpieczeństwu”, mimo że ówczesny organ kontrolujący zapory (Główny Urząd Nadzoru Budowlanego) w swoim regulaminie wewnętrznym kategorycznie nakazywał coroczne sprawdzanie stanu takich budowli.

Wody Polskie zaskoczone powodzią

Od lutego 2016 r. zbiornik w Stroniu nie zmienił ani rozmiarów, ani pojemności, zapewne nie to stało zatem za obniżeniem jego klasy. Lecz jeśli doszło do tego na skutek obniżenia oceny ryzyka powodzi w regionie, mielibyśmy do czynienia z błędem o katastrofalnych konsekwencjach. 

Kilka dni po przejściu fali powodziowej przez Kotlinę Kłodzką hydrolog prof. Artur Magnuszewski na prośbę Polskiej Akademii Nauk obliczył tzw. wskaźnik potencjału powodziowego dla terenu, który przed takim kataklizmem chroniły zapora i zbiornik w Stroniu Śląskim. Badacz użył do tego prostego równania na „indeks K”, używanego powszechnie przez hydrologów. Niezbędnych danych w komunikacie o przyczynach uszkodzenia zapory dostarczyły same Wody Polskie.

– Tak wysokiego wyniku, jaki otrzymałem dla tej okolicy, nie odnotowano dotychczas dla żadnego obszaru Polski – mówi „Tygodnikowi” prof. Magnuszewski. – Indeks sięgnął 4,42, czyli wartości charakterystycznych raczej dla powodzi występujących w innych, gorętszych strefach klimatycznych. To zarazem jasny dowód na to, że modele szacowania ryzyka powodziowego, którymi posługiwaliśmy się dotychczas w Polsce, należy pilnie zaktualizować.

Obliczenia Magnuszewskiego uwzględniały już dane o wielkości opadu i natężeniu fali powodziowej z feralnego weekendu 13-15 września. „Czyste szaleństwo” – tak hydrolog opisuje sytuację, w której na obszarze o wielkości zaledwie 52 kilometrów kwadratowych – bo tyle liczy zlewnia potoku Morawka – spada taka ilość wody, że wytwarza ona falę powodziową o przepływie rzędu ponad 320 metrów sześciennych na sekundę.

Dokonując obliczeń wytrzymałości zbiornika w Stroniu, Wody Polskie istotnie mogły nie przewidzieć, że opady przybiorą tak katastrofalną skalę. Z ich dotychczasowych komunikatów nie wynika jednak, by próbowały szacować cokolwiek.