Saharská veľká umelá rieka

Logika hovorí, že najväčšie a rekordné projekty budú realizované v najvyspelejších či prinajmenšom najľudnatejších krajinách  sveta disponujúcich dostatočnými zdrojmi.

O informácie z budovania impozantných priehrad,  mostov či tunelov v týchto krajinách nie                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  je v médiách núdza, avšak existuje výnimka vybudovaná z technologického hľadiska v doposiaľ opomínanej časti sveta, o ktorej  je povedomie vo vyspelých krajinách takmer nulové.                                                                                                                                                                                                                                                                                    Alebo ste už azda niekedy počuli o projekte Veľkej umelej rieky na Sahare?                                                                                                                                                                                                                                                                                 Ak nie, prečítajte si nasledujúci článok o tejto pozoruhodnej a obdivuhodnej stavbe vybudovanej v Saharskej púšti.

 

Malá krajina s veľkými možnosťami                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          Projekt zrealizovala severoafrická krajina s počtom obyvateľov porovnateľným so Slovenskom - Líbya, plným názvom Veľká socialistická ľudová líbyjská arabská džamahírija (džamahírija je špecifická forma socialistickej republiky). Náklady na projekt presahujú 27 miliárd USD (to je viac než suma, ktorú pohltilo vybudovanie najväčšej hydroelektrárne sveta Three Gorges Dam v Číne, alebo aj podstatne viac ako napr. náklady na skonštruovanie najväčšieho stroja - Veľkého hadrónového urýchľo-vača). Je pozoruhodné, že krajina všetky tieto náklady pokryla vlastnými zdrojmi, bez zadlžovania a úverov od medzinárodných bánk či fondov.

Umožnilo to jej veľké nerastné bohatstvo - odhady zásob ropy krajinu umiestňujú na deviatu priečku na svete. Toľko stručne k politicko-ekonomickému pozadiu projektu, my sa však poďme teraz pozrieť na jeho vedec-ké pozadie a predovšetkým na technické detaily.   

Vody na Sahare je viac než v Kaspickom mori.                                                                    

V prvom rade si musíme povedať niečo o Saharskej púšti. Väčšina ľudí je toho názoru, že táto najväčšia púšť na svete musí byť vyprahnutá a bez vody. Nepochybne čo sa týka zrážok je táto oblasť skutočne suchá (i keď najsuchším miestom sveta je juhoamerická púšť Atacama v Chile).

 

Avšak počas ropných geologických vrtov v päťdesiatych rokoch bola odhalená prekvapujúca skutočnosť - pod Saharou sa nachádzajú enormné zásoby podzemnej vody. Táto voda sa nachádza uväznená vo vrstvách usadenín zväčša v hĺbkach niekoľ-kých stovák metrov pod povrchom, pod obrovskými plochami predovšetkým vo východ-ných častiach Sahary (pod územím Líbye, Čadu, Sudánu a Egyptu). Tieto rezervoáre geológovia pomenovali Núbijský pieskovcový akviferový systém (geologický pojem akvifer znamená podzemnú vrstvu nasýtenú vodou), a je najväčším rezervoárom fosílnej podzemnej vody na svete, s rozlohou viac než dva milióny kilometrov štvorcových a objemom vody odhadovaným na 150 000 km3. To je približne dvojnásobok množstva vody obsiahnutej v Kaspickom mori! Za pozornosť stojí aj fakt, že voda pochádza prevažne z poslednej doby ľadovej (preto pojem "fosílna"), nazhromaždila sa v akviferoch počas obdobia pred zhruba 38 000 - 10 000 rokmi, keď v Saharskej oblasti bola vlhká klíma bohatá na atmosferické zrážky, dostatočná na udržanie rozvetvenej riečnej siete. Od konca doby ľadovej sa po následnom ustatí zrážok v saharskej oblasti tieto rezervoáre už nedopĺňajú. 

 Obrázok 1: Sahara nebola zďaleka vždy vyprahnutou krajinou. V oblasti juhozápadnej Líbye (Fezzan) boli objavené usadeniny pravekého jazera, ktoré tu existovalo pred 750 tisíc až 420 tisíc rokmi. Vedci ho nazvali jazero Megafezzan –

s rozlohou 130 tisíc km2 si toto meno rozhodne zaslúži (Slovensko má rozlohu 49 035 km2). Jeho usadeniny sú výnimočným zdrojom informácií o vývoji klímy v saharskej oblasti za posledných trištvrte milióna rokov. Zdroj: The British Academy

Vyprahnutá krajina                                                                                                          

Vedomosť o týchto ohromných množstvách kvalitnej pitnej vody samozrejme nezostala bez odozvy. Líbya nemá žiadne trvalé rieky ani súvislé vodné toky, všetku pitnú vodu teda získa-va z akviferov v prímorských oblastiach a odsoľovaním morskej vody. Prímorské akvifery však trpia nepríjemným neduhom - v priebehu času sa odčerpaná pitná voda priro-dzene dopĺňa priesakom morskej vody z blízkeho Stredozemného mora. Salinita (slanosť) akviferov teda postupne narastá, a v posledných obdobiach dosiahla až 0.7% obsah soli. Takáto voda je nielenže nezdravá, ale nie je vhodná ani na zavlažovanie poľnohospodárskych pozemkov, pretože spôsobuje zasoľovanie pôdy a následne zníženú úrodu. Líbya teda zdroj kvalitnej pitnej vody potrebovala omnoho viac "ako soľ ". Bolo uskutočnených viacero podrobných štúdii nákladov na výrobu vody odsoľovaním, transportom na lodiach z južnej Európy, či hromadným transportom vody v cisternách. Jednoznačne najlacnejšie sa však ukázala byť práve alternatíva umelej rieky z púšte.


 Obrázok 2:  Množstvo vody v metroch kubických, ktoré by si Líbya na základe odborných štúdií dokázala obstarať za jeden líbyjský dinár. Spomedzi viacerých zvažovaných spôsobov či technológií (podmorské potrubie z južnej Európy, odsoľovanie morskej vody, transport vody na vodných tankeroch, a umelá rieka) vyšiel jednoznačne najlacnejšie projekt umelej rieky - za jeden dinár poskytne približne desaťnásobne viac vody než konkurenčné možnosti. 

Zdroj: The Great Man Made River Authority

Spočiatku sa uvažovalo o vyvŕtaní studní priamo v oblastiach akviferov a vytvorenie nových miest a poľnohospodárskych zavlažovaných oblastí. Avšak znamenalo by to presun veľkého množstva obyvateľstva a vybudovanie infraštruktúry do ťažko prís-tupných oblastí uprostred púšte, čo by bolo veľmi neefektívne a problematické. Avšak ako hovorí staré príslovie - keď nemôže prísť Mohamed k hore, príde hora k Mohamedovi. V roku 1983 padlo v Líbyi rozhodnutie zrealizovať projekt, ktorý nemal a nemá vo svete obdoby. Priviesť vodu z akviferu ďaleko v púšti na pobrežie. To však znamenalo preko-nať viacero úskalí - medzi nimi napr. veľkú vzdialenosť akviferu od pobrežia, tvrdé púštne podmienky, výškové rozdiely na trase, koróziu železobetónu a mnohé ďalšie.

Projekt v číslach                                                                                                                                 

V roku 1984 sa prvé špeciálne upravené rýpadlá zahryzli do vyprahnutej pôdy, a začala sa prvá najnáročnejšia fáza megaprojektu. Bolo potrebné vybudovať ťažobné vodné polia so stovkami studní hlbokými niekoľko sto metrov, transportné potrubia zložené zo sekcií zo špeciálneho tzv. predpätého železobetónu s priemerom až 4 metre, dĺžkou 7,5 metra a hmotnosti 86 ton (najväčšie predpäté potrubie na svete) skryté pod zemou, aby sa zabrá-nilo stratám vzniknutým odparovaním, veľké zásobníky vody pre rovnomerné pokrytie prevádzky aj pri zvýšenej spotrebe počas letných mesiacov, prečerpávacie stanice poháňajúce vodu v potrubiach želaným smerom a rýchlosťou, elektrárne napájajúce jednak čerpadlá vo vrtoch aj v prečerpávacích staniciach, dve továrne na výrobu potrubí a množstvo ďalších netriviálnych úloh.  

Celkovo bolo naplánovaných päť fáz, z ktorých boli doposiaľ plne dokončené tri, štvrtá je v procese budovania, a piata má byť ukončená do roku 2025. V prvých troch fázach bolo zatiaľ preinvestovaných 19,58 miliardy USD, zvyšných cca 7,5 miliardy bude prein-vestovaných v štvrtej a piatej fáze.    

Navyše, v rokoch 1999 až 2001 došlo k piatim poškodeniam potrubných rúr. Po analýze sa zistilo, že boli spôsobené koróziou kovovej výstuže rúr, a bola vyvinutá a implementovaná metóda na rozsiahle monitorovanie potrubnej siete pomocou sofistikovaných akustických detektorov.

K nečakaným poškodeniam odvtedy už nedošlo.     


Obrázok 3: Mapa Líbye s vyznačením trás jednotlivých fáz projektu umelej rieky (prerušo-vané viacfarebné čiary), ako aj dodatočných údajov - oáz (okrové škvrny uprostred púšte), polí a pastvín (tmavozelené oblasti na pobreží), jednotlivých akviferov (odtiene modrej a ružovej) a hranice s priemerným ročným úhrnom zrážok menším než 100 mm ("ostnatá" čiara približne lemujúca pobrežie).  Pre porovnanie veľkosti krajiny a názornosť rozsahu projektu umelej rieky je v pravej spodnej časti pripojená mapa Slovenska v rovnakej mierke ako mapa Líbye.

Zdroje: Encyclopedia Britannica (Líbya), SlovakiaPhotos.com (Slovensko)

Prvá fáza budovania umelej rieky sa začala v roku 1984 v najťažšom a najvyprahnutejšom regióne juhovýchodnej Líbye. Voda je cez potrubia o dĺžke 1600 km transportovaná z vodných vrtných polí na púštnom juhovýchode krajiny obsahujúcich 234 vrtov (ktoré pri štandardnej "vodnej" terminológii môžeme nazvať aj studne) do dvoch oblastí na pobreží, pričom dva rezervoáre vybudované na trase majú každý kapacitu viac než 20 miliónov metrov kubických vody. Kapacita prepravy dosahuje 2 milióny m3 vody denne.  Spotreba energie: 65 MW. Prvá voda dorazila v roku 1990. 

Druhá fáza priniesla v auguste 1996 vodu konečne aj do hlavného mesta Tripolisu – potrubia o dĺžke 1277 kilometrov v západnej časti krajiny sú schopné transportovať 2,5 milióna m3 vody denne a obyvateľom hlavného mesta prinášajú vodu obsahujúcu viac než dvadsaťkrát menej soli než doterajšie zdroje. 

Tretia fáza znamenala predĺženie potrubia z prvej fázy o 383 kilometrov ešte ďalej do púšte, kde sa vybudovalo nové ťažobné vrtné pole obsahujúce ďalších viac ako 300 vrtov. Sedem nových prečerpávacích staníc poháňa dodatočných 1,68 milióna m3 vody denne, pričom transport do cieľových rezervoárov trvá približne 9 dní.

Štvrtá fáza je už menšieho rozsahu, a bude transportovať štvrť milióna m3 vody denne, použijúc 621 kilometrov potrubí (plus 181 kilometrov potrubí v samotnom vrtnom poli), štyri prečerpávajúce stanice a tri rezervoáre.

Piata fáza bude finálnou fázou prepájajúcou západný a východný transportný systém.  S dĺžkou potrubia 190 kilometrov, transportnou kapacitou 0.98 milióna m3 denne, dvoma čerpadlovými stanicami, celkovým výkonom 43,6 MW, a jedným rezervoárom bude už menším, zato však dôležitým súrodencom predchádzajúcich fáz.

 


 


Obrázok 4: Zázrak prírody alebo produkt umu človeka? Voda prýštiaca z jedného zo 1116 aktívnych vrtov uprostred vyprahnutej púšte. 

Celkové parametre projektu sú impozantné - umelá rieka sa oproti tým prírodným nemá za čo hanbiť a jej názov "rieka" nie je rozhodne prehnaný:

Parameter

Hodnota

Porovnanie

Celková dĺžka potrubia

4071 km transportné potrubie mimo vrtných polí

+

1679,5 km potrubie spájajúce navzájom vrty vo vrtných poliach

Zemský obvod na rovníku:    40 075 km

Celková dĺžka rieky Dunaj:    2860 km

Vzdušná vzdialenosť medzi:
Bratislava - Severný pól:       4667 km
Bratislava - Londýn:              1291 km
Bratislava - Káhira /Egypt/:   2350 km
Bratislava - Baghdad /Irak/:  2812 km

Celkový počet vrtov / studní vo vrtných poliach

1116 (nerátajúc záložné vrty)

 

Celková transportná kapacita systému

6,5 milióna m3 vody denne

Podobný priemerný prietok (~ 75 m3/s) má rieka Vltava v okolí jej stredného toku, alebo napr. Váh v okolí mesta Trenčín

Kapacita najväčšieho rezervoáru Umar Al-Mukhtar

24 miliónov m3

Známa slovenská priehrada Sĺňava pri Piešťanoch má kapacitu 12 miliónov m3, najväčšia slovenská priehrada Liptovská Mara má kapacitu 360 miliónov m3 vody. 

Celková kapacita rezervoárov

54,9 milióna m3

 

Celková plocha vrtných polí

11 927 km2

Rozloha Slovenska: 49 035 km2

Celková plocha novej pôdy zavlažovanej z umelej rieky

130 000 hektárov (1 300 km2)

Celková orná pôda na Slovensku: 1 450 000 hektárov (14 500 km2)

Celkové náklady

27 miliárd USD

Najväčšia priehrada sveta (Three Gorges Dam , Čína) - 26 miliárd USD

Objem zeminy odstránenej pri hĺbení priekopy, do ktorej bolo potrubie uložené

250 miliónov m3

Objem zeminy odstránenej pri stavbe najväčšej priehrady sveta - 102,6 milióna m3

Množstvo použitého cementu

7 miliónov ton

Hmotnosť Cheopsovej pyramídy - cca 6,5 milióna ton

Množstvo betónu použitého na stavbu Three Gorges Dam -  200 000 m3  (hmotnosť cca 480 000 ton)  

Celková dĺžka predpätého drôtu

6 miliónov km

150 násobok obvodu Zeme na rovníku 

Priemerná hĺbka studní

viac než 500 metrov

 

Počet vyrobených a prepravených potrubných rúr

 500 000

 

Projekt v obrazoch :

Nakladanie potrubia si vyžadovalo špeciálne ťažkotonážne mechanizmy schopné manipulovať

s objektom o hmotnosti 86 ton.

 

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Hydraulický exkavátor (rýpadlo) schopný vyhĺbiť dostatočne hlbokú priekopu na uloženie potrubia s priemerom 4 metre. 

Preprava potrubných blokov s priemerom 4 metre, dĺžkou 7,5 metra a váhou 86 ton cez púšť si vyžiadala špeciálne transportéry.

Flotila viac ako sto transportérov najazdila pri preprave dohromady vzdialenosť rovnú vzdialenosti Zeme

od Slnka.

 

 

 Potrubie pripravené na inštaláciu.

Exkavátor pri práci uprostred púšte.

 

Žeriav s nosnosťou niekoľkých stoviek ton ukladá potrubie do zeme.  

 

Priekopa sa do púšte zarýva do hĺbky približne 7 metrov.

 

 Ukladanie potrubia do vyhĺbenej priekopy.

 

 Aj zákruty patria k životu.

 

 Rezervoár Umar Al-Mukhtar pred dokončením. 

Zdroj: BBC

Rezervoár Umar Al-Mukhtar po dokončení. Je najväčším rezerovárom vody projektu slúžiacim na zabezpečenie kontinuálnej dodávky vody počas celého roka.

 

 

Satelitný snímok rezervoáru Umar Al-Mukhtar. Narozdiel od tradičných priehrad, kde človek vytvoril len priehradný múr, tento rezervoár je kompletne umelo vybudovaný. Súradnice 25.45556°N,+21.60083°E  

Aj keď bola pôvodná koncepcia poľnohospodárskej pôdy uprostred púšte zavrhnutá, nestalo sa tak bez výnimky. Tieto zelené kruhy zavlažovaných plodín vidieť voľným okom aj z obežnej dráhy.

Pohľad na poľnohospodársku pôdu uprostred púšte z obežnej dráhy.                                                                                                                                                                                                                                 Zdroj: University of California, Berkeley

    

Súčasťou projektu je aj táto sústava vysokotlakových nádob s futuristickým dizajnom.

Projekt v kontexte                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          Projekt, ako aj investované úsilie, um a koordinácia práce si zaslúži rovnako ako akýkoľvek ďalší výdobytok ľudstva obdiv a úctu. V neposlednom rade aj preto, že Líbya ním investo-vala do zlepšenia životných podmienok svojich obyvateľov také percento hrubého do-máceho produktu ako máloktorá iná krajina sveta. Je jednou z mála, kde nerastné bohat-stvo bolo bez zadlženia krajiny medzinárodným bankám či fondom (!! – ten parchant Kaddafi !!) priamo využité na zvýšenie životnej úrovne ľudu - napriek nepopierateľným spoločensko-politickým negatívam má Líbya spomedzi všetkých afrických krajín najvyšší tzv. Index ľudského rozvoja (Human Development Index) vyhodnocovaný OSN na základe priemernej dĺžky života, vzdelania a hrubého domáceho produktu na oby-vateľa, a to dokonca vyšší ako niektoré krajiny EU a NATO. To určite stojí za pozornosť bez ohľadu na všetky výhrady, ktoré môže západná spoločnosť mať pred osobitou formou socializmu (уничтожит!) panujúcou v tejto stredomorskej krajine.

Objavili sa však aj kritické hlasy - ekológovia majú výhrady voči čerpaniu neobnoviteľných zdrojov vody (protiargumentom líbyjskej vlády je jednak rozsah zásob - pri súčasnom tempe čerpania akvifery v samotnej Líbyi vydržia približne jedno tisícročie - a jednak zbytočnosť ponechania vody v akviferoch, ktorá má len minimálny význam ak by sa nečerpala). Politici poukazujú na možné budúce konflikty medzi susednými štátmi z dôvodu vzájomného čerpania akviferov, ktoré samozrejme nepoznajú politické hranice (protiargumentom Líbye je jej panafrický prístup a navrhovaná spolupráca so susednými štátmi, ktoré zatiaľ vodu z akviferov nečerpajú). Medzinárodní ekonómovia pre zmenu kritizujú skutočnosť, že pestovať plodiny s takto získanou vodou je drahšie ako dovoz plodín zo zahraničia - protiargumentom je však fakt, že 30 percent vody z umelej rieky sa používa na priamu spotrebu domácností, ďalej najmodernejšie metódy úsporného a efektívneho zavlažovania a v neposlednom rade tiež jednoznačná výhoda potravinovej sebestačnosti krajiny a stabilnej ceny plodín (ako by sa tam tie agrárne prebytky EU hodili !) získaných zavlažovaním vodou z umelej rieky.

Suma sumárum, tento najväčší zavlažovací projekt sveta (zapísaný v roku 2008 aj do Guinessovej knihy rekordov) je spiacou kráskou svetového inžinierstva, ktorá sa až prednedávnom po osviežení vzťahov Líbye so svetom začala nesmelo predvádzať na medzinárodných konferenciách a v médiách. A rozhodne sa nemá za čo hanbiť.      

Autor: Juraj Kotulič Bunta, Ph.D,  v Líbyi strávil dva roky svojho raného detstva.