Oddziaływanie portu we Władysławowie na brzegi Półwyspu Helskiego

Dyskusja na temat negatywnego wpływu portu we Władysławowie na brzegi Półwyspu Helskiego toczy się od prawie 90 lat. W przestrzeni medialnej zdążył już się nawet utrwalić obraz wskazujący, że istnienie portu jest przyczyną występowania silnej erozji brzegu morskiego w rejonie Kuźnicy (12 km na wschód od niego). W ostatnim czasie pojawiały się głosy mówiące o konieczności jego rozbiórki. Opierając się na analizie literatury przedmiotu [1-6], spróbuję przedstawić obiektywny obraz faktycznego wpływu tej inwestycji na brzegi Półwyspu Helskiego.

Naturalne procesy przebudowy dna i brzegu morskiego

Piaszczyste, wielorewowe strefy brzegowe mórz i oceanów charakteryzuje ciągła, naturalna przebudowa. Niejednokrotnie, w ujęciu wieloletnim, na tym samym odcinku brzegu obserwuje się nawet kilkusetmetrowe wahania położenia linii brzegowej i towarzyszące im zmiany głębokości dna, powiększania (lub zmniejszania) powierzchni plaży i wielkości wydm.

Ciąg zdarzeń, który prowadzi do naturalnej przebudowy brzegu morskiego, zaczyna się na otwartym morzu, gdzie fale, po dotarciu do strefy brzegowej, ulegają refrakcji (skręcają w kierunku brzegu), wreszcie, głównie w sąsiedztwie rew, załamują się. Wywołuje to szereg procesów, z których, z punktu widzenia przebudowy brzegu i dna morskiego, najważniejszy jest prąd wzdłużbrzegowy. W największym uproszczeniu – prąd ten można sobie wyobrazić jako podwodną rzekę, która przemieszcza się równolegle do brzegu ponad koronami rew. Co ważne, w zależności od aktualnego poziomu morza odbywa się to bliżej lub dalej od plaży.

W warunkach strefy brzegowej południowego Bałtyku, podczas największych sztormów, owe prędkości mogą osiągać nawet 1,5 m s^-1. Bywa, że ta podwodna rzeka, przemieszczająca się blisko brzegu, mierzy do 500 m szerokości. Zachodzący nieprzerwanie proces wywołuje masowe transportowanie osadów, głównie piasku, w strefie przybrzeżnej, powodując w konsekwencji przebudowę brzegu i dna morskiego.

Procesy przebudowy dna i brzegu morskiego w sąsiedztwie falochronów portowych

Wybudowane w strefie brzegowej morza jakiekolwiek nieprzepuszczalne konstrukcje wywołują zakłócenia naturalnych procesów transportu osadu. W największym uproszczeniu, po stronie budowli z kierunku, z którego głównie przemieszczany jest piasek (w polskich warunkach jest to kierunek zachodni) dochodzi do odkładania się niesionych osadów w cieniu falochronu zachodniego, a więc akumulacji brzegu (poszerzenia plaży). Natomiast po przeciwnej stronie falochronów (w polskich warunkach – po stronie wschodniej portu) następuje erozja brzegu, a więc zmniejszanie się szerokości plaży.

Wieloletnie obserwacje, prowadzone na piaszczystych brzegach mórz i oceanów, pokazują, że jeżeli nieprzepuszczalna budowla usytuowana jest w przybliżeniu prostopadle do brzegu to wzdłużbrzegowy zasięg jej oddziaływania, w zależności od intensywności transportu rumowiska, jest wartością od trzech do pięciu razy większą od jej odbrzegowej długości. Jeżeli więc, np. falochrony przegradzają strefę brzegową na długość 400 m, to należy się spodziewać zaburzeń w przebudowie dna i brzegu morskiego (akumulacji po stronie zachodniej i erozji po stronie wschodniej) na długości 1200 – 2000 m wzdłuż brzegu.

Ogólna charakterystyka Półwyspu Helskiego

Półwysep Helski powstał z piasków pochodzących z rozmywanych brzegów Kępy Swarzewskiej, która dawniej sięgała daleko na północ oraz z rozmywanych brzegów leżących na zachód od Rozewia. Powstały w ten sposób kilka tysięcy lat temu Półwysep Helski obecnie ma szerokość od 0,3 – 0,4 km (w 1984 r. było to jedynie 0,1 km) do maksymalnie 3 km i zajmuje obszar 32,3 km².

Blisko połowa jego powierzchni (45%) leży poniżej rzędnej +2.5 m ponad poziom morza, co oznacza, że półwysep jest dość płaski. W strefie brzegowej natężenie średniorocznego, wypadkowego transportu osadu skierowane jest z zachodu na wschód i wynosi około 100 000 m³/rok. Budowa Półwyspu Helskiego z piaszczystego, luźnego materiału powoduje, że jego brzegi są szczególnie podatne na ciągłą, naturalną przebudowę. Z kolei niewielka szerokość i wysokość są przyczyną rozmywania brzegów w warunkach silnych sztormów i wysokich poziomów wody.

Procesy erozyjne na Półwyspie Helskim przed wybudowaniem portu we Władysławowie

Na podstawie danych archiwalnych można w historii półwyspu wyróżnić cztery etapy.

Pierwszym jest okres do końca XVI wieku, kiedy Półwysep istniał jako dość skomplikowany twór, o którym jednak obecnie niewiele można powiedzieć.

Następnie, okres od XVI do końca XVIII wieku, gdy najprawdopodobniej ciągłość półwyspu była wielokrotnie przerywana losowo powstającymi przesmykami, a następnie naturalnie odtwarzana, co można odczytać na starych mapach. Należy jednak pamiętać, że ich wiarygodność – w naszym dzisiejszym rozumieniu zasad kartografii – wymaga pogłębionej krytycznej analizy.

Trzeci etap obejmuje okres od początku XIX w. do momentu wybudowania Portu we Władysławowie, kiedy półwysep podlegał znaczącym transformacjom. Pierwsze udokumentowane umocnienia brzegów w postaci opasek (konstrukcje ułożone równolegle do brzegu, których celem jest zapobieganie erozji plaży) powstały właśnie w tym czasie.

W okresie międzywojennym, przed wybudowaniem portu we Władysławowie, półwysep był umacniany w wielu miejscach, m.in. z uwagi na silne rozmycia brzegów. Z porównania położenia linii brzegowej i wydm w różnych latach wynika, że w okresie 1910 – 1938 brzeg cofnął się o 23,4 m, czyli proces ten odbywał się z prędkością 0,84 m/rok. Z tego względu w rejonie Chałup, Kuźnicy i Jastarni wybudowano opaski.

Czwartym, umownym okresem „życia” półwyspu jest czas od budowy portu do dziś.

Budowa portu we Władysławowie

Po podjęciu przez ówczesny rząd II RP decyzji o budowie portu we Władysławowie zarówno w sejmie, jak i w ówczesnej prasie, toczyła się gorąca dyskusja, podczas której wysuwano krytyczne uwagi co do celowości lokalizacji nowej inwestycji u nasady Półwyspu Helskiego. Uważano bowiem, że wybudowany port przyczyni się do zwiększenia erozji brzegów, co może nawet doprowadzić do przerwania ciągłości linii brzegowej. Według tych opinii piasek transportowany przez fale i prądy morskie z zachodu na wschód będzie zatrzymywany przez falochrony portowe i nie dotrze do brzegów półwyspu, co prowadzić będzie do katastrofalnej erozji, a w konsekwencji nawet do odłączenia go od kontynentu europejskiego (stałby się wyspą).

Budowę portu rozpoczęto w marcu 1936 r., a ukończono w IV kwartale kolejnego, kiedy to przybyły pierwsze kutry. Uroczyste otwarcie nastąpiło 4 maja 1938 r. Wybudowane falochrony wchodziły w morze na około 400 m. Przebieg głównych izobat był w tym czasie w przybliżeniu równoległy do brzegu.

Przebudowa dna i brzegu morskiego w bezpośrednim sąsiedztwie portu we Władysławowie

W okresie lipiec 1935 – październik 1936 (w czasie budowy) w bezpośrednim sąsiedztwie falochronów zachodziły procesy przebudowy dna i brzegu morskiego. Zmiany głębokości następowały również w przeciągu kolejnych dwóch lat po zakończeniu prac, tj. od maja 1936 do marca 1938 r. (rys. 1, 2).

Na schematach można prześledzić, że w ciągu dwóch lat od wybudowania falochronów występowała stała przebudowa brzegu po zachodniej stronie portu. Przemieszczany prądem wzdłużbrzegowym piasek osadzał się na falochronie zachodnim, przez co dochodziło do poszerzenia plaży.

W ciągu kolejnych 40 lat proces poszerzania plaży, a więc osadzania się piasku po zachodniej stronie portu, postępował (rys. 3). Analiza porównawcza położenia linii brzegowych w latach 1935 i 1975 wyraźnie wskazuje na znaczącą akumulację plaży po stronie zachodniej.

Co ciekawe, jeśli porówna się położenie linii brzegowej z 1975 r (rys. 4) z jej położeniem widocznym na zdjęciu satelitarnym z roku 2022 (rys. 4), to widać, że nie doszło do znaczącego przemieszczenia się linii brzegowej. Czy oznacza to, że prąd wzdłużbrzegowy przestał przenosić piasek?

Tempo zatrzymywania piasku transportowanego przez prądy wzdłużbrzegowe w miarę upływu czasu stopniowo malało. W ciągu pierwszych 8 lat od wybudowania falochronów (od 1937 do około 1945 r.), w wyniku stopniowego przyrastania brzegu, doszło do przebudowy dna, która spowodowała, że rewy, które w 1935 r. były równoległe do brzegu, od około 1945 r. stały się równoległe do falochronu zachodniego. W rezultacie prąd wzdłużbrzegowy, który w dużej odległości od portu płynął za rewami równolegle do brzegu, w miarę zbliżania się do niego, coraz bardziej odchylał się w kierunku morza, płynąc równolegle do falochronu zachodniego.

W wyniku powstania nowej równowagi hydrodynamicznej, falochron przestał być przeszkodą dla prądu wzdłużbrzegowego. W rezultacie przenoszony przez prądy piasek także przemieszczał się wzdłuż falochronu zachodniego i był odkładany dopiero w torze podejściowym prowadzącym do portu. Tor ten stał się swego rodzaju naturalną łapaczką, w której zbiera się piasek przenoszony wzdłuż brzegu. Stąd już tylko relatywnie prosty technicznie krok, polegający na pobieraniu piasku z toru podejściowego przy użyciu pogłębiarki i odkładanie go po wschodniej stronie portu. Taka właśnie procedura stosowana jest od ponad 40 lat we Władysławowie.

Podsumowanie

Powyższa analiza pozwala na sformułowanie głównych wniosków w zakresie faktycznego wpływu portu we Władysławowie na Półwysep Helski. Brzegi zawsze ulegały intensywnym procesom erozyjnym i akumulacyjnym. Wybudowanie portu w początkowym okresie jego funkcjonowania faktycznie zakłóciło naturalne tory przenoszenia osadów, jednak w drugiej połowie lat 40. nastąpiło samoczynne odtworzenie się transportu wzdłuż falochronów. W rezultacie, po II wojnie światowej, w celu utrzymania głębokości nawigacyjnych na torze podejściowym, rozpoczęto prace pogłębiarskie.

Wpływ istnienia portu na brzegi Półwyspu Helskiego ma charakter lokalny, uwidaczniający się do odległości ok. 2 km po wschodniej i 2 km po zachodniej stronie portu. Negatywny wpływ portu na brzegi został zniwelowany poprzez wdrożenie systemu przesyłania materiału pobieranego z toru podejściowego i odkładania go na plażach.

Przyczyny występowania erozji w rejonie Kuźnicy nie są związane z istnieniem portu we Władysławowie. Utrzymanie brzegów Półwyspu Helskiego wymaga obecnie i będzie wymagało w przyszłości stałych prac ochronnych, niezależnie od tego, czy port we Władysławowie zostałby zlikwidowany czy też pozostawiony w obecnej formie.

FAQ

Czy port we Władysławowie powoduje przebudowę dna i brzegu morskiego w swoim bliskim sąsiedztwie?

Tak. Falochrony portu we Władysławowie, które wychodzą w morze na odległość około 400 m, wywołują zmiany wzdłuż brzegu morskiego na odcinku około 2 km na wschód i 2 km na zachód od portu.

Czy po prawie 90 latach od otwarcia portu potok rumowiska sprzed rozpoczęcia prac budowlanych został odtworzony?

Tak, przy technicznym współudziale człowieka (refulacja plaż po stronie wschodniej piaskiem pochodzącym z toru podejściowego), potok rumowiska został odtworzony.

Czy port we Władysławowie wywołuje erozję brzegu Półwyspu Helskiego w odległości kilku kilometrów na wschód od portu, np. w Kuźnicy?

Nie. Port we Władysławowie nie wywołuje erozji brzegu w rejonie Kuźnicy.

Dr inż. Piotr Szmytkiewicz jest zastępcą dyrektora Instytutu Budownictwa Wodnego Polskiej Akademii Nauk, adiunktem i wykładowcą akademickim na Wydziale Oceanografii i Geografii Uniwersytetu Gdańskiego, specjalistą ds. ochrony brzegów morskich. Autor kilkudziesięciu publikacji naukowych o tematyce oceanograficznej oraz mechanice i inżynierii brzegów morskich. Kierownik i/lub wykonawca około pięćdziesięciu ekspertyz z zakresu budownictwa morskiego. ORCID.

---

W artykule korzystałem m.in. z prac:

[1] Basiński T., Sawicki A., Szmytkiewicz M., 1993. Półwysep Helski – utrzymać, powiększyć czy poddać się przyrodzie?. Inżynieria Morska i Geotechnika, 6/1993.

[2] Cerkowniak G., Ostrowski R., Szmytkiewicz P., 2014. Climate change related increase of storminess near Hel Peninsula, Gulf of Gdańsk, Poland. Journal of Water and Climate Change, Vol. 6, No. 2.

[3] Kaczmarek L. M., Ostrowski R., Skaja M., Szmytkiewicz M., 1998. Matematyczne modelowanie zmian brzegu morskiego u nasady Półwyspu Helskiego z uwzględnieniem sztucznego zasilania. Inżynieria Morska i Geotechnika, Vol. 19, 1.

[4] Kowalska B., Lendzion J., Miętus M., Ostrowski R., Stanisławczyk I., Szmytkiewicz P., Sztobryn M., Zawadzka-Kahlau E., 2015. Flood and erosion management on a dynamic spit, the Hel Peninsula, Poland.

[5] Różyński G., Lin J.-G., 2021. Can climate change and geological past produce enhanced erosion? A case study of the Hel Peninsula, Baltic Sea, Poland, 115, DOI: 10.1016/j.apor.2021.102852

[6] Szmytkiewicz M., 2003. Ocena oddziaływania portu we Władysławowie na brzegi Półwyspu Helskiego. Inżynieria Morska i Geotechnika, Vol. 24, Nr 5,