Zapora Pilchowicka
Zapora w Pilchowicach na rzece Bóbr – czym dzisiaj jest zapora pilchowicka, która ma już ponad 100 lat? Czy jest tylko zaporą, która tworzy malownicze jezioro pilchowickie? Walory turystyczne tego zbiornika wodnego są niezaprzeczalne. Jednak podstawową funkcją tego jeziora i tamy w Pilchowicach jest ochrona przeciwpowodziowa. Jak doszło do budowy zapory? W jaki sposób ją budowano? Czy zapora pilchowicka spełniła swoje zadanie jako ochrona przeciwpowodziowa?
Geneza budowy zapory pilchowickiej
Zapora w Pilchowicach na rzece Bóbr to jeden z elementów niemieckiego systemu przeciwpowodziowego, jaki powstawał na Dolnym Śląsku na początku XX wieku. Powodzie w tym regionie zdarzały się od wieków, a najstarsza udokumentowana powódź zdarzyła się w maju 1312 roku. Przez wieki kataklizmy zdarzały się cały czas i to dość często, chociaż wzmianek doczekały się tylko największe powodzie. Przyczyną tych powodzi były albo szybkie odwilże w miesiącach zimowych, albo obfite opady deszczu w miesiącach wiosennych i letnich. Górskie rzeki szybko wylewały niszcząc domy, pola, drogi a nawet mosty. Woda z gór szybko spływała niżej, a fala powodziowa niszczyła wszystko na swojej drodze. Bardzo dobrze udokumentowane są niszczące powodzie z XVIII wieku, powodowane przez wezbrane wody rzeki Bóbr. Niszczone było mienie, ginęli ludzie, ale wówczas jeszcze nie wiedziano jak zapobiec takim katastrofom. Jak zawsze cierpiały Pilchowice, Nielestno, Wleń i inne miejscowości położone wzdłuż brzegów Bobru. Bóbr jest lewobrzeżnym dorzeczem Odry, więc fala powodziowa na Bobrze podnosiła stan wody na Odrze.
W XIX wieku katastrofy nie zdarzały się częściej, ale powodzie były bardziej intensywne, a ich skutki były coraz bardziej niszczące. Jedną z przyczyn było coraz większe wylesienie Dolnego Śląska, zwłaszcza na górskich zboczach nad rzekami. Powodowało to szybsze spływanie wody do strumienie i rzek, co powodowało gwałtowne wzrosty poziomu wody w rzekach. Jedną z najbardziej tragicznych powodzi w regionie pod koniec lipca 1897 roku spowodowały silne opady w Górach Izerskich, Karkonoszach i Kotlinie Jeleniogórskiej. Spadło ok. 350 mm wody na metr kwadratowy, a poziom wody w rzece Bóbr wzrósł o kilka metrów. Powódź dotknęła Jelenią Górę, Pilchowice i oczywiście Wleń. Powódź ta była opisywana jako najbardziej tragiczna w XIX wieku. Była sygnałem do przyspieszenia prac nad uregulowaniem gospodarki wodnej w regionie – plany robiono jeszcze przed dużą powodzią w 1888 roku, ale zawsze brakowało funduszy na realizację.
Tym razem było inaczej. W ramach porozumienia cesarza Wilhelma II z administracją Prowincji Śląskiej ustalono zakres finansowania ze strony władz państwowych na 80% i przystąpiono do realizacji planów. Na Bobrze rozpoczęto budowę zbiornika Bukówko niedaleko Kamiennej Góry, a koło PIlchowic rozpoczęto przygotowania do budowy dużego zbiornika zaporowego. Jednymi z autorów planu regulacji dorzecza Odry był profesor Otto Intze oraz Inżynier Curt Bachmann, zaś budowniczym był włoski inżynier Cucchiero. Regulacja dorzecza Odry miała objąć przede wszystkim jej lewe dopływy, których zlewnia w dużej częsci była w górach. Powodzie na tych rzekach były gwałtowne, a fala powodziowa wysoka, co niekorzystnie odbijało się na Odrze.
Niejako przy okazji padła propozycja poprowadzenia linii kolejowej z Jeleniej Góry do Lwówka Śląskiego, która początkowo miała służyć do transportu materiałów na budowę, a docelowo byłaby linią obsługującą miejscowości i przedsiębiorstwa na trasie. Ta malownicza linia powstała dość szybko, a między Pilchowicami i Wleniem przechodzi przez trzy tunele. Zbudowano również most nad przyszłym zbiornikiem, który jest znany z pomysłów wysadzenia go w ramach realizacji jednego z filmów serii Mission Impossible (Tom Cruise). Przez pewien czas istniała bocznica normalnotorowa ze stacji Pilchowice Zapora do korony muru zapory przy obecnym parkingu. Transportowano tamtędy między innymi cement oraz wapno z pobliskiej Bober Kalkwerk, czyli z kopalni wapnia w Pilchowicach. Obecnie śladem torowiska przebiega droga, ale ślady bocznicy można zobaczyć niedaleko wlotu do tunelu w pobliżu stacji Pilchowice Zapora.
Sztolnia obiegowa
Głównym wykonawcą zapory pilchowickiej było przedsiębiorstwo Bernhardt Liebold z Holzminden. Budowę zapory rozpoczęto w 1903 roku od zbudowania tzw. sztolni obiegowej do poprowadzenia nurtu rzeki Bóbr na czas budowy zapory. Sztolnia ta ma wymiary 5,8×7,8 metrów i 380 metrów długości. Normalny przepływ wody przez sztolnię obiegową wynosił 200 m3. Z czasem zbudowano pionowy szyb o wysokości 45 metrów do regulacji przepływu wody, zwłaszcza w czasie powodzi. Wlotu sztolni nie zobaczymy, bo jest zalany wodą, ale wylot jest widoczny poniżej tamy pilchowickiej. Za wlotem zbudowano zaporę tymczasową, która miała przekierowywać wodę do sztolni obiegowej.
Tymczasowe zapory: dywersyjna i cofkowa
Zapora tymczasowa zwana dywersyjną miała wysokość o 2 metry wyższą niż górny poziom wlotu do sztolni obiegowej. Pozwalało to na uzyskanie większego przepływu przez sztolnię obiegową, bo ok. 350 m3. Zapora dywersyjna tworzyła zbiornik zdolny pomieścić 600 000 m3 wody. Czy to dużo? Przepływ wody na Bobrze w tym miejscu w 1897 roku wynosił w szczycie powodziowym ok. 1300 m3/s, więc ten zbiornik zapełniłby się w 10 minut. Nieco mniejszą zaporę z rdzeniem glinianym w deskowaniu, zbudowano za wylotem ze sztolni, dla zabezpieczenia miejsca budowy przed cofką. W ten sposób osuszono dość duży plac budowy. Zapora dywersyjna zbudowana za wlotem do sztolni była zbudowana z betonowego rdzenia obłożonego kamieniami i ziemią. Rdzeń betonowy był posadowiony w skale jedynie w części, natomiast znaczna część stała na warstwie żwiru. Stało się tak z oszczędności, bo skały były dopiero na głębokości 17 metrów i kopanie tak głęboko dla jazu tymczasowego uznano za niepotrzebny wydatek.
Zniszczenia na placu budowy
Było więc to niezbyt skuteczne zabezpieczenie placu budowy, ponieważ powodzie nawiedzające region niszczyły i przelewały się przez tymczasowe zapory, niszczyły sprzęt i dość mocno opóźniały budowę. Jedna z takich powodzi była w 1906 roku, kolejna w 1907 roku. Oprócz strat w zalanych miejscowościach Pilchowice, Nielestno i Wleń dość duże straty były na budowie zapory. Zgodnie z przewidywaniami powódź z 21 września 1906 roku przełamała tymczasową tamę w miejscu posadowionym na żwirze i runęła do wykopu pod fundament zapory głównej. Woda zniszczyła maszyny, rusztowania i inne wyposażenie budowy. Jazz cofkowy został całkowicie zniszczony. W czasie kolejnych powodzi również były zniszczenia na budowie. Silny nurt powodziowy niszczył infrastrukturę budowy i urządzenia, porwał także lokomotywę 600 mm, której nie odnaleziono. Po powodziach zmieniono konstrukcję obydwu jazów, które praktycznie trzeba było zbudować na nowo. Ostatecznie prace wznowiono w 1908 roku i wmurowano kamień węgielny z następcą tronu księciem Fryderykiem Wilhelmem. Kolejna powódź w 1909 roku wstrzymała prace budowlane na półtora miesiąca.
Dla pracowników zbudowano 5 baraków na 50 osób każdy. Szybko okazało się to niewystarczające i pracowników zakwaterowano z budynkach wysiedlonej wsi, która miała być zalana, a także w pobliskich wsiach. Robotników poddano dużej dyscyplinie, a za przewinienia takie jak spóźnianie, pijaństwo, czy palenie tytoniu w czasie pracy groziły bezwzględne kary finansowe. Przedsiębiorstwa pracujące przy budowie tamy w Pilchowicach musiały przestrzegać wielu rygorystycznych norm dotyczących materiałów budowlanych, technologii budowlanych a także bezpieczeństwa pracy. Niestety duże tempo prac, osuwające się skały, powodzie, czy zwykłe niedbalstwo spowodowało wiele wypadków, które kosztowało życie wielu robotników.
Jak budowano zaporę pilchowicką
Zapory na Dolnym Śląsku w owym czasie budowano z kamieni wg metody Intzego. Zakładała ona silne zakotwienie dna i boków muru zapory w litej skale, co miało zapobiegać przesiąkaniu wody pod zaporą. Ściany fundamentu musiały być oparte na litej skale oczyszczonej z luźnego materiału. Wierzchnią warstwę żwiru z dna doliny zdejmowano na głębokość 8-14 metrów, w końcowej fazie robót bez użycia metod strzałowych. Na bokach było to maksimum 3-5 metrów. Na koniec skały czyszczono szczotkami drucianymi i myto wodą pod ciśnieniem. Po osuszenie szczeliny w skałach wypełnianio zaprawą, którą uzupełniano drobniejszymi kamieniami. Podstawę fundamentową zapory wybudowano z użyciem łamanego żwiru i ostrego piasku płukanego wydobywanego z dna Bobru oraz trassu. Zużyto prawie 9500 m3 betonu. Do budowania używano zaprawy cementowo-wapiennej z dodatkiem trassu, który był materiałem powulkanicznym i nadawał zaprawie wodoodporności. Zaprawa do budowy muru zapory musiała być świeża, a jeśli na przerwę lub na koniec pracy pozostała niezużyta zaprawa, to należało ją bezwzględnie usunąć z placu budowy.
Do budowy zapory pilchowickiej stosowano lokalne kamienie pozyskiwane z kamieniołomów w pobliżu zapory. Budulcem był gnejs i granit oraz rzadziej bazalt. Wielkość kamieni była określona na minimum 30 cm szerokości i długości oraz 15 cm grubości. Jednocześnie wielkość maksymalna kamieni musiała umożliwiać swobodne przenoszenie przez dwóch robotników. Kamienie nie mogły mieć pęknięć albo zwietrzałych części. Musiały być oczyszczone mechanicznie na specjalnych podestach, a następnie umyte pod ciśnieniem wody 3 atmosfery. Tak przygotowane kamienie poddawano ostatecznej kontroli przez administrację budowy. Na plac budowy mogły trafić tylko kamienie spełniające wymogi. Sposób układania kamieni był dość dokładnie opisany. Mianowicie każdy kolejny kamień musiał być kładziony na poduszce z zaprawy i dosuwany do wmurowanych wcześniej kamieni tak, aby szczelina pionowa wypełniła się zaprawą prawie w całości. Dodatków w pionowe spoiny wbijano młotkiem drobne kamieni aby usunąć powietrze. Wyraźnie zaznaczono, że odstępstwo od tego wymogu będzie karane. Na głębokość do 2 metrów od powierzchni zewnętrznych wybierano szczególnie foremne kamienie, które mogły być osadzone jak najgłębiej. W tych miejscach fuga nie mogła być grubsza niż 2 cm. Warstwy kamieni układano tak, aby wznosiły się w kierunku strony powietrznej. Mur w trakcie budowy chroniono przed wysuszeniem lub zalewaniem przez deszcz. W miesiącach zimowych nie murowano w obawie przed osłabieniem zaprawy przez mróz. Zaporę tynkowano wodoodpornym tynkiem i obmurowano ścianą ochronną z tego samego materiału.
Dzienna norma na budowie zapory pilchowickiej określono 500 metrów sześciennych muru, co odpowiadało planom zbudowania 80 tysięcy metrów sześciennych muru w ciągu roku, a dokładniej od połowy kwietnia do połowy października, czyli 6 miesięcy. W praktyce budowano więcej z uwagi na nieuchronne przerwy. Dla zachowania wymiarów muru w określonym czasie dokonywano ponownego wytyczenia. Mur sprawdzano również w czasie wiązania, aby ciężar górnych warstw nie nie spowodował osiadania. W takich wypadkach sprawdzenia dokonywano najrzadziej co 2 dni aby w razie czego murowanie przerwać.
5 sierpnia 1908 roku doszło do groźnego zdarzenia. W szybie nad sztolnią cyrkulacyjną zawaliło się drewniane szalowanie i przepływ wody przez sztolnię został zablokowany. Sprawę badał inspektor budowlany Curt Bachmann, który opuścił się na lnie do szybu, ale inspekcja nie przyniosła rozwiązania problemu. 9 sierpnia od strony wylotu Bachmann i Cucchiero dotarli łodzią do miejsca blokady. Uznali, że trzeba spróbować wysadzić blokadę za pomocą dynamitu. Po zdetonowaniu pierwszego ładunku okazało się, że drewno w blokadzie jedynie się rozluźniło. Zdetonowano drugi, mocniejszy ładunek i to przyniosło pożądany efekt. Woda wypchnęła pogruchotane drewno.
Transport kolejowy na budowie zapory pilchowickiej
Do budowy stosowano materiały lokalne. Piasek wydobywano z dna Bobru, a kamienie z lokalnych kamieniołomów. Wzdłuż brzegów Bobru zbudowano dwie kolejki wąskotorowe do transportu materiałów na place składowe. Zbudowano również tymczasowy most przez Bóbr, a potem kolejkę linową do przerzucania materiałów na drugą stronę rzeki. Funkcjonowały trzy główne linie kolei transportowych o rozstawie szyn 600 mm. Dwie linie do transportu kamieni poprowadzono po obu stronach Bobru w górę rzeki w okolice kolonii Neumühle, gdzie zorganizowano kamieniołomy: na prawym brzegu Bobru kolejka o długości 1,4 km, na lewym brzegu kolejka o długości 1 km.
Trzecia kolejka to kolej przenośnikowa (Förderbahn) do przewożenia piasku miała długość 1,2 km. Kolej przenośnikowa to kolej gdzie oprócz lokomotywy przy większych nachyleniach może być stosowany napęd linowy. Kolej piaskową poprowadzono po drewnianym moście na drugą stronę zapory, potem przez jaz dywersyjny do miejsca . Z czasem okazało się, że kamień z pierwotnie wybranych kamieniołomów jest zwietrzały i wybrano kamieniołomy powyżej Neumühle i na zboczu góry Rabenstein. Kolej wydłużyła się do 4,1 km, co oczywiście wymagało większej liczby wagonów i parowozów. Pamiętajmy, że dzienna norma budowy muru to 500 m3, co w praktyce wymagało budowania 600 m3 muru. Do tego trzeba było wydobyć i przewieźć 720 m3 kamieni, czyli 1030 wagoników. Przez 12 godzin dziennie pracowało lokomotyw i 300 wagoników, uwzględniając nadmiar na niezbędne naprawy. Z kolei wydobycie piasku z czasem przeniesiono poniżej zapory, gdzie wydobywano piasek z dna rzeki oraz w fabryce Mariental w Pilchowicach, a linia miała 2,5 km długości. Piasek przewożono 2 parowozami i 60 wagonami, kolejką w górę rzeki, przez mostek, przez jaz cofkowy i pod murem zapory do miejsca wytwarzania zaprawy. Łącznie do budowy zapory w Pilchowicach przewieziono 280 000 m3 kamieni oraz 90 000 m3 piasku i żwiru.
Kolejką transportowano również drewno, którego zużywano dużo: na mosty, na szalunki i do wielu innych zastosowań. Początkowo drewno wycięte z terenu przyszłego zbiornika wożono do tartaku, ale okazało się to drogie. Zbudowano specjalny tartak mniej więcej pośrodku terenu pozyskiwania drewna, w pobliżu kolejki i linii energetycznej. Zastosowano dużą piłę tarczową o średnicy 1200 mm. Przez prawie trzy i pół roku pracy tartak pociął 1035 m3 drewna.
Oprócz kolejek transportowych były kolejki rozwożące materiały po placu budowy: do żwiru, piasku, kamieni, wapna, gotowej zaprawy murarskiej i innych materiałów budowlanych.
Ani tych kolejek, ani kamieniołomów nie zobaczymy, bo zostały zalane przez powstałe później jezioro pilchowickie. Śladów po kolejce piaskowej też raczej nie ma, bo ten teren był wielokrotnie zalewany w czasie większych powodzi. Przy większych nachyleniach stosowano kolej typu Bremsbergbahn, czyli ciągnioną liną albo kolej łańcuchową. Wykorzystywano ją w różnych wariantach w kilku miejscach, podobnie jak pochylnie. Jeśli chodzi o siłę pociągową to oprócz lokomotyw parowych na budowie zapory pilchowickiej przy małych odległościach używano zwierząt, a pojedyncze wagony przepychali robotnicy.
Materiały budowlane na mur zapory transportowano za pomocą pochylni łączonej pomostem z koroną muru. Po koronie muru materiał był rozwożony po torowiskach wąskotorowych. W najniższej części muru, która była najszersza tych torów było aż 5. Zastosowano obrotniki i dla większej wydajności wagoniki pełne przetaczano innymi torami niż wagoniki próżne, co usprawniało transport po koronie. Tory układano na drewnianych wspornikach tak, aby nie obciążać świeżych warstw muru.
Elektrownia wodna Pilchowice
W 1910 roku rozpoczęła się budowa elektrowni u podnóża zapory. Zbudowała ją firma J.W. Roth z Neugsdorf. Początkowo był 5 turbin typu Francis z firmy Voith i 5 generatorów Siemens. W 1921 r. dobudowano jeszcze jeden turbozespół. Elektrownia została zmodernizowana w latach 2013-14. Moc elektrowni wzrosła wówczas z 7,5 MW do 13,4 MW.
Budowę zapory pilchowickiej ukończono w 1912 roku, a na otwarcie 16 listopada 1912 roku przybył cesarz Wilhelm II, który przyjechał pociągiem do stacji Pilchowice Zapora.
Jezioro Pilchowickie
W tym czasie trwało już stopniowe napełnianie zbiornika pilchowickiego. Powstałe jezioro Pilchowickie zajmuje obszar 240 hektarów i ma 50 mln metrów sześciennych pojemności. Zbiornik pilchowicki pełni funkcje retencyjne, przeciwpowodziowe i jest zbiornikiem wody dla elektrowni wodnej przy zaporze. Przez lata jezioro pilchowickie stało się integralną częścią krajobrazu i pełni również funkcje rekreacyjne. Można tam wypożyczyć łódki lub inny sprzęt do pływania. Kiedyś kursował statek wycieczkowy. Zimą zbiornik zamarza i jest doskonałym lodowiskiem, chociaż dzisiaj nie jest to zalecane ze względów bezpieczeństwa.
Parametry zapory pilchowickiej
- Wysokość zapory pilchowickiej – 62 m
- długość korony zapory – 290 m
- długość stopy zapory – 140 m
- grubość muru w podstawie – 50 m
- grubość muru na koronie – 7 m
- głebokość jeziora przy zaporze – 46 m
- powierzchnia jeziora – 250 ha
- objętość wody – 50 mln m³
Czy zapora w Pilchowicach spełniła swoje zadanie?
Częściowo tak, bo już niedługo po otwarciu, bo w sierpniu 1913 roku uchroniła niżej położone miejscowości przed większymi stratami. Powódź z 1915 roku spowodowała przelewanie się wody przez przelew powierzchniowy i szybki spływ w dół. Szkody były wówczas większe i postanowiono wybudować “schody” na przelewie, które ukończono w 1925 roku. Przed II wojną światową jeszcze dwa razy zbiornik pilchowicki wypełniał się w całości. Po wojnie powodzie nawiedzały ten region wielokrotnie. Z mniejszymi powodziami zbiornik radził sobie lepiej, chociaż Wleń i Lwówek Śląski były zalewane. Znacznie gorzej było w czasie powodzi w 1977 i 1997 roku po dużych opadach. Zbiornik szybko się napełnił i nastąpił niekontrolowany przepływ powierzchniowy. Łączności nie było, panował chaos, sytuacja zmieniała się z godziny na godzinę. Jak zawsze w takich wypadkach najbardziej ucierpiał Wleń. Nie inaczej było w 2024 roku i znów Nielestno Pilchowice i Wleń poniosły straty. Czy nie ma sposobu, żeby tego uniknąć?
System zbiorników wodnych na rzece Bóbr w tym rejonie to zbiornik Bukówka koło czeskiej granicy i zbiornik pilchowicki. Mniejszych zbiorników nie liczę, bo ich znaczenie przeciwpowodziowe jest niewielkie. Obydwa zbudowane ponad 100 lat temu, a szybko okazały się niewystarczające. Czy ten system wymaga rozbudowy, żeby można było odciążyć zbiornik pilchowicki? Czy mamy sprawne zarządzanie tym systemem? Zbiornik Bukówka i Jezioro Pilchowickie mają dość dużą pojemność powodziową, którą można powiększyć dokonując zrzutu jeszcze przed nadejściem fali powodziowej. Czy zarządzający zbiornikami mają jakąś autonomię np. w podejmowaniu decyzji o zrzucie wody? Czy mają prawo do błędnych decyzji wynikających z ostrożności? Jeśli system jest zarządzany na wyższym szczeblu, to najważniejsza jest informacja o stanie wód, prognozowanie, sprawna łączność i wymiana informacji. Może mamy jakieś modele symulacyjne wspomagające podejmowanie decyzji? Czy my to wszystko mamy? Przebieg powodzi w 2024 roku każe w to wątpić.
Plener filmu „Trick”, „Skąpani w ogniu”
Malownicza okolica, wygodny parking zachęca do odwiedzin. Zapora Pilchowice brała epizodyczny udział w filmie „Trick” z 2010 roku (w końcówce filmu przejazd przez most i widok na zaporę), a większy w starszym filmie „Skąpani w ogniu”. W tym drugim filmie było znacznie więcej plenerów z okolicy, m.in. stacja kolejowa Wleń oraz Pilchowice-Zapora, Wleń, Klecza, Łupki.
Atrakcje w pobliżu Jeziora Pilchowickiego
Blisko położone – ruiny zamku Lenno kolo Wlenia oraz Wieża Książęca w Siedlęcinie. Kilka kilometrów do Jeleniej Góry, a przez zaporę Pilchowicka prowadzi Szlak Zamków Piastowskich.
