Typologia i Warunki Referencyjne Wód Powierzchniowych Stan prac i dalsze perspektywy wdrażania Ramowej Dyrektywy Wodnej

Konferencja naukowa – Bukowina Tatrzańska 1÷3 czerwca 2005

Zastosowanie wielowymiarowej analizy

przy wdrażaniu wybranych elementów Ramowej Dyrektywy Wodnej

Bernard Twaróg1

Zakład Gospodarki Wodnej Instytut Inżynierii i Gospodarki Wodnej Politechnika Krakowska

Streszczenie Jednym z nadrzędnych celów Ramowej Dyrektywy Wodnej jest uzyskanie w

określonym horyzoncie czasu celów środowiskowych. Identyfikacja problemów, możliwości oraz kosztów z tym związanych jest jednym z najbardziej istotnych aspektów zarządzania procesem wdrażania dyrektyw. Proces ten zależny jest nie tylko od aspektów społeczno, ekonomiczno, ekologicznych, lecz również od czynników klimatycznych. Planowanie powinno uwzględniać wszystkie aspekty chwili obecnej jak również możliwe scenariusze rozwoju sytuacji (prognoz). Artykuł przedstawi przykładowe wybrane propozycje rozwiązywania takich problemów.

Wstęp.

Na znaczącą poprawę stanu środowiska w ostatnich latach w szczególnej mierze przyczyniło się zdyscyplinowanie i zaostrzenie polityki ekologicznej oraz wzmocnienie funkcjonowania mechanizmów gospodarki rynkowej: oszczędność zużycia paliw, surowców i materiałów. Pośrednio na ten efekt złożyło się zmniejszenie presji na środowisko wskutek zmiany struktury przemysłu oraz rozwój technologii w kierunku surowco- i energo- oszczędnym. Nieproporcjonalny wzrost cen mediów (gaz, prąd elektryczny i woda) w stosunku do cen towarów i usług w efekcie również spowodował poprawę stanu środowiska poprzez zastosowanie technologii efektywniejszych i energooszczędnych.

Akcesja Polski już w pierwszym roku członkostwa przyniosła wymierne efekty. Pomimo trudności wyłonienia czystego efektu akcesyjnego zdecydowanie można stwierdzić, że przystąpienie do Unii wzmocniło i utrwaliło korzystne trendy w rozwoju społecznym i gospodarczym z korzyścią również dla środowiska. Nie bez znaczenia było tutaj podjęcie skutecznych wysiłków w zakresie dostosowania prawa polskiego do aquis communaitare. Jak do tego momentu sprawdziły się pozytywne prognozy rozwoju. Od siedmiu lat nie było tak 1 dr inż. Bernard Twaróg, adiunkt w Instytucie Inżynierii i Gospodarki Wodnej Politechniki Krakowskiej, btwarog@smok.wis.pk.edu.pl, http://bt.wis.pk.edu.pl/

dużego wzrostu PKB na poziomie 5.3% (2004, GUS), natomiast według szacunków między innymi Ministerstwa Finansów w najbliższych latach następnych przyrost powinien kształtować się na poziomie około od 4.8% do 5% w skali roku. Przy ocenianym przez biuro prognoz KE 4.4% do 4.5% tempie wzrostu PKB, Polska jest na tzw. ścieżce szybkiego wzrostu wśród najszybciej rozwijających się członków UE.

Jedną z podstawowych miar konwergencji jest poziom PKB na głowę mieszkańca. Poniżej przedstawiono dla wybranych państw zmianę realnej konwergencji w funkcji ostatnich lat.

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

160%

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

EU15CzechyIrlandiaHiszpaniaPortugaliaPolskaNiemcyStany ZjednoczonePolska (prognoza)

Rys.1. Realna konwergencja Polski względem poziomu EU15 na tle wybranych państw2.

Tabela 1. Realna konwergencja w stosunku do krajów EU15 (100%)3.

Nazwa Państwa/Rok 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Czechy 67% 59% 58% 58% 58% 60% 62% 60% 58% 56% 56% 59% 58% Niemcy 106% 109% 110% 109% 109% 108% 107% 105% 104% 103% 102% 100% 100%Irlandia 78% 78% 79% 81% 84% 90% 94% 102% 106% 111% 115% 118% 125%Hiszpania 78% 79% 79% 79% 79% 79% 79% 80% 81% 84% 83% 84% 86% Polska 36% 33% 34% 35% 36% 38% 40% 41% 41% 42% 42% 41% 42%Portugalia 65% 67% 67% 66% 65% 66% 66% 67% 68% 70% 70% 71% 71% Stany Zjednoczone 139% 134% 136% 139% 139% 138% 139% 140% 140% 142% 142% 139% 139%

Dodatkowo, dla oceny postępu konwergencji można porównać syntetyczny miernik

Human Development Index (HDI) [7] obrazujący poziom realizacji celów Strategii Lizbońskiej. 2 Wartość prognozy została przyjęta na podstawie analiz wykonanych dla scenariuszu członkostwa w pracy [8]. 3 Obliczenia własne wykonane na podstawie: Macroeconomic trends - gross domestic product (GDP) - size of GDP, GDP per capita, US Dollars, current prices and PPPs [9]

88%

90%

92%

94%

96%

98%

100%

102%

104%

106%

1975 1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002

EU15 Czechy

Niemcy Irlandia

Hiszpania Polska

Portugalia USA

Rys.2. Względna wartość wskaźnika HDI w stosunku do średniej wartości HDI dla EU15 (100%) na

przestrzeni ostatnich lat dla wybranych państw4. Od prawie 6 lat następuje spadek wydatków inwestycyjnych na ochronę środowiska.

Wskaźnik wydatków inwestycyjnych na 1 mieszkańca spadł prawie dwukrotnie. W ostatnich latach najwięcej środków wydano w kolejności na: gospodarkę ściekową, ochronę wód, ochronę powietrza oraz ochronę przed odpadami. Wskaźnik ludności korzystającej z oczyszczalni ścieków zbliżony jest do średniego dla krajów OECD. Występuje tendencja spadkowa emisji zanieczyszczeń powietrza, pomimo że Polska należy do europejskich krajów o najwyższych wskaźnikach emisji pyłów, dwutlenku siarki, dwutlenku azotu. Głównymi źródłami emisji zanieczyszczeń powietrza są energetyka i transport. Emisje podstawowych gazów cieplarnianych, mimo ich zmniejszania w ostatnich latach, nadal w skali Europy utrzymują się na wysokim poziomie. Polska nadal należy do krajów o największej w Europie ilości wytwarzanych odpadów. W przeliczeniu na jednostkę PKB, ilość odpadów ponad 3-krotnie przewyższa średnią w europejskich krajach OECD. Pomimo takiego stanu utrzymuje się korzystna tendencja wzrostu powierzchni obszarów prawnie chronionej przyrody i zaliczana jest do grupy państw europejskich o najwyższym wskaźniku różnorodności biologicznej.

Tabela 2. Stan prawny dostosowania do aquis communataire.

Nazwa Dyrektywy Transpozycja polskiego

prawa do aquis communataire

PRAWO HORYZONTALNE

1. Oceny oddziaływania na środowisko 85/337/WE ,nowelizowana 97/11/WE Zakończona

4 Obliczenia własne na podstawie [7].

2. Oceny oddziaływania na środowisko niektórych planów lub programów (oceny strategiczne)

2001/42/WE Zakończona

3. Swobodny dostęp do informacji o środowisku 90/313/EWG Zakończona

4. Monitorowanie i raportowanie w zakresie emisji CO2

1999/276/WE

Zakończone ratyfikacją protokołu z Kioto do Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych

JAKOŚĆ POWIETRZA

5. Dopuszczalna zawartość benzenu i tlenku węgla w powietrzu 2000/69/WE Zakończona

6.

Dostępność dla konsumentów informacji o zużyciu paliwa i emisji CO2 z nowych samochodów osobowych.

1999/94/WE Zakończona

7. Emisja lotnych związków organicznych ze stosowania rozpuszczalników organicznych

99/13/WE Zakończona

8. Emisja spalin z maszyn jezdnych nie poruszających się po drogach (niedrogowych)

97/68/WE Zakończona

9. Jakość paliw silnikowych 98/70/WE Zakończona

10.

Lotne związki organiczne powstające w wyniku magazynowania benzyn oraz ich dystrybucji z baz magazynowych (terminali) do stacji paliw

94/63/WE Zakończona

11.

Wartości graniczne dla zanieczyszczeń w otaczającym powietrzu oraz zanieczyszczenie powietrza przez ozon

99/30/WE, 92/72/EWG, 2002/3/WE Zakończona

12. Zawartość siarki w paliwach 99/32/WE Zakończona GOSPODARKA ODPADAMI

13. Przepisy ramowe dotyczące odpadów 75/442/EWG, 91/689/EWG Zakończone 14. Odpady niebezpieczne 91/689/EWG Zakończona 15. Oleje odpadowe 75/439/EWG Zakończona 16. Odpady opakowaniowe 94/62/WE Zakończona 17. Składowiska odpadów 99/31/WE Zakończona 18. Baterie i akumulatory 91/157/EWG Zakończona 19. PCB/PCT 96/59/WE Zakończona

20. Spalanie odpadów 89/429/EWG, 94/67/WE, 2000/76/WE Zakończona

21. Osady ściekowe w rolnictwie 86/278/EWG Zakończona

22. Recykling pojazdów wycofanych z eksploatacji 2000/53/WE Zakończona

JAKOŚĆ WÓD

23. Ramowa Dyrektywa Wodna 2000/60/WE

1 rozporządzenie: W sprawie trybu opracowania planów gospodarowania wodami na obszarach dorzeczy i warunków korzystania z wód regionu wodnego

24. Oczyszczanie ścieków komunalnych 91/271/EWG zakończona

25. Zanieczyszczenia wód azotanami ze źródeł rolniczych 91/676/EWG zakończona

26. Zrzut substancji niebezpiecznych do wód 76/464/EWG Zakończona

27. Jakość wód powierzchniowych do pozyskiwania wody do picia 75/440/EWG Zakończona

28. Jakość wód do spożycia przez ludzi 98/83/WE Zakończona 29. Woda w kąpieliskach 76/160/EWG Zakończona

30. Wody powierzchniowe będące środowiskiem życia ryb w warunkach naturalnych

78/659/EWG Zakończona

31. Wody przybrzeżne będące środowiskiem życia skorupiaków i mięczaków

79/923/EWG Zakończona

OCHRONA PRZYRODY

32. Ochrona naturalnych siedlisk oraz dzikiej fauny i flory oraz ochrona dzikich ptaków

92/43/EWG, 79/409/EWG zakończona

33. Ochrona gatunków dzikiej fauny i flory poprzez regulację handlu nimi Rop. 338/97 Zakończona

34. Przetrzymywanie dzikich zwierząt w ogrodach zoologicznych 99/22/WE zakończona

OGRANICZANIE ZANIECZYSZCZEŃ PRZEMYSŁOWYCH I ZARZĄDZANIE RYZYKIEM

35. Zintegrowane zapobieganie i ograniczanie zanieczyszczeń 96/61/WE

1 rozporządzenie: W sprawie minimalnych wymagań wynikających z najlepszej dostępnej techniki, jakie muszą spełniać instalacje.

36. Kontrola zagrożeń wypadkami z udziałem niebezpiecznych substancji SEVESO 96/82/WE zakończona

37. Substancje zubożające warstwę ozonową Rozp. 2037/2000 zakończona

38. Emisja niektórych zanieczyszczeń do powietrza z dużych źródeł spalania paliw

2001/80/WE zakończona

CHEMIKALIA i GMO

39. Klasyfikacja, pakowania i oznakowania substancji niebezpiecznych

67/548/EWG Zakończona

40.

dot. ograniczeń sprzedaży i stosowania niektórych niebezpiecznych substancji i preparatów;

76/769/EWG

Zakończona

41.

Szczegółowy wzór systemu informacji na temat niebezpiecznych preparatów zgodnie z postanowieniem art. 10 dyrektywy 88/379/EWG

91/155/EWG, 88/379/EWG

Zakończona

42.

Dostosowująca do postępu technicznego dyrektywę 67/548/EWG dot. klasyfikacji, opakowań i oznakowania substancji niebezpiecznych;

84/449/EWG, 67/548/EWG

Zakończona

43.

Lista substancji chemicznych notyfikowanych na mocy dyrektywy 67/548/EWG dot. klasyfikacji, pakowania i oznakowania substancji niebezpiecznych

85/71/EWG, 67/548/EWG

Zakończona

44. Klasyfikacja i oznakowania ftalanu bis – 2 etyloheksylu zgodnie z art. 23 dyrektywy 67/548/EWG

90/420/EWG, 67/548/EWG Zakończona

45. Klasyfikacja, pakowania i oznakowania niebezpiecznych preparatów;

88/379/EWG Zakończona

46.

Kategorie preparatów, których opakowania muszą być wyposażone w zamknięcia niedostępne dla dzieci i wyczuwalne dotykiem znaki ostrzegawcze;

90/35/EWG, 88/379/EWG

Zakończona

47.

W sprawie ujednolicenia przepisów prawnych i administracyjnych dotyczących stosowania zasad Dobrej Praktyki Laboratoryjnej oraz kontroli jej przestrzegania podczas prób z substancjami chemicznymi

87/18/EWG, nowelizowana 99/11/WE

Zakończona

48. Kontrola i weryfikacja Dobrych Praktyk Laboratoryjnych (DPL)

88/320/EWG, nowelizowana 99/12/WE

Zakończona

49. Organizmy zmodyfikowane genetycznie 2001/18/WE Zakończona

HAŁAS 50. Hałas emitowany do środowiska 2000/14/WE zakończona

51. Ocena i zarządzanie hałasem w środowisku 2002/49/WE

1 rozporządzenie: W sprawie sporządzania map akustycznych dla dróg, linii kolejowych i lotnisk.

BEZPIECZEŃSTWO JĄDROWE I OCHRONA PRZED PROMIENIOWANIEM

96/29/EURATOM, 89/618/EURATOM, dec. 87/600, 90/641 /EURATOM, Traktatu ustanawiającego EWEA art.33,35,37 93/1493/EURATOM 92/3/EURATOM

Zakończona

Krótka charakterystyka działań na najbliższe 6 lat. Odpowiedzią na oczekiwania polityki UE a równocześnie konsekwencją działań akcesyjnych jest Narodowy Plan Rozwoju 2007-2014. W chwili obecnej dokument ten jest na jednym z ostatnich etapów akceptacji. Wstępny projekt NPR na lata 2007-2013 został zatwierdzony 11 stycznia 2005 r. przez Radę Ministrów, natomiast w maju 2005 roku powinny zostać zakończone konsultacje o charakterze ogólnopolskim, sektorowym i regionalnym. NPR jest kompleksowym programem rozwoju społeczno-gospodarczego Polski. Oczekuje się, że realizacja NPR przy konsekwentnej realizacji polityki UE spowoduje asymilację oraz wzajemną akceptację społeczeństw; polskiego przez pozostałe społeczeństwa UE. Do realizacji celów i priorytetów NPR zaproponowano 31 kierunków działań (Rys.4.).

Wyszczególnione w ich ramach przedsięwzięcia wynikają z dokumentów strategicznych. Każdy kierunek działań nawiązuje do kilku priorytetów (Rys.5.). NPR na lata 2007 – 2013 formułuje 3 cele strategiczne realizowane poprzez:

utrzymanie gospodarki na ścieżce wysokiego wzrostu gospodarczego (wskaźników makroekonomicznych)

wzmocnienie mikroekonomicznych fundamentów gospodarki podniesienie poziomu spójności społecznej, gospodarczej i przestrzennej.

0.0%

2.0%

4.0%

6.0%

8.0%

10.0%

12.0%Wspieranie rozwoju gospodarki opartej na wiedzy

Przebudowa otoczeniadziałania przedsiębiorstwPoprawa stanu środowiska przyrodniczego

Usprawnienie infrastruktury energetycznej –zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego

Tworzenie nowoczesnej sieci transportowej

Rozwój infrastruktury miast i obszarów wiejskich

Zwiększanie zatrudnialności

Wspieranie tworzenia nowych miejsc pracy

Modernizacja organizacji i funkcjonowania rynkupracy

Poprawa oferty i warunków eksportu

Promocja eksportu

Poprawa efektywności przedsiębiorstw

Współpraca i integracja przedsiębiorstwKomercjalizacja badań naukowych i prac

rozwojowychPostęp organizacyjno-techniczny w sektorachgospodarkiInnowacyjność w regionachOchrona reguł konkurencji

Wzmacnianie mechanizmów rynkowych wgospodarce

Pomoc publiczna

Ograniczanie wykluczenia społecznego

Budowanie kapitału społecznego

Wsparcie rodzin

Zwiększenie dostępu do edukacji

Wspieranie otwartości systemu edukacji

Wyższa jakość kształcenia

Poprawa warunków bezpiecznego życia i pracy

Poprawa dostępności mieszkań dla obywateli orazpoprawa jakości zasobu mieszkaniowego

Integracja systemów transportowych

Gospodarowanie przestrzeniąSprawiedliwy dostęp do zasobów naturalnych

Zapewnienie bezpieczeństwa ekologicznego kraju

NPR 2007 - 2013

NPR 2004 - 2006

Rys.3. Wizualizacja kierunków rozwoju NPR na lata 2004-2006 oraz 2007-20135.

Tabela 3. Zestawienie różnic w NPR na lata 2007-2013 oraz 2004-2006.

Inw

esty

cje

Zatru

dnie

nie

Eksp

ort

Prze

dsię

bior

czość

Inno

wac

je

Och

rona

rynk

u

Inte

grac

ja sp

ołec

zna

Wie

dza

i ko

mpe

tenc

je

Akt

ywiz

acja

i m

obiln

ość

Gos

poda

row

anie

pr

zest

rzen

ią

Poprawa stanu środowiska

przyrodniczego 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.25% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%

Komercjalizacja badań naukowych i prac rozwojowych

0.00% 0.00% 0.00% 0.00% -0.25% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%

Wyższa jakość kształcenia 0.25% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.25% 0.00%

Poprawa warunków bezpiecznego życia i

pracy -0.25% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% -0.25% 0.00%

Kontynuacja polityki spójności jest żywotnym interesem wspólnoty europejskiej. Konsekwencją kontynuacji takiej polityki jest szybszy rozwój gospodarczy oraz zwiększona 5 Obliczenia własne na podstawie [4,5].

konkurencyjność. Wspólny rozwój na zasadzie synergii można potraktować jako grę gospodarczą o sumie dodatniej. Przyjęta w 2000 roku strategia Lizbońska (Goeteborg 2001) założyła przekształcenie UE w ciągu 10 lat w najbardziej konkurencyjną gospodarkę światową, głównie poprzez zwiększenie nakładów na badania i rozwój, budowanie społeczeństwa wiedzy oraz rozwoju społeczno gospodarczego w duchu zrównoważonego rozwoju. Konsekwencją polityki spójności dla Polski w najbliższych latach będzie jeszcze większe wzmocnienie działań zmierzających do budowania konkurencyjności regionów. Polska jako jeden z głównych beneficjentów polityki UE w chwili obecnej ze względu na rozwój zainteresowana jest w jak największym budżecie UE. Polityka programowania instrumentów ekonomicznych UE na najbliższe lata została zmodyfikowana. Wyłoniły się 3 cele:

o cel 1 (78% środków) zorientowany na obszary o niskim poziomie rozwoju społeczno - gospodarczego (PKB na mieszkańca <75% średniej UE), dotyczy to wszystkich województw,

o cel 2 (18% środków) - związany z wdrażaniem strategii Lizbońskiej, o cel 3 (4% środków)- dotyczy współpracy terytorialnej – transgranicznej.

Takie ujęcie z punktu widzenia koncentracji środków jest bardzo korzystne dla Polski. Planuje się zachowanie następujących instrumentów strukturalnych: Europejski Fundusz Rozwoju Regionalnego (EFRR) i Europejski Fundusz Społeczny (EFS) (alokacja środków UE 2/3) oraz Funduszu Spójności (FS) (alokacja środków UE 1/3) przy utrzymaniu 25% poziomu współfinansowania. Ze względu na główny akcent rozwoju regionalnego środek ciężkości ustalania polityk zostanie przesunięty na samorządy województw przy zachowaniu koordynacji działań na poziomie odpowiednich ministerstw. Niekorzystnym elementem z punktu widzenia alokacji środków jest planowana polityka w zakresie realizacji programów operacyjnych. Pomimo przyjęcia dla komplementarnych działań możliwości współfinansowania na poziomie 5% z innych funduszy, generalnie istnieje tendencja finansowania programu operacyjnego tylko z jednego funduszu.

0

10 000

20 000

30 000

40 000

50 000

60 000

2 001 2 002 2 003 2 004 2 005 2 006 2 007 2 008 2 009 2 010

lata

[mln zł]Programy związane ze środowiskiem

Pozostałe programy

Rys.6. Skutki finansowe programów branżowych oraz sektorowych zaakceptowanych przez Radę Ministrów6.

6 Obliczenia własne na podstawie [3].

-110 000-100 000-90 000-80 000-70 000-60 000-50 000-40 000-30 000-20 000-10 000

010 00020 00030 00040 00050 00060 00070 00080 00090 000

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

lata

[mln zł]

Środki publiczne UE

Udział prywatnych środkówkrajowychWszystkie programy

Udział publicznych środkówjako konsekwencja akcesji4% pułap środków UE

Rys.7. Zestawienie środków finansowych wynikających z realizacji polityk kraju oraz UE7.

Korzyści z akcesji w obszarze środowisko. Szacunkowe analizy zarówno krajowe jak i zagraniczne określają korzyści w obszarze środowisko z akcesji w następujących kategoriach8:

o pełne wdrożenie prawa ochrony środowiska UE, (4.9-10.2 mld EUR), o sprzedaż uprawnień do emisji CO2, (0.16–0.66 mld EUR/rok), o transfery finansowe w ramach funduszy strukturalnych oraz Funduszu

Spójności, (0.81 mld EUR/rok od 2004 do 2006) o zaktualizowana wartość strumienia korzyści zewnętrznych wynikających z

integracji europejskiej, (50-110 mld EUR, przy 4% stopie dyskontowej). Można stwierdzić, że pozycja znalezienia się Polski w obszarze korzyści będzie zależała od polityki rządu, samorządów oraz podmiotów gospodarczych. W jaki sposób będą interpretowane i jak będą wdrażane zapisy dyrektyw ostatecznie będzie się odnosić do relacji korzyści – koszty. Nie bez znaczenia w tak długim horyzoncie oceny korzyści i możliwości osiągnięcia celów środowiskowych jest prognoza sytuacji społecznej i gospodarczej w kontekście zagrożeń będących efektem zmian klimatycznych.

Tabela 4. Zestawienie korzyści z akcesji w obszarze środowisko9. Obszary korzyści

Dyrektywy i regulacje środowiskowe Unii Europejskiej Zdrowie

ludzi Zasoby

naturalne Ekosystemy Korzyści społeczne Rozwój Suma

Jakość powietrza 4.56% 2.90% 3.73% 3.32% 2.49% 17.01% Przemysłowe źródła zanieczyszczeń 2.49% 1.66% 2.49% 2.49% 1.66% 10.79% Gospodarka odpadowa 6.22% 4.56% 6.22% 5.39% 3.32% 25.73% Jakość wód 7.88% 8.30% 9.54% 7.05% 6.22% 39.00%

7 Obliczenia własne na podstawie [3,4,5,6]. 8 Ceny roku 2000 9 Wykonano na podstawie: The Benefits of Compliance with the Environmental Acquis for the Candidate Countries. Report to Report to the Environment Directorate-General of the European Commission (C/1849/PtB), ECOTEC, July 2001.

Ochrona przyrody 0.00% 0.83% 2.49% 2.49% 1.66% 7.47% Suma 21.16% 18.26% 24.48% 20.75% 15.35% 100.00%

Krótka charakterystyka tendencji klimatycznych. Stan i tendencje rozwoju klimatu w najkrótszych słowach można scharakteryzować jako pogłębianie i polaryzację zjawisk niekorzystnych, bardzo często będących źródłami zagrożeń i katastrof. Na podstawie ostatnich analiz można stwierdzić, że powodzie są najczęstszym rodzajem klęsk żywiołowych w Europie. W północnej Europie opady wzrosły do 40% na przestrzeni lat 1900 – 2000, równocześnie w części południowej nastąpił ich 20% spadek. Od 1976 roku można zaobserwować wzrostową tendencję liczby dni bardzo mokrych, szczególnie na obszarze Europy środkowej. W zakresie temperatury należy zauważyć, że w ostatnich 100 latach najcieplejszy był rok 2000 a w ostatnich czternastu latach siedem razy wystąpiły najcieplejsze lata. W wyniku powyższych zmian głównie przewiduje się wzrost ryzyka powodzi, lecz też nie można wykluczyć regionów narażonych na zjawiska suszy.

Rys. 8,9. Wybrane analizy związane z zagrożeniami naturalnymi w Europie [12].

Uproszczony model wskaźników makroekonomicznych. W artykule podjęto próbę prezentacji prostego modelu wskaźników makroekonomicznych, zbudowanego na sieciach neuronowych. Podstawową ideą i celem podjętego wysiłku jest próba uchwycenia zależności pomiędzy kluczowymi, ale wybranymi wskaźnikami makroekonomicznymi:

WEJŚCIE WYJŚCIE

1. PKB per capita 2. Liczba ludności

1. Sumaryczne zużycie wody 2. Zużycie energii na jednostkę PKB 3. Produkcja energii

Rys.10.Zastosowane funkcje transformujące sygnał w zbudowanej sztucznej sieci neuronowej.

Rys.11. Uproszczony schemat zastosowanej sztucznej sieci neuronowej.

Formalnie poszukiwaną zależność można zapisać w następującej postaci:

)( pGa NN= (1.) gdzie: a - wektor danych wyjściowych z systemu, p - wektor danych wejściowych do systemu,

NNG - operator, wyuczony system sieci neuronowej - funkcja transformująca wektor danych wejściowych na wektor danych wyjściowych.

Do eksperymentu zaprojektowano 3 warianty sieci neuronowych wielowarstwowych typu

„feedforward backpropagation” z następujących elementów: o wejście do systemu sieci 2,4,6 neuronów z funkcją przejścia typu tansig, o kolejne warstwy ukryte sieci zbudowane zostały odpowiednio z 50. 30 i 30

neuronów, z funkcjami przejścia, na przemian radbas i tansig, o zewnętrzna wyjściowa warstwa zbudowana została odpowiednio z 4,6 i 8

neuronów typu tansig. Procedura uczenia została oparta na metodzie optymalizacji Levenberg-Marquardt. Na wejściu do sieci podawano 2,4 i 6 wierszowe wektory liczb, przy czym elementy wektorów w przypadku 2 i 6 wierszowych przesunięte były odpowiednio o jeden i dwa lata do przodu. Na wyjściu podawano odpowiednio wektory 3, 6 i 9 elementowe. W przypadku 6 i 9 elementowych dane były przesunięte o odpowiednio o 1 rok i 2 lata do przodu. Kryterium stopu (Mean Square Error) w procesie uczenia przyjęto równe 1e-04.

Tabela 5. Zestawienie wariantów zaprojektowanej sieci. (Rys.12,13,14)

Wariant I Wariant II Wariant III

Do uczenia sieci wykorzystano dane wskaźników makroekonomicznych 5 krajów od 1990 do 2002 roku (tab.5.)[9]. Ostatecznie przeprowadzono symulację wyuczonych sieci neuronowych dla zestawu danych prognostycznych (PKB per capita oraz Liczba ludności) dla analizy scenariusza członkostwa [8].

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014

lata

war

tośc

i zno

rmal

izow

ane

[.]

PROGNOZA W II, Zużycie wody; średnia

PROGNOZA W II, Zużycie energii na jednostkę PKB; średnia

PROGNOZA W II, Produkcja energii; średnia

Rys.15.Wyniki symulacji sieci neuronowych – wariant II.

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014

lata

war

tośc

i zno

rmal

izow

ane

[.] PROGNOZA W III, Zużycie wody; średnia

PROGNOZA W III, Zużycie energii na jednostkę PKB; średnia

PROGNOZA W III, Produkcja energii; średnia

Rys.16.Wyniki symulacji sieci neuronowych – wariant III.

Tabela 6. Zestawienie danych wykorzystanych do uczenia zaprojektowanych sieci neuronowych. Państwo/ROK 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

NIEMCY PKB per capita [EUR] 17621.00 19045.00 19796.00 19905.00 20733.00 21487.00 22160.00 22661.00 23400.00 24029.00 24851.00 25456.00 25917.00

Liczba ludności [tys.] 79373.00 79984.00 80595.00 81179.00 81422.00 81661.00 81895.00 82052.00 82029.00 82024.00 82160.00 82277.00 82456.00

Zużycie wody, [mln m3] 47873.00 46973.20 46073.40 45173.60 44273.80 43374.00 41840.2942607.14 41073.43 40306.57 39539.71 38772.86 38006.00

Zużycie energii na jednostkę PKB [toe/tys.USD] 0.22 0.22 0.21 0.21 0.20 0.20 0.20 0.20 0.19 0.18 0.18 0.18 0.18

Produkcja energii [TWh] 547.70 542.08 536.45 530.83 525.20 532.80 550.70 548.00 552.40 550.30 567.10 581.80 566.90

IRLANDIA PKB per capita [EUR] 12891.00 13541.00 14219.00 14872.00 16000.00 17885.00 19390.00 22064.00 23923.00 25922.00 28035.00 29822.00 32646.00

Liczba ludności [tys.] 3503.00 3524.00 3549.00 3563.00 3583.00 3601.00 3626.00 3664.00 3703.00 3742.00 3790.00 3847.00 3917.00

Zużycie wody, [mln m3] 1100.29 1115.43 1130.57 1145.71 1160.86 1176.00 1176.001176.00 1176.00 1176.00 1176.00 1176.00 1176.00

Zużycie energii na jednostkę PKB [toe/tys.USD] 0.21 0.21 0.20 0.20 0.19 0.18 0.17 0.16 0.16 0.15 0.14 0.14 0.13

Produkcja energii [TWh] 14.20 14.85 15.50 16.15 16.80 17.60 18.90 19.70 20.90 21.80 23.70 24.60 24.80

POLSKA PKB per capita [EUR] 6038.00 5800.00 6072.00 6434.00 6899.00 7529.00 8180.00 8813.00 9329.00 9742.00 10174.00 10496.00 10846.00

Liczba ludności [tys.] 38119.00 38245.00 38365.00 38459.00 38544.00 38588.00 38618.00 38650.00 38666.00 38654.00 38646.00 38251.00 38232.00

Zużycie wody, [mln m3] 15164.00 14716.00 14268.00 13820.00 13372.00 12924.00 12582.2912753.14 12411.43 12240.57 12069.71 11898.86 11728.00

Zużycie energii na jednostkę PKB [toe/tys.USD] 0.39 0.39 0.38 0.38 0.37 0.35 0.36 0.32 0.29 0.27 0.25 0.25 0.24

Produkcja energii [TWh] 134.40 134.13 133.85 133.58 133.30 137.00 141.20 140.90 140.80 140.00 143.20 143.70 142.50

PORTUGALIA PKB per capita [EUR] 10806.00 11722.00 12029.00 12051.00 12390.00 13159.00 13687.00 14490.00 15420.00 16368.00 17150.00 17886.00 18434.00

Liczba ludności [tys.] 9877.00 9961.00 9965.00 9983.00 10013.00 10041.00 10070.00 10108.00 10129.00 10171.00 10229.00 10305.00 10380.00

Zużycie wody, [mln m3] 8600.00 9049.80 9499.60 9949.40 10399.20 10849.00 10917.8610883.43 10952.29 10986.71 11021.14 11055.57 11090.00

Zużycie energii na jednostkę PKB [toe/tys.USD] 0.15 0.15 0.14 0.14 0.13 0.16 0.15 0.15 0.16 0.16 0.16 0.16 0.16

Produkcja energii [TWh] 28.40 29.13 29.85 30.58 31.30 33.20 34.40 34.10 38.90 42.90 43.40 46.20 45.70

HISZPANIA PKB per capita [EUR] 13014.00 13807.00 14242.00 14401.00 15023.00 15750.00 16443.00 17186.00 18231.00 19477.00 20317.00 21347.00 22406.00

Liczba ludności [tys.] 38851.00 38935.00 39054.00 39167.00 39264.00 39345.00 39427.00 39520.00 39648.00 39844.00 40171.00 40615.00 41200.00

Zużycie wody, [mln m3] 36900.00 36177.60 35455.20 34732.80 34010.40 33288.00 34789.7134038.86 35540.57 36291.43 37042.29 37793.14 38544.00

Zużycie energii na jednostkę PKB [toe/tys.USD] 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.17 0.16 0.16 0.16 0.17 0.17 0.17 0.17

Produkcja energii [TWh] 151.20 153.60 156.00 158.40 160.80 165.60 173.40 189.20 193.40 205.90 222.20 233.20 242.70

Tabela 7. Zestawienie wyników symulacji zaprojektowanych sztucznych sieci neuronowych. Wybrane wskaźniki makroekonomiczne\lata 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Wartości znormalizowane PROGNOZA PKB per capita 0.16 0.18 0.20 0.22 0.25 0.27 0.29 0.31 0.34 0.36 0.39 0.43PROGNOZA Liczba ludności 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.43 0.43 0.43 0.43

PROGNOZA, Zużycie wody; średnia 0.22 0.24 0.29 0.41 0.56 0.67 0.71 0.72 0.71 0.69 0.69 0.70 PROGNOZA, Zużycie energii na jednostkę PKB; średnia 0.56 0.52 0.47 0.44 0.38 0.31 0.25 0.19 0.17 0.17 0.19 0.18

PROGNOZA, Produkcja energii; średnia 0.22 0.21 0.22 0.22 0.22 0.22 0.21 0.19 0.18 0.19 0.21 0.26 Wartości bezwględne

PROGNOZA PKB per capita [tys.EUR] 10100 10600 11200 11800 12400 13000 13500 14100 14800 15500 16400 17300 PROGNOZA Liczba ludności [tys.] 38195 38095 38095 37995 37995 37995 37895 37895 37795 37795 37795 37695

PROGNOZA W III, Zużycie wody. [mln m3] 11450 12498 14750 20358 27450 32236 34351 34863 34158 33492 33564 33725 PROGNOZA W III, Zużycie energii na jednostkę PKB [toe/tys.USD] 0.26 0.25 0.24 0.23 0.21 0.19 0.17 0.16 0.15 0.15 0.16 0.15

PROGNOZA W III, Produkcja energii [TWh] 142 132 139 141 139 138 131 123 118 123 132 163

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

lata

war

tośc

i zno

rmal

izow

ane

[.]

PKB per capita Liczba ludności [tys.]

Zużycie wody. Zużycie energii na jednostkę PKB

Produkcja energii PROGNOZA PKB per capita

PROGNOZA Liczba ludności PROGNOZA, Zużycie wody; średnia

PROGNOZA, Zużycie energii na jednostkę PKB; średnia PROGNOZA, Produkcja energii; średnia

Rys.17. Wyniki symulacji sztucznych sieci neuronowych. Średnie wartości prognozy z wariantów I,II i III..

W ramach weryfikacji modelu wykorzystano dane wskaźników makroekonomicznych 1110 krajów od 1990 do 2002 roku [9]. Ostatecznie przeprowadzono symulację wyuczonych sieci neuronowych dla zestawu danych prognostycznych (PKB per capita oraz Liczba ludności) dla analizy scenariusza członkostwa [8]. Poniżej przedstawiono wyniki symulacji (prognozy) zestawiając wyniki dla sieci uczonej na zestawie danych dla 5 oraz 11 krajów. Pomimo widocznych różnic trend zwiększenia zapotrzebowania na wodę się utrzymuje.

Rys.18. Porównanie wyników działania sieci uczonej na zestawie danych

z 5 krajów i z 11 krajów. Wnioski. Pomimo dobrych prognoz społeczno-gospodarczych na lata 2007-2013 przejawiających się głównie we wzroście gospodarczym, następuje pogłębianie się różnic w rozwoju regionalnym, ciągle towarzyszy nam deficyt budżetowy i niekorzystne wskaźniki rynku pracy. Dodatkowym zagrożeniem jest pogłębianie i polaryzacja zjawisk klimatycznie niekorzystnych, bardzo często będących źródłami zagrożeń i katastrof. Przeprowadzone analizy i krótkie charakterystyki aspektów społeczno, ekonomiczno, ekologicznych skłaniają do następujących konkluzji:

o pomimo, że Komisja Europejska zaproponowała podjęcie wspólnych działań związanych z zarządzaniem ryzykiem powodzi skupiając się na rozwoju i wdrożeniu skoordynowanych planów zarządzania ryzykiem powodzi oraz map ryzyka powodziowego, zauważyć należy że działania te są opóźnione w stosunku do zagrożeń i strat jakie były ich efektem, (niewątpliwie można skorzystać tu z doświadczeń i być może wyników zrealizowanego Projektu Likwidacji Skutków Powodzi finansowanego przez Bank Światowy - 200 mln USD),

o nadal brakuje systemu prawnego funkcjonowania ubezpieczeń od następstw skutków powodzi, koniecznym wydaje się podjęcie skutecznych działań w kierunku stworzenia takiego systemu,

10 Germany, Ireland, Poland, Portugal, Spain, Austria, Czech Republic, Denmark, United Kingdom, Sweden, Netherlands.

o wydaje się uzasadnionym opracowanie np.: Krajowego Programu Budowy Zbiorników Retencyjnych (oczywiście pod tym hasłem rozumieć należy każdą postać retencji), szczególnie może być to istotne w kontekście zwiększonego zapotrzebowania na wodę oraz uaktywniania się regionalnych zjawisk suszy,

o zagrożone jest zwiększenie bezpieczeństwa powodziowego kraju oraz zapobieganie skutkom suszy. W latach 1998 do 2002 średni roczny koszt strat powodziowych kształtował się na wysokości 0.76% dochodu narodowego brutto w Republice Czeskiej, w Niemczech na poziomie 0.05%, we Francji 0.02% a w Polsce 0.04%11. Utrzymująca się tendencja do pojawiania się powodzi być może jest pretekstem do zastanowienia się nad potraktowaniem ochrony przed klęskami naturalnymi na poziomie ważności celów środowiskowych, a co się z tym wiąże z koniecznością przeprowadzenia analizy finansowo prawnej pod kątem alokacji środków finansowych oraz kolejności realizacji celów (dla wszystkich krajów UE – zadanie dla KE),

o prawie 100% zakończenie zabiegów zmierzających do dostosowania polskiego prawodawstwa w szczególności w obszarze środowisko do aquis communataire zwiększa szanse przyspieszenia realnej konwergencji z innymi krajami EU-25, równocześnie stwarzając racjonalne podstawy dla: poprawy jakości wód powierzchniowych, polepszenia jakości i dystrybucji wody

przeznaczonej do spożycia, racjonalizacji gospodarki odpadami i ochrony powierzchni ziemi, poprawy jakości powietrza,

o obowiązująca ustawa Prawo Wodne unowocześnia zarządzanie zasobami wodnymi, ale nie rozwiązuje problemów niedostatku środków finansowych, wadliwą cechą obecnego systemu jest brak relacji finanse-odpowiedzialność, przejawiającej się w frustracji administracji wodnej,

ponadto pojawiają się następujące konieczne rozwiązania prawne: o pełna transpozycja RDW do polskiego systemu prawnego, o zmiana ustawy Prawo Wodne, o zmiana ustawy Prawo Ochrony Środowiska w zakresie funkcjonowania funduszy

ekologicznych, o opracowanie systemu prawnego umożliwiającego wprowadzenie zasady zwrotu

kosztów usług wodnych o zmiana przepisów merytorycznych dotyczących ochrony przeciwpowodziowej i

przeciwdziałania skutkom suszy, o usprawnienie gospodarowania majątkiem skarbu państwa związanym z zasobami

wodnymi, o uspołecznienie procesu decyzyjnego w zakresie gospodarki wodnej, co wymaga

przebudowy i udoskonalenia systemów instytucjonalnych, prawnych i finansowych. Literatura. [1] E. Berkowska, INFORMACJA NA TEMAT STANU TRANSPOZYCJI

WYBRANYCH AKTÓW PRAWNYCH UNII EUROPEJSKIEJ. Kancelaria Sejmu, Biuro Studiów i Ekspertyz, Wydział Analiza Ekonomicznych i Społecznych, styczeń 2004.

[2] Departament Integracji Europejskiej Ministerstwa Środowiska we współpracy z Ministerstwem Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej, Ministerstwem Zdrowia oraz Państwową Agencją Atomistyki, INFORMACJA NA TEMAT STANU

11 Źródło: EM-DAT, 2003, United Nations Departament of Economic and Social Affairs.

TRANSPOZYCJI WYBRANYCH AKTÓW PRAWNYCH UNII EUROPEJSKIEJ ORAZ NIEKTÓRYCH ASPEKTÓW WDRAŻANIA PRAWA UE W OBSZARZE ŚRODOWISKO. Marzec 2003.

[3] A.G. Lodkowska-Skoneczna, IDENTYFIKACJA PROGRAMÓW SEKTOROWYCH I BRANŻOWYCH ZAAKCEPTOWANYCH PRZEZ RADĘ MINISTRÓW ORAZ ICH SKUTKI FINANSOWE. Ekspertyza dla Departamentu Koordynacji Polityki Strukturalnej w MGPiPS.

[4] Narodowy Plan Rozwoju 2004 – 2006. Ministerstwo Gospodarki i Pracy. Warszawa, styczeń 2003.

[5] Narodowy Plan Rozwoju 2007 2013. Ministerstwo Gospodarki i Pracy. [6] Polska w Unii Europejskiej – doświadczenia pierwszego roku członkostwa.

Departament Analiz i Strategii Urzędu Komitetu Integracji Europejskiej. Urząd Komitetu Integracji Europejskiej, 2005.

[7] Human Development Report 2004. Cultural liberty in today’s diverse world. Published for the United Nations Development Programme.

[8] W. M. Orłowski, Makroekonomiczne efekty członkostwa Polski w Unii Europejskiej. Urząd Komitetu Integracji Europejskiej. Warszawa 2003.

[9] OECD FACTBOOK 2005 – ISBN 92-64-01869-7 – © OECD 2005. [10] The Benefits of Compliance with the Environmental Acquis for the Candidate

Countries. Report to Report to the Environment Directorate-General of the European Commission (C/1849/PtB), ECOTEC, July 2001.

[11] Peszko G., Rączka J., Kisiła O., Ekonomiczne korzyści dla Polski wynikające z wdrożenia prawa ochrony środowiska Unii Europejskiej. Urząd Komitetu Integracji Europejskiej, Warszawa 2003.

[12] Mapping the impacts of recent natural disasters and technological accidents In Europe. European Environment Agency, Copenhagen 2003.

[13] COMMUNICATION FROM THE COMMISSION TO THE COUNCIL, THE EUROPEAN PARLIAMENT, THE EUROPEAN ECONOMIC AND SOCIAL COMMITTEE AND THE COMMITTEE OF THE REGIONS. Flood risk management. Flood prevention, protection and mitigation. COMMISSION OF THE EUROPEAN COMMUNITIES. Brussels, 2004.

[14] Twaróg B., Zastosowanie ryzyka do oceny algorytmów wspomagania decyzji w warunkach powodzi na przykładzie wybranego zbiornika retencyjnego. Aspekty zastosowania sztucznej inteligencji. Realizowany w ramach: Współczesne metody projektowania i zarządzania w inżynierii i gospodarce wodnej. Ś-1/478/DS/2004 oraz jego kontynuacja w 2005.

[15] Duch W (1999) Engineering Applications of Neural Networks. Proceedings of the 5th International Conference EANN'99, 13-15 September 1999, Warsaw.

[16] Duch W, Korbicz J, Rutkowski L, Tadeusiewicz R (2000) Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna 2000. Tom 6: Sieci neuronowe. Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2000.

[17] Hammerstrom D., The Wonders of Neural Networks. Department of Electrical and Computer Engineering, Oregon Graduate Institute.

[18] Demuth H., Beale M., Neural Network Toolbox. Neural Network Toolbox User’s Guide, 1992 - 2003 by The MathWorks, Inc.

[19] Tadeusiewicz R., Sieci neuronowe. Akademicka Oficyna Wydawnicza, Warszawa 1993. [20] Bradley J., Zaleski J., Modelling EU accession and Structural Funds impacts using the

new Polish HERMIN model. The Economic and Social Research Institute, Dublin, 2003.

The application of the multidimensional analysis in the implementation of the chosen units of the Water Framework Directive.

ABSTRACT

One of the essential aims of the Water Framework Directive is to achieve the environmental objectives within the defined period of time. Identification of the problems, possibilities and costs of the necessary activities is one of the fundamental aspects of the management of the EU directives implementation process. This process depends not only on the social, ecological and economical aspects, but also on the climatic factors. All the current aspects, as well as the possible socio-economic scenarios should be considered in the planning process. This article presents the exemplary, chosen, proposed solutions of such problems.