Komputerowe wspomaganie podejmowania decyzji Wykład dla V roku Geoinformacji rok akademicki 2007/2008 Alfred Stach Instytut Paleogeografii i Geoekologii UAM

Plan wykładu Historia z 1953 i 1975 roku Co to jest wspomaganie procesu decyzyjnego (Decision Support System – DSS)? Rola GIS w DSS (Spatial DSS = SDSS) Program wykładu Literatura wymagana i zalecana Źródła informacji o SDSS: czasopisma i internet

Holandia i delta/estuarium Renu/Mozy/Skaldy

Holandia i delta / estuarium Renu / Mozy / Skaldy

Powódź w 1953 roku W południe 31 stycznia Instytut Meteorologiczny ogłosił ostrzeżenie o wyjątkowo wysokim stanie wód. Po południu o godzinie 18:00 radio podało ostrzeżenie: „Sztorm na Morzu Północnym rozprzestrzenia się z północy i północnego-zachodu na południe i południowy wschód. Sztorm wzmaga się i potrwa przypuszczalnie całą noc. W związku z tym ostrzega się grupy Rotterdam, Willemstad (nad Hollandsch Diep) i Bergen op Zoom przed niebezpieczeństwem wysokich stanów wód”.

Powódź w 1953 roku Krótko po północy z 31 stycznia na 1 lutego odezwały się w południowo-zachodniej Holandii dzwony alarmowe. Nie wszyscy to usłyszeli, bo wicher i huk fal wszystko zagłuszały. Współdziałały tej nocy dwa elementy przyrody: silny sztorm z najgroźniejszego kierunku dla wybrzeży Holandii i wysoka woda pływu syzygijnego. Rozszalałe fale morskie przerwały w wielu miejscach tamy i groble, wtargnęły na teren Wysp Zelandzkich, sięgnęły aż po Rotterdam, Biesbosch oraz zachodnią Brabancję, dokonując ogromnych zniszczeń. Poziom wód powodziowych przekroczył o 60 cm najwyższe dotychczas notowane stany. Była to powódź największa od czasu St. Elisabeth Flood w 1421 roku.

Obszary depresji na terytorium Holandii Powódź w 1953 roku Wysokość spiętrzenia sztormowego o godzinie 2:00 pierwszego lutego 1953 roku Obszary depresji na terytorium Holandii

Powódź w 1953 roku

Powódź w 1953 roku

Plan DELTA

Net Primary Productivity Ecosystem Type Net Primary Productivity Ekosystem Average annual Net Primary Productivity of the Earth's major biomes. Ecosystem Type Net Primary Productivity (kcal/m2/y) Tropical Rain Forest 9000 Estuary 9000 Swamps and Marshes 9000 Savanna 3000 Deciduous Temperate Forest 6000 Boreal Forest 3500 Temperate Grassland 2000 Polar Tundra 600 Desert < 200

Ekosystem

Ekosystem                                                                                          

Ekosystem                                                                                          

Ekosystem                                            

Ekosystem                                                                                          

Ludzie i gospodarka

Etapy analizy Iteracyjna analiza wrażliwości DECYZJA Wybór kryteriów dla przeglądu wariantów Przegląd i wstępna ocena wariantów Możliwe warianty rozwiązań Wybór analizowanych skutków Warianty obiecujące DECYZJA Założenia techniczne Opracowanie projektów Przewidywanie skutków projektów Porównanie projektów Podjęcie decyzji Przyjęte scenariusze Iteracyjna analiza wrażliwości

System ekologiczny estuarium Skaldy Wschodniej – elementy bilansu materii i energii Opady atmosferyczne + zanieczyszczenia Bilans energii Wiatr Wody powierzchniowe + zanieczyszczenia Wody powierzchniowe + zanieczyszczenia Woda słona Woda słodka Parowanie Woda słonawa Morze Północne Ren Wody gruntowe + zanieczyszczenia estuarium

Elementy oceny wpływu inwestycji na ekosystem Skaldy Wschodniej Czynniki brane pod uwagę: Różną wielkość otwarcia zapory przeciwsztormowej (która decyduje o wielkości przepływu wody). Różne ładunki dopływu nutrientów. Różne wielkości odłowów. Różne wielkości Basenu Zachodniego. Wynik – zależny od wymienionych wyżej czynników: Prognoza zmian długoterminowych średnich populacji 18 grup podobnych gatunków takich jak ostrygi i małże jadalne, ryby drapieżne i ptaki roślinożerne. Metoda uwzględnia takie zjawiska jak: fotosynteza, drapieżnictwo i co trzeba podkreślić szczególnie, także migracje.

Elementy oceny wpływu inwestycji na ekosystem Skaldy Wschodniej Wykorzystano nowe w pierwszej połowie lat 70-tych XX wieku modele matematyczne ekosystemów. Skupiono się na zmianach długoterminowych, a nie szybkich zmianach codziennych. Wyniki modelu weryfikowano obserwacjami poczynionymi w innych estuariach, a zwłaszcza w sąsiednim Grevelingen. Stwierdzono: Najgorszym z punktu widzenia środowiska naturalnego jest wariant zamknięty (szczelna tama). Względna przydatność pozostałych dwóch wariantów zależy od przyjętych założeń w odniesieniu do środowiska.

Elementy oceny wpływu inwestycji na ekosystem Skaldy Wschodniej Jeżeli jako optymalny cel przyjmuje się jak najmniejszą zmianę ekosystemu (mierzoną ilością biomasy i proporcją populacji gatunków), to najkorzystniejszym wariantem będzie budowa wałów lub ruchomej zapory przeciwsztormowej o dużym otwarciu (20000 m2). Jeśli natomiast za cel przyjmuje się maksymalizację ogólnej biomasy, godząc się na duże zmiany struktury ekosystemu, to najlepszy będzie przypadek zapory przeciwsztormowej o otwarciu w granicach od 6500 do 11500 m2. Rozważania ekologiczne skłaniają do odrzucenia wariantu zamkniętego, ale nie dają zdecydowanych zaleceń w sprawie wyboru pomiędzy wariantem otwartym, a budową zapory przeciwsztormowej o otwarciu przekraczającym 6500 m2.

Elementy oceny wpływu inwestycji na ekosystem Skaldy Wschodniej Poza zmianami długoterminowymi rozważano trzy przejściowe zaburzenia ekologii Skaldy Wschodniej: Po zbudowaniu zapory nastąpi gwałtowne zniszczenie biomasy w rejonach, w których, na skutek ograniczonego przepływu, organizmy zostaną pozbawione wody lub woda stanie się zbyt słodka. W okresie przejściowym woda w Basenie Wschodnim Skaldy Wschodniej zostanie pozbawiona tlenu w wyniku przekształcenia się jeziora słonawowodnego w jezioro słodkowodne. Możliwy jest także w okresie przejściowym zakwit glonów i związane z nim wszystkie negatywne następstwa.

Tabela porównawcza kosztów Pozycja Warianty Wariant zamknięty ZPS Wariant otwarty Koszty budowy od 1 stycznia 1976 2135 4645 3620 Roczne koszty eksploatacji i konserwacji 10 25 15 Najwyższe wydatki roczne 420 690 410 Rok najwyższych wydatków 1980 (Wszystkie koszty podano w milionach guldenów)

Tabela porównawcza bezpieczeństwa Pozycja Warianty Wariant zamknięty ZPS Wariant otwarty Okres długi: Powierzchnia zalanych gruntów (ha) podczas 1/4000 sztormu, L (90) Niepewność techniczna żadna szlamo-wanie 400 wały Szkody spodziewane w okresie przejściowym Powierzchnia zalanych gruntów (ha) Wartość zatopionego majątku (mln. guldenów) Liczba zagrożonych osób 430 50 800 200 20 360 530 60 970 (Wszystkie koszty podano w milionach guldenów)

Tabela porównawcza skutków ekologicznych 1 Stan obecny Skaldy Wschodniej Pozycja Warianty Wariant zamknięty ZPS Wariant otwarty 476 3 450 700 100 Zasadnicze wejścia: powierzchnia słonego basenu (km2) granica przypływu w Zierikzee (m) produkcja pierwotna (tony/dzień) dopływ detrytusu (tony/dzień) dostępny pierwszy poziom troficzny (% stanu obecnego) 202 200 17 365 2 350 990 115 370 550 78 28500 Całkowita biomasa: ilość (ton suchej masy) procent obecnej ilości 5200 18 29700 104 21300 75

Tabela porównawcza skutków ekologicznych 2 Stan obecny Skaldy Wschodniej Pozycja Warianty Wariant zamknięty ZPS Wariant otwarty 10 0,05 Potencjalna populacja ptaków: bentosożerne (tony suchej masy) rybożerne (tony suchej masy) roślinożerne (tony suchej masy) 1 4 większa 9 0,06 taka sama 7 0,03 taka sama 100 Potencjalna hodowla skorupiaków: małże jadalne (% stanu obecnego) ostrygi (% stanu obecnego) Funkcja wychowu: krewetki (% stanu obecnego) ryby (% stanu obecnego) 13 90 400 133 50 73

Tabela porównawcza skutków ekologicznych 3 Pozycja Warianty Wariant zamknięty ZPS Wariant otwarty Zaburzenia przejściowe: gwałtowne zniszczenie biomasy fauny dennej (tony suchej masy) procent stanu obecnego biomasy fauny dennej zmiana średniej gęstości biomasy fauny dennej w stosunku do stanu obecnego (g/m2) liczba lat potrzebnych do ustabilizowania 11500 68 -25 6,5 4500 27 +22 6 4200 25 -1

Tabela porównawcza wpływów na rybactwo przemysłowe Straty roczne w rybactwie przemysłowym Warianty Wariant zamknięty ZPS Wariant otwarty Zatrudnienie Produkcja (mln. guldenów) Wartość dodana (mln. guldenów) Przychód z eksportu (mln. guldenów) Konsumpcja krajowa (mln. guldenów) 199 30,3 13,7 <2 <1 7 1,4 0,6

Tabela porównawcza wpływów na żeglugę śródlądową Miara wpływu Warianty Wariant zamknięty ZPS Wariant otwarty Oszczędności w przemysłach korzystających z przewozów wodnych (1976-1999, mln. guldenów, niedyskontowane) Rozdzielenie ruchu handlowego i rekreacyjnego Czy zawsze dostępne są kolejne trasy 27,2 duże nie 8,9 spore tak małe

Tabela porównawcza wpływów na region Pozycja Warianty Wariant zamknięty ZPS Wariant otwarty Liczba przeniesionych rodzin Całkowity (bezpośredni + pośredni) przyrost w roku szczytowym: produkcji (mln. guldenów) zatrudnienia Transport drogowy: poprawa możliwości korzystania szkody w środowisku wiejskim -37 -230 średnia Średnie 13 90 mała małe 124 38 290 nieznaczna nieznaczne

Tabela porównawcza wpływów na gospodarkę narodową Całkowity przyrost (bezpośredni + pośredni) w roku szczytowym Warianty Wariant zamknięty ZPS Wariant otwarty Zatrudnienia Importu (w mln. guldenów) w tym importu kamienia (%) Produkcji (mln. guldenów) Zarobków i zysków (mln. guldenów) 5800 110 2 580 250 9000 200 4,8 940 400 5700 130 5 560 230

Budowa - Hollandse IJssel dam 1954 - 1958                                                                                                      

Budowa – Zandkreekdam 1960                                                                                                               

Budowa – Maeslantkering 1976 - 1986                                                                                                                                                        

Maeslantkering

Maeslantkering

Oosterschieldedam

Plan Delta – ósmy cud świata

Więcej informacji o planie ochrony Skaldy Wschodniej

Więcej informacji o planie ochrony Skaldy Wschodniej Website of Deltawerken.Com / Delta Works .Org http://www.deltawerken.com/English/10.html?setlanguage=en Website of het Keringhuis, information centre about the Maeslantkering (Maeslant Storm Surge Barrier) http://www.keringhuis.nl/engels/home_flash.html

Ochrona Skaldy Wschodniej – co się stało później

Wnioski wynikające z projektu ochrony delty Renu