Aktualne problemy ochrony przed powodzią

Zagadnienia: Podstawowe pojęcia hydrologiczne Wpływ klimatu, środowiska geograficznego i zagospodarowania zlewni na formowanie się wezbrań Klasyfikacja powodzi Charakterystyka przestrzenna powodzi w Polsce Straty powodziowe Środki ochrony przed powodzią Podsumowanie i wnioski

Podstawowe pojęcia hydrologiczne Wezbranie – znaczny wzrost stanów wody w ciekach i jeziorach, wywołany: zwiększonym zasilaniem (opady, tajanie śniegu) lub zahamowaniem odpływu (zatory lodowe lub śryżowe, wiatr wiejący przeciwnie do kierunku przepływu wody) (Kiciński 1983) Powodziami – nazywamy takie wezbrania wody, podczas których woda po przekroczeniu stanu brzegowego lub korony wałów ochronnych zalewa doliny rzeczne lub tereny depresyjne, a przez to powoduje zniszczenia i straty finansowe oraz pozaekonomiczne (społeczne, moralne) (Ciepielowski 1992)

Podstawowe pojęcia hydrologiczne Wezbranie jest zjawiskiem przyrodniczym

Podstawowe pojęcia hydrologiczne Powódź jest zjawiskiem zarówno przyrodniczym jak i gospodarczym

Czynniki naturalne wpływające na wielkość wezbrania opadowego Wpływ klimatu, środowiska geograficznego i zagospodarowania zlewni na formowanie się wezbrań Czynniki naturalne wpływające na wielkość wezbrania opadowego Charakterystyka opadów: intensywność i wielkość opadu kierunek przemieszczania się powierzchnia objęta deszczem w stosunku do powierzchni zlewni Schemat zlewni rzecznej

Czynniki naturalne wpływające na wielkość wezbrania opadowego Wpływ klimatu, środowiska geograficznego i zagospodarowania zlewni na formowanie się wezbrań Czynniki naturalne wpływające na wielkość wezbrania opadowego Charakterystyka fizyczno- geograficzna kształt zlewni układ i gęstość sieci rzecznej występowanie jezior, mokradeł topografia terenu budowa geologiczna i rodzaj gruntów rodzaj i gęstość pokrycia roślinnego Schemat zlewni rzecznej

Schemat obiegu wody w zlewni rzecznej Wpływ klimatu, środowiska geograficznego i zagospodarowania zlewni na formowanie się wezbrań Schemat obiegu wody w zlewni rzecznej Bilans wodny zlewni

Wpływ klimatu, środowiska geograficznego i zagospodarowania zlewni na formowanie się wezbrań Wielkość ewapotranspiracji w czasie sezonu wegetacyjnego (Ryszkowski i Kędziora 1987) Rodzaj użytku E [mm] Zadrzewienie 609 Łąka 500 Pole rzepaku 465 Pole buraków 454 Pole pszenicy 436 Gleba 346

Wpływ klimatu, środowiska geograficznego i zagospodarowania zlewni na formowanie się wezbrań Wielkość odpływu powierzchniowego w ciągu roku (Ryszkowski i Kędziora 1987) Rodzaj użytku Odpływ powierzchniowy [mm] Las iglasty 64 Łąka 88 Pole uprawne 102 Pole w ugorze 230 Teren zabudowy wiejskiej 256

Wpływ klimatu, środowiska geograficznego i zagospodarowania zlewni na formowanie się wezbrań Wpływ urbanizacji zlewni na obszarze Tokio - porównanie hydrogramów wezbrań wywołanych opadem o jednakowej charakterystyce

Wpływ klimatu, środowiska geograficznego i zagospodarowania zlewni na formowanie się wezbrań Wpływ zmian użytkowania zlewni na wielkość fali przy podobnym opadzie A – stan naturalny – druga połowa XIX w.: długość rzeki 28 km parametry fali: Qmax = 5,3 m3/s V = 0,54 mln m3

Wpływ zmian użytkowania zlewni na wielkość fali przy podobnym opadzie Wpływ klimatu, środowiska geograficznego i zagospodarowania zlewni na formowanie się wezbrań Wpływ zmian użytkowania zlewni na wielkość fali przy podobnym opadzie B – początek XX w.: długość rzeki 24 km parametry fali: Qmax = 7,3 m3/s V = 0,62 mln m3

Wpływ zmian użytkowania zlewni na wielkość fali przy podobnym opadzie Wpływ klimatu, środowiska geograficznego i zagospodarowania zlewni na formowanie się wezbrań Wpływ zmian użytkowania zlewni na wielkość fali przy podobnym opadzie C – koniec XX w.: długość rzeki 20 km parametry fali: Qmax = 9,5 m3/s V = 0,69 mln m3

Reżim hydrologiczny rzek Wpływ klimatu, środowiska geograficznego i zagospodarowania zlewni na formowanie się wezbrań Reżim hydrologiczny rzek

Klasyfikacja powodzi Powodzie klasyfikujemy ze względu na: przyczyny je wywołujące (genezę powodzi) zasięg terytorialny wielkość Ze względu na genezę powodzie występujące na obszarze Polski dzielimy na: opadowe – wywołane przez opady: rozlewne, frontalne lub nawalne; roztopowe – związane z gwałtownym topnieniem pokrywy śnieżnej; sztormowe – wywołane silnymi wiatrami na zalewach i wybrzeżu; zimowe – które powstają w wyniku zatorów lodowych lub śryżowych (Kiciński 1982)

Klasyfikacja powodzi Ze względu na zasięg terytorialny powodzie dzielimy na: lokalne regionalne krajowe Brak jest ścisłej klasyfikacji powodzi ze względu na ich wielkość – najczęściej określa się je jako: średnio wielkie wielkie katastrofalne Biorąc przede wszystkim pod uwagę wielkość strat powodziowych

Charakterystyka przestrzenna powodzi w Polsce Całkowita powierzchnia zagrożonych powodziami dolin rzecznych stanowi ok. 7 % powierzchni Polski (Ciepielowski 1994)

Charakterystyka przestrzenna powodzi w Polsce Powodzie zimowe charakteryzują się punktowym występowaniem i na ogół niewielkim zasięgiem. Mogą występować zarówno na rzekach górskich jak i nizinnych z tym, że najczęściej występują na dużych rzekach nizinnych. Warunki sprzyjające zatorom: duża krętość rzeki morfologia koryta – występowanie odsypisk, wysp, bocznych odgałęzień koryta przekroje mostowe, górne odcinki zbiorników zaporowych

Charakterystyka przestrzenna powodzi w Polsce Wielkość ryzyka powodzi (wg Mioduszewskiego 2005, z niewielkimi zmianami) Kategoria Opis Występowanie I Bardzo wysokie – zagrożenie życia, zniszczenia budynków mieszkalnych i gospodarczych oraz obiektów infrastruktury Obwałowane rzeki w miastach i terenach zamieszkanych, zabudowane doliny pozbawione ochrony II Umiarkowane – straty głównie w rolnictwie i obiektach infrastruktury Doliny chronione lub doliny pozbawione ochrony użytkowane rolniczo, brak zabudowy mieszkaniowej i gospodarczej III Niskie – niewielkie straty ekonomiczne, miejscowe uszkodzenia obiektów infrastruktury Pozbawione ochrony doliny rzeczne pokryte roślinnością (lasy, mokradła, użytki zielone), obiekty infrastruktury o znaczeniu lokalnym

Straty powodziowe Struktura strat spowodowanych klęskami żywiołowymi na świecie w latach 1963 - 1992 IMGW 1999

Średnioroczne straty powodziowe w Polsce w okresach wieloletnich (GUS) Straty w mln zł 1958 - 1967 368 1968 - 1979 489 1980 - 1990 549 1991 – 1998 w roku 1997 2 274 7 873 1999 - 2004 883

Straty powodziowe

w sierpniu 2005 roku po przejściu huraganu Katrina Straty powodziowe Widok Nowego Orleanu w sierpniu 2005 roku po przejściu huraganu Katrina Powódź w delcie Missisipi w 2005 roku spowodowała ponad 200 mld $ strat. Była to największa powódź w historii USA.

Schemat powiązań: zagrożenia – straty – systemy ochrony przed powodzią Straty powodziowe Schemat powiązań: zagrożenia – straty – systemy ochrony przed powodzią

Przyczyny wzrostu ryzyka powodzi i strat nimi wywołanych Straty powodziowe Przyczyny wzrostu ryzyka powodzi i strat nimi wywołanych Wzrost liczby ludności i rozwój osadnictwa: - zmiany użytkowania terenu powodujące zmniejszenie retencyjności zlewni (urbanizacja, wylesianie, przekształcenia naturalnych terenów zalewowych) - zmiany warunków odpływu wód opadowych i roztopowych Wzrost dobrobytu i związany z tym rozwój gospodarczy na terenach potencjalnie zagrożonych Ocieplenie klimatu (wzrost pojemności wodnej atmosfery, wzrost intensywności opadów, zmiany sezonowości i układów cyrkulacji)

Środki ochrony przed powodzią Środki organizacyjno-administracyjne: działania Komitetów Przeciwpowodziowych, Centrum Antykryzysowego System Monitoringu i Osłony Kraju przepisy prawne (Prawo Wodne, Miejscowe Plany Zagospodarowania Terenu itp.) edukacja ludności terenów zagrożonych Środki ekonomiczne: ubezpieczenia ulgi podatkowe, dopłaty bezpośrednie dla rolników kary pieniężne za nieprzestrzeganie przepisów Środki techniczne

Środki ochrony przed powodzią Środki techniczne Środki ochrony czynnej Środki ochrony biernej Zmniejszają wysokość fali wezbraniowej i redukują wielkość przepływów: Poldery Suche zbiorniki Wielozadaniowe zbiorniki retencyjne Obiekty małej retencji Retencyjne przysposobienie zlewni Wpływają na bezpieczne odprowadzenie wód wielkich: Wały przeciwpowodziowe Regulacja rzek Kanały ulgi

Środki techniczne ochrony czynnej Poldery Poldery sterowane - zalewane w przypadku niebez-pieczeństwa przerwania wałów Poldery przepływowe - zalewane w czasie każdego wezbrania

Środki techniczne ochrony czynnej Poldery Poldery w dolinie Odry po stronie niemieckiej – w lipcu 1997 roku Polder we Wrocławiu w lipcu 1997 roku

Środki techniczne ochrony czynnej Suche zbiorniki

Środki techniczne ochrony czynnej Wielozadaniowe zbiorniki retencyjne Widok zbiornika wodnego w Czorsztynie Redukcja fali wezbraniowej w lipcu 1997 roku

Środki techniczne ochrony czynnej Retencyjne przysposobienie zlewni zalesienia, zmiana struktury i rozmieszczenia lasów poprawa struktury upraw orka wzdłuż warstwic poprawa struktury gleb odtwarzanie mokradeł budowa zbiorników dla wód opadowych na terenach zurbanizowanych, odprowadzanie wód opadowych do gruntu, tworzenie tzw. „zielonych dachów”

Środki techniczne ochrony biernej Wały przeciwpowodziowe

Środki techniczne ochrony biernej Regulacja rzek Likwidacja miejsc zatorogennych Zwiększenie przepustowości koryta rzeki Koryto rzeki roztokowej Widok w planie koryta rzeki meandrującej Koryto rzeki meandrującej Przekrój poprzeczny koryta

Środki techniczne ochrony biernej Kanały ulgi Kanał ulgi w Opolu

Podsumowanie i wnioski Zmiany w środowisku naturalnym mają istotny wpływ na ryzyko i podatność na powodzie. Zmiany te są w większości negatywne i zauważalne w każdej skali – globu, kraju, regionu a także lokalnie. Istotnym czynnikiem zmian jest wzrost liczby ludności, powodujący rozwój osadnictwa i gospodarki oraz zmiany użytkowania terenu zlewni. Treny zagrożone, obecnie intensywnie zagospodarowane wymagają coraz skuteczniejszej ochrony Programy rozwoju gospodarczego i użytkowania terenu powinny być dostosowanie do potencjalnego zagrożenia powodziowego: wyznaczanie stref zagrożenia planowanie i gospodarka w przestrzenna musi uwzględniać ograniczenia w użytkowaniu i zabudowie terenów zalewowych

Podsumowanie i wnioski Ochrona przed powodzią wymaga kompleksowych rozwiązań i powinna obejmować zespół różnorodnych i wzajemnie powiązanych działań technicznych, ekonomicznych i administracyjnych W działaniach tych należy uwzględniać wymagania ochrony środowiska Jako priorytetowe należy uznać działania wpływające na wzrost retencji w zlewni: renaturyzacja rzek i dolin budowa polderów, suchych zbiorników oraz obiektów małej retencji retencyjne przysposobienie zlewni Istniejące obiekty wymagają racjonalnej modernizacji w celu poprawy ich funkcjonowania