Rola gwałtownych ulew i powodzi w modelowaniu rzeźby terenu. osadniczej w górnej części dorzecza Wisły

Transkrypt

1 Tadeusz Ziętara Rola gwałtownych ulew i powodzi w modelowaniu rzeźby terenu oraz niszczeniu infrastruktury osadniczej w górnej części dorzecza Wisły Wprowadzenie Klęski żywiołowe są efektem działania naturalnych procesów zachodzących we wnętrzu i na powierzchni Ziemi. Powodowane są one przez powodzie, susze, cyklony tropikalne, trąby powietrzne, trzęsienia ziemi, wybuchy wulkanów, lawiny, osuwiska lub spływy gruzowo błotne. Wywołują one trwałe zmiany w środowisku przyrodniczym, wpływają negatywnie (bezpośrednio lub pośrednio), na zdrowie i życie ludzi oraz przynoszą ogromne straty materialne. Procesy te kształtują środowisko Ziemi od początków jej istnienia i są naturalnym przejawem funkcjonowania planety. W miarę zwiększania się ludności i tworzenia dużych jej skupisk (np. miast) skutki działania tych procesów są coraz częściej katastrofalne. Wielkie powodzie np. są stałym zagrożeniem dla ludności Ziemi. W latach w ciągu każdego roku na świecie miało miejsce ponad 100 dużych powodzi. W strefie klimatu umiarkowanego wilgotnego do największych zagrożeń o charakterze losowym należą właśnie katastrofalne powodzie. Człowiek (społeczeństwo ludzkie) od najdawniejszych czasów osiedlał się w dolinach rzecznych i był narażony na klęski powodziowe, a ochrona przeciwpowodziowa ograniczała się do zabiegów technicznych. Generalnie zakłada się, że regulacja rzek, budowa solidnych obwałowań i dużych zbiorników retencyjnych, zlikwiduje lub ograniczy straty spowodowane przez katastrofalne powodzie. Dotyczy to również regulacji rzek i potoków górskich. Pojawiają się ostatnio (Stany Zjednoczone, Kanada, Niemcy, Włochy i inne) krytyczne poglądy (Graham, Lest 1995, Klaiber 1996) dotyczące technicznych zabiegów przeciwpowodziowych. Ostatnie powodzie na Mississippi (1993, 1997, 2000, 2001) oraz na Renie (1995, 2000) wskazały, że w wielu wypadkach środki techniczne zwiększyły zagrożenia i straty powodziowe (Bobiński, Żelaziński 1999). Problem jednak jest znacznie szerszy, bowiem w ostatnim okresie, wraz z dynamicznym rozwojem gospodarczym, wykupuje się tanie obszary leżące w obrębie powierzchni terasy zalewowej oraz zajmuje się suche poldery i buduje się tam nie tylko składy, magazyny, hurtownie, lecz także osiedla mieszkaniowe. W wypadku klęski powodziowej zwiększa to bardzo straty materialne oraz powoduje duże straty moralne, a tych nie da się przeliczyć na pieniądze.

2 38 Tadeusz Ziętara Współczesne zagrożenia powodziowe i natężenie szkód przez nie wywołane jest w mniejszym lub większym stopniu wynikiem zaburzenia równowagi ekologicznej przez człowieka (Klimek 1996, 2000) lub bagatelizowania konieczności podejmowania działalności prewencyjnych (Lach 1997). Na początku XIX wieku nastąpiło wyraźne pogłębianie naturalnej tendencji dolin na skutek z jednej strony ciągle postępującego wylesienia i sztucznej zmiany składu gatunkowego lasu (Lach 1984), a z drugiej wprowadzenia na dużą skalę uprawy ziemniaków (Klimek, Trafas 1972). Według statystyk, ekstremalne zjawiska meteorologiczne i hydrologiczne stanowią przyczynę około 70% wszystkich katastrof naturalnych (Tomiczek 1999). Z doniesień historycznych wynika, że najdotkliwsze klęski na terenach polskich przynosiły powodzie, które kilkakrotnie pojawiały się w ciągu XX wieku (Ziętara 1968; Malarz 1997; Cebulak 1998; Niedbała 1998). Główną ich przyczyną były opady deszczu; pomimo, że średni roczny opad w Polsce wynosi 633 mm, to w górach, w zależności od wysokości dobowe opady dochodzą do 300 mm. Typy powodzi w Karpatach Istnieje bogata literatura dotycząca genezy i klasyfikacji powodzi w Polsce (Punzet 1991). Wielkie powodzie na ziemiach polskich zostały scharakteryzowane i opracowane (Ziętara 1968; Grela, Starkel 1998; Grela, Słota, Zieliński 1999). W ostatnim 50 leciu na terenie Polski wystąpiło kilka katastrofalnych powodzi (Cebulak 1998; Niedbała 1997; Niedbała 1998), natomiast Karpaty nawiedziło osiem katastrofalnych powodzi (1958, 1960, 1970, 1972, 1996, 1997, 2000, 2001), które przyczyniły się do olbrzymiego przemodelowania rzeźby terenu oraz zniszczenia infrastruktury gospodarczej będącej w zasięgu wysokich wód. Gwałtowne ulewy i wysokie stany wód powodują ogromny przyrost procesów erozji i denudacji na stokach oraz erozji i akumulacji w dnach dolin (fot. 1). Spowodowane jest to przekroczeniem wartości progowych na stokach (Ziętara 1968, 1996; Starkel 1996, 1998; Gil 1997; Kotarba 1986, 1994; Bajgier Kowalska 1996). Stopniowo wzrastające opady początkowo nie wpływają na zachwianie równowagi na stokach, ponieważ pokrywy zwietrzelinowe i lita skała mają zdolność gromadzenia się pewnej ilości wody. Wraz ze wzrostem opadów wzrastają procesy erozyjno denudacyjne, ale zmiany na stokach są minimalne do momentu Fot. 1. Wielkość transportowanych bloków przekroczenia progu stabilności stoków. w przełomowej dolinie Dunajca przez Beskid Sądecki wzrost opadów daje początek bardzo in- Po jego przekroczeniu, nawet minimalny tensywnym procesom stokowym. Katastrofalne powodzie mają różną genezę i obejmują różne dorzecza. Powodzie te można podzielić na trzy zasadnicze typy: 1 Powodzie opadowe (letnie), których

3 Rola gwałtownych ulew i powodzi w modelowaniu rzeźby terenu przyczyną są intensywne opady nawalne albo rozlewne, tj. o szerokim zasięgu, 2 Powodzie roztopowe (wiosenne), powstałe na skutek gwałtownego topnienia śniegu, 3 Powodzie zimowo wiosenne, których przyczyną jest wyjątkowe nasilenie zjawisk lodowych (zatory lodowe i śryżowe). W czasie spływu kry lodowej powstają zatory, które powodują spiętrzenie wody. Spiętrzenie wód powstaje także przez zatkanie przekroju rzeki przez lód denny i śryż występujący przy gwałtownym spadku temperatury do około 10 o C. Zjawisko to często pojawia się w zimie, lecz groźne wylewy występują lokalnie (Ziętara 2000). Najgwałtowniejsze są powodzie opadowe spowodowane deszczami nawalnymi, występującymi zarówno w górach jak i na nizinach. Mają one charakter lokalny a najczęściej występują w czasie burz termicznych, osiągających największe nasilenie w lipcu i sierpniu (Niedbała 1997; Niedźwiedź 1999; Niedźwiedź, Czekierda 1998). Powodzie rozlewne występują w szerokim zasięgu terytorialnym głównie na rzekach górskich Karpat i Sudetów. Z analizy wezbrań z wielolecia wynika, że duże i katastrofalne powodzie nie obejmują całej karpackiej zlewni Wisły, lecz tylko pewne grupy dorzeczy np. zachodnią (Małą Wisłę, Sołę, Skawę i Rabę), środkową (Rabę, Dunajec, Wisłokę) lub wschodnią (Wisłokę, Wisłok, San). Podobnie sytuacja przedstawia się w Sudetach, gdzie z reguły powodzie obejmują wschodnią lub zachodnią część tych gór. Geomorfologiczne skutki ulew i powodzi oraz ich wpływ na niszczenie infrastruktury osadniczej W ostatnim 5 leciu (1996, 1997, 2000, 2001 roku) wystąpiło duże nasilenie ekstremalnych procesów, które powstały w wyniku gwałtownych ulew i powodzi w Karpatch oraz na Wyżynie Krakowskiej. Spowodowały one wzmożone procesy fluwialne w dnach płaskodennych dolin oraz liczne katastrofalne osuwiska i spływy gruzowo błotne na stokach (Ziętara 1996, 1997, 1998, 1999, 2001; Bajgier Kowalska 1996, 1998; Froehlich 1998; German 1998, 2000; Kotarba 1998, 1999; Malarz 1997; Poprawa, Rączkowski 1998, 2000). Przyczyniły się one do zagrożeń i zniszczeń w budownictwie (fot. 2), szlakach komunikacyjnych, liniach energetycznych, wodnych i kanalizacyjnych. Doprowadziły także do ogromnych strat materialnych, społecznych i tragedii ludzkich. Fot. 2. Zniszczone domy w Limanowej w czasie powodzi w 1997 r. Powodzie roztopowe spowodowane są gwałtownym topieniem śniegu, wywołanym nagłym wzrostem temperatury. Często wspomagają je deszcze przyśpieszające topnienie śniegu, a zamarznięte jeszcze podłoże podnosi współczynnik spływu i dodatkowo zwiększa wysokość przepływów wód powodziowych. Najczęstszym okresem tych powodzi jest wiosna, a największym zasięgiem obejmują obszary nizinne

4 40 Tadeusz Ziętara Ryc. 1. Opady i grubość pokrywy snieżnej na stacjach meteorologicznych w Rozdzielu i Żarnowie w roku Polski. W kwietniu 2000 roku na Pogórzu Karpackim wystąpiła wiosenna powódź, która objęła obszary położone na wschód od doliny Uszwicy. W roku tym nałożyły się dwa czynniki. Pod koniec zimy spadły obfite opady śniegu na niezamarznięte podłoże, a nagłe roztopy spowodowały wsiąkanie wody w glebę i utwory zwietrzelinowe (ryc. 1). W tym samym czasie nadeszły intensywne opady deszczu, które dodatkowo wpłynęły na uplastycznienie gruntu, powodując przekroczenie jego stabilności (Mrozek, Rączkowski, Limanówka 2000; Ziętara 2001; Godek 2001). Powstało około 550 osuwisk o różnej wielkości. Odmłodzone zostały także stare, nieczynne osuwiska. Wędrujące osuwiska spowodowały uszkodzenie lub zniszczenie domów mieszkalnych (fot. 3), gospodarskich obiektów budowlanych, dróg gminnych, powiatowych i wojewódzkich (fot. 4), stacji transformacyjnych, linii gazowych i energetycznych. Szkody oszacowano na kwotę około 120 mln złotych, a największe zniszczenia wystąpiły na Pogórzu Karpackim w obrębie powiatów: tarnowskiego, dębickiego, ropczycko sędziszowskiego, brzozowskiego i strzyżowskiego. Dla przykładu podaję, że tylko w powiecie strzyżowskim objętych nimi zostało 23 ha gruntów w 150 miejscowościach. W wyniku osuwania zanotowano: 66 zgłoszeń uszkodzonych mieszkalnych i gospodarczych obiektów budowlanych, 70 osuwisk na drogach gminnych, 14 osuwisk na drogach powiatowych, 1 osuwisko na drodze wojewódzkiej, 1 osuwisko obejmujące cmentarz parafialny, 5 uszkodzonych stacji transformatorowych, złamane bądź obsunięte słupy energetyczne, 3 uszkodzenia linii gazowych. Zniszczenia i zagrożenia oszacowano na ok. 7,7 mln zł.

5 Rola gwałtownych ulew i powodzi w modelowaniu rzeźby terenu Wcześniejsze tajanie śniegu i lodu w górnych dorzeczach rzek powoduje szybki spływ wód roztopowych. Przesuwająca się w dół rzeki fala powodziowa niosąca kry lodowe natrafia na zamarznietą jeszcze rzekę i wówczas tworzą się zatory lodowe. Najczęściej powstają one w miejscach nagłych skrętów biegu rzeki lub w zwężeniach dna dolin spowodowanych przez nasypy drogowe mostów. Taki lodowy zator powstał na Popradzie przed przełomem przez Beskid Sądecki w dniu roku (Ziętara 2000). Na Słowacji powyżej Leluchowa stroma, pionowa ściana zbudowana z kier lodowych miała wysokość dochodzącą do 8 metrów, a długość zatoru wynosiła 5 km. Ten potężny lodowo wodny zator ruszył i spustoszył dno doliny Popradu, Muszynie, Żegiestowie, Zubrzyku i Wierchomli. W czasie spływu słyszalny był rozległy huk, a kry lodowe niszczyły nasypy drogowe, kolejowe. Drzewa o średnicy około 0,5 m były ścinane, a następnie łamane przez potężne kry lodowe. W ostatnim 5 leciu 3 krotnie wystąpiły (1996, 1997, 2001) strefy deszczów rozlewnych o szerokim zasięgu, które spowodowały katastrofalne powodzie. We wrześniu 1996 roku w dorzeczu górnej Wisły i Odry wystąpiło wezbranie, a jego przyczyną były rozlewne opady związane z przemieszczaniem się nad południową Polską systemu aktywnych frontów atmosferycznych (Niedźwiedź 1999; Niedźwiedź, Czekierda 1998; Załuski 1997). Pierwsze opady zanotowano w ostatnich dniach sierpnia, spowodowały gwałtowny wzrost stanów wód na górskich dopływach Wisły i Odry. W pierwszych dniach września dobowe opady nie przekraczały 10 mm. W dniu 7 września zanotowano maksymalne opady dobowe, które w dorzeczu górnej Wisły przekroczyły 170 mm, natomiast w dorzeczu górnej Odry wahały się od mm, a po stronie czeskiej doszły do 167 mm. W dorzeczu Wisły nastąpił gwałtowny wzrost wód w rzekach i przekroczone zostały stany alarmowe na Sole w Żywcu o 55 cm, w Oświęcimiu o 146 cm, na Skawie w Osielcu o 80 cm. W wyniku pracy zbiorników na Sole w Tresnej i Porąbce maksymalny dopływ do zbiorników (1050 m 3 /s) został zredukowany do odpływu wynoszącego 620 m 3 /s. Zmniejszyło to szkody w dolinie Wisły, natomiast największe szkody odnotowano w dorzeczu Soły. Zalanych zostało 420 ha gruntów ornych, 3164 ha użytków zielonych i 2985 budynków, Fot. 3. Skiby i rozpadliny w obrębie osuwiska plastyczno ziemnego w Zarzeczu Lachowicach Fot. 4. Zniszczona droga przez osuwisko na Pogórzu Rożnowskim

6 42 Tadeusz Ziętara Ryc. 2. Sumy opadów w dorzeczu Wisły i Odry w lipcu 1997 roku uszkodzonych i zniszczonych zostało 717 km dróg gminnych, 30 km dróg krajowych oraz 42 mosty. Ponadto powstały liczne szkody w budowlach hydrotechnicznych. Łącznie straty powodziowe zostały oszacowane na kwotę około 200 mln złotych. W lipcu 1997 r. duży obszar Europy Środkowej został dotkniety klęską powodzi o szerokim zasięgu. Bardzo intensywne opady wystąpiły w dorzeczu górnej Odry, obejmując wschodnie Sudety oraz w dorzeczu górnej Wisły w Karpatch Zachodnich. W dniach od 4 do 9 lipca południowa Polska była pod wpływem stacjonarnego niżu, którego centrum znajdowało się na wschód od Krakowa (Niedźwiedź 1999). Napływ powietrza z kierunków północnych spowodował występowanie długotrwałych opadów o dużym natężeniu (ryc. 2), które było efektem orograficznym na stokach Karpat i Sudetów eksponowanych ku północy. Największe opady koncentrowały się w dorzeczu górnej Odry, gdzie sumy dobowe w dniu 7 lipca przekraczały 200 mm (Lysa Hora 234 mm, Sance 320 mm, Zlate Hory 214 mm, Międzygórze 200 mm). W dorzeczu górnej Wisły opady dobowe były powyżej 100 mm (ryc. 3) i wystąpiły w dniu 6 lipca (Wisła 113 mm, Szczyrk 107 mm). W dniu 8 lipca maksymalne opady przeniosły się na Tatry i Beskid Żywiecki. Rekordowy opad 224 mm zanotowano w Tatrach na Hali Gąsienicowej (ryc. 4). W dorzeczu Soły najwyższy opad tego dnia wystąpił w Żabnicy, osiągając 145 mm. W ostatnim dniu tego okresu tj. 9 lipca, kiedy opady na większości obszarów zmniejszyły swoje natężenie,

7 Rola gwałtownych ulew i powodzi w modelowaniu rzeźby terenu Ryc. 3. Dobowe sumy opadów w dorzeczu małej Wisły i Soły w dniu 6 lipca 1997 roku (Niedźwiedź 1999)

8 44 Tadeusz Ziętara Ryc. 4. Dobowe sumy opadów w dorzeczu Dunajca i Raby w dniu 8 lipca 1997 roku (Niedźwiedź 1999) to niezwykle intensywny dwugodzinny opad wystąpił we wschodniej części Beskidu Wyspowego; na posterunku opadowym w Rozdzielu zanotowano 122 mm (ryc. 5). Drugim obszarem o najwyższych opadach były Tatry (Hala Gąsienicowa 360 mm, Kasprowy Wierch 386 mm, Zakopane 220 mm). Największe przekształcenie rzeźby

9 Rola gwałtownych ulew i powodzi w modelowaniu rzeźby terenu Ryc. 5. Dobowe sumy opadów od 4 9 lipca 1997 roku we wschodniej części Beskidu Wyspowego wystąpiło w Tatrach Reglowych, a szczególnie w dolinie Suchej Wody, gdzie poziom wody w korycie podniósł się do 2,5 m. Rzeka płynęła całą szerokością dna doliny podcinając brzegi i zbocza. W dnie doliny utworzone zostały nowe systemy korytowe i powstały także niespotykane w Tatrach duże stożki drzewno gruzowe (Kotarba 1994,

10 46 Tadeusz Ziętara 1998, 1999). Straty materialne spowodowane przez powódź w Tatrzańskim Parku Narodowym osiągnęły około 6 mln złotych. Rozlewne i ulewne opady (1997) spowodowały katastrofalną powódź o szerokim zasięgu obejmującą zarówno dorzecze Odry, jak i Wisły. Skutki tej powodzi były katastrofalne. Śmierć poniosło 98 osób (54 w Polsce), natomiast 140 tys. osób zostało pozbawionych dachu nad głową. Zalanych zostało ponad 1000 wsi i miast. Rzeki objęte powodzią transportowały wielkie ilości materiału w postaci zawiesiny i ładunku dennego (Froehlich 1998). Według tego Autora, podczas powodzi w lipcu 1997 roku główną rolę w szybkim formowaniu kolejnych kulminacji przepływu odegrało natężenie nasyconego spływu powierzchniowego przy istotnym udziale spływu w drogach polnych i rozcięciach rozyjnych, a gwałtowność narastania przepływu zadecydowała o bardzo dużej efektywności geomorfologicznych procesów erozji i transportu ładunku dennego. Spowodowało to przekształcenie koryt, łożysk rzecznych i formowanie równin zalewowych oraz wydatny transport żwirowiska. Powstały liczne podcięcia wyższych teras, które spowodowały zniszczenia lub uszkodzenia infrastruktury komunikacyjnej i hydrotechnicznej. Na stokach wystąpiła intensywna erozja i grawitacyjne ruchy mas skalnych a rozległe dna dolin i kotlin zostały zalane. Powodzie są głównym czynnikiem modelującym dna dolin karpackich. Koryta ich są przystosowane do dużych przepływów i w czasie mniejszych wezbrań podlegają stosunkowo niewielkim przeobrażeniom. Ilość materiału dostarczana z brzegów i dna jest niewielka w stosunku do zdolności transportowej wód powodziowych. Toteż tylko w pewnych odcinkach następuje przeciążenie rzeki i tam materiał denny składany jest w formie łach. W czasie kolejnych powodzi są one przeobrażane lub przemieszczane (Froehlich, Klimek, Starkel 1972). Formowanie równiny zalewowej następuje głównie w czasie powodzi i przy istniejącym bocznym przemieszczaniu koryt. Równina zalewowa może być zbudowana z różnych wiekowo osadów fluwialnych, a w obrębie kotlin (Żywiecka, Nowotarska, Sądecka i inne) koryta wykazują naturalną tendencję do rozgałęziania się na ramiona. Wynika to z reżimu rzek warunkujących sposób transportu i sedymentacji osadów. W czasie dużych powodzi, które występują co kilka lub kilkanaście lat, następuje rozległe przeobrażanie koryt rzecznych. Uruchamiany jest wówczas żwirowo głazowy materiał denny oraz materiał dostarczany przez boczne dopływy lub pochodzący z podcinania brzegów. W rozszerzeniach dolinnych materiał ten jest osadzany w formie łach. Najpowszechniejsze zmiany na terenie gór polegały na poszerzeniu koryt rzecznych i niszczeniu wałów przeciwpowodziowych, które spowodowały zalanie osiedli i miast zlokalizowanych poza wałami. Wzdłuż doliny Wisły fala powodziowa tylko w kilku miejscach przerwała wały (Gębica, Patkowski, Lasek, Sokołowski 1998) i z tego powodu straty były mniejsze niż w dolinie Odry. Na dopływach górskich w dorzeczu Wisły powódź ta była wielocykliczna, np. na Dunajcu wystąpiły cztery kulminacje fali powodziowej: katastrofalna w dniach 7 10 lipca maksymalny przepływ wyniósł 2610 m 3 /s (profil Nowy Sącz Dunajec); wezbraniowa w dniach lipca maksymalny przepływ 391 m 3 /s (profil Nowy Sącz Dunajec); wezbraniowa w dniach lipca maksymalny przepływ 297 m 3 /s (profil Nowy Sącz Dunajec); wezbraniowa w dniach 1 4 sierpnia maksymalny przepływ 710 m 3 /s (profil Nowy Sącz Dunajec).

11 Rola gwałtownych ulew i powodzi w modelowaniu rzeźby terenu W ciągu 28 dni przez profil Nowy Sącz na Dunajcu przepłynęło 1 mld m 3 wody, co stanowi 50% średniego odpływu rocznego z wielolecia, który wynosi 2 mld m 3 /rok. Rozmiar szkód powodziowych spowodowanych przez Dunajec został znacznie ograniczony przez prawidłowo regulowaną gospodarkę wodną zbiorników Niedzica i Sromowce Wyżne oraz Rożnów Czchów. W Karpatach największe zniszczenia wystąpiły w dolinach górskich rozcinających stoki beskidzkie. Bardzo Ryc. 6. Struktura szkód spowodowanych przez powódź we wschodniej części Beskidu Wyspowego w lipcu 1997 roku szybki spływ dużej ilości wody doprowadził na wielu stokach do zrolowania i całkowitego zniszczenia teras rolnych. Pogłębione zostały doliny wciosowe, z których całkowicie został usunięty materiał osuwiskowy, nagromadzony w czasie wcześniejszego wezbrania. Większość głębokich osuwisk skalno pakietowych (Alexandrowicz 1978; Kotarba 1986; Ziętara 1988; Wójcik 1997; Zabuski, Thiel, Bober 1999; Margielewski 1999, 2000) została rozcięta i uformowały się strukturalne strumienie gruzowo błotne (debris mud flows), poruszające się z dużą szybkością. Rozmoknięty i przesycony wodą grunt, lub pokrywy zwietrzelinowe łatwo ulegają procesom przemieszczania w formie osuwisk lub zmywów. Jeśli masa błotno gruzowa dostała się w łożysko potoku, materiał ten mieszał się z wodą, formując substancję plastyczną. Najczęściej w pierwszych chwilach masa ta zatrzymuje się, tworząc w poprzek potoku wał. Powyżej wału gromadziła się zatamowana woda. Następnie wał ten przy akompaniamencie ogłuszającego grzmotu przemieszczał się w dół. Prędkość ruchu wału wahała się od km/h. Wysokość wału często dochodziła do 5 m ponad zwierciadło wody w strumieniach. Przesuwający się materiał działał erozyjnie na dno i zbocza doliny, powodując porywanie materiału z łożyska oraz dalsze podcinanie zboczy przesyconych wilgocią, na których powstawały osuwiska lub obrywy. Szczególnie narażone na niszczenie były zbocza w miejscach zwężeń i skrętów dolin. W przesuwającym sie materiale następowało zagęszczenie okruchów skalnych i gliny, a przemieszczająca masa zachowywała się półplastycznie lub plastycznie. Napotykane przeszkody ulegały niszczeniu, drzewa były wyrywane z korzeniami oraz łamane i miażdżone. Podobnie też działo się z obiektami wybudowanymi przez człowieka (ryc. 6). W górnym biegu dolin występowały spływy strukturalne, natomiast w środkowych i dolnych częściach płaskodennych dolin przeważały spływy turbulencyjne, podlegające prawom dynamiki ruchu wody w cieku (Ziętara 1996). W dolinach o wyrównanym spadku i płaskim sterasowanym dnie nastąpiło zniszczenie regulacyjnych opasek betonowych, sztucznych progów i zapór przeciwszutrowych. W czasie powodzi w 1997 roku na niespotykaną dotychczas skalę wystąpiły spływy gruzowo błotne, które były ogniwem pośredniem pomiędzy grawitacyjnymi ruchami mas skalnych, a procesami fluwialnymi i w zasadniczy sposób wpłynęły na przebieg procesów erozji, transposrtu i akumulacji w dużych dolinach, do których dostarczone były olbrzymie ilości materiału gruzowo błotnego (Ziętara 1998).

12 48 Tadeusz Ziętara Ryc. 7. Struktura szkód spowodowanych przez powódź w górnym dorzeczu Wisły w lipcu 1997 roku Zebrane materiały o szkodach i stratach powodziowych przez komitety przeciwpowodziowe wykazały, że globalna wartość strat krajowych osiągnęła 7870 mln zł, przy czym większośc strat wystąpiła w dorzeczu Odry około 5785 mln zł, tj. 73,5% strat krajowych. Całość strat w dorzeczu górnej Wisły osiągnęła 1950 mln zł, tj. 25% strat krajowych. Rozpatrując straty rzeczowe w górnym dorzeczu Wisły (ryc. 7) w poszczególnych rodzajach zniszczeń stanowią one odpowiednio: rolnicze (w gruntach rolnych i użytkach zielonych) 6,2%; komunikacyjne (w drogach i mostach krajowych, wojewódzkich i gminnych) 13,9%; w budownictwie (w budynkach) 19,0%; w zabudowie rzek (w brzegach, wałach i budowlach hydrotechnicznych) 26,3%; inne (straty pośrednie i koszty akcji przeciwpowodziowej) 34,6%. Na obszarze całej Polski straty powodziowe wyniosły 9,8 mld złotych Następna katastrofalna powódź wystąpiła w lipcu 2001 roku. W karpackim dorzeczu Wisły wystapiły rozlewne i ulewne opady poprzedzone długim okresem deszczowym z krótkimi przerwami upalnej pogody (ryc. 8.). Polska znalazła się wówczas w obszarze oddziaływania frontu pomiędzy dwoma wyżami. Jeden z nich znajdował się nad Europą Wschodnią z upalną pogodą, natomiast drugi nad Kanałem La Manche i Anglią. Deszczowe chmury nad Polską znalazły się pomiedzy dwoma stabilnymi Ryc. 8. Dobowe opady w lipcu w 2001 roku w Karpatach fliszowych

13 Rola gwałtownych ulew i powodzi w modelowaniu rzeźby terenu Tab. 1. Katastrofalne osuwiska w Karpatach fliszowych powstałe w lipcu 2001 roku

14 50 Tadeusz Ziętara Fot. 5. Fragment dużego osuwiska skalno ziemnego w Gródku nad Dunajcem (2001) wyżami. W strefie gorących i zimnych mas powietrza rozbudowały się wysokie chmury powodujące gwałtowne, burzowe opady, zwłaszcza wieczorem i nocą w rożnych częściach południowej Polski. Na uruchomienie osuwisk i spływów gruzowo błotnych (tab. 1) w zasadniczy sposób wpłynęły rozlewne opady, na które nałożyły się gwałtowne opady burzowe. Spowodowało to przekroczenie wartości progowych stabilności stoków i odmłodzenia na niespotykana skalę osuwisk plastyczno płynnych (fot. 5) i rumoszowo gruzowych. Natomiast osuwiska pakietowo skalne zostały rozcięte przez spływy gruzowo błotne, które niszczyły infrastrukturę osadniczą w dolinach beskidzkich. W analizowanym okresie ( ) oprócz rozlewnych opadów w Karpatach i Sudetach wystąpiły kilkugodzinne ulewy w różnych dorzeczach Polski. I tak np. w czerwcu 1998 r. w Beskidzie Sądeckim wystąpiła ulewa (na Jaworzynie spadło 107 mm opadu, w Tyliczu 115 mm, w Muszynie 99 mm, w Krynicy 132 mm), która uruchomiła osuwiska zwietrzelinowe i spływy gruzowo błotne. Największe nasilenie tych procesów było w dorzeczu Czarnego Potoku, uchodzącego do Kryniczanki. Turbulencyjne spływy gruzowo błotne zniszczyły dużą część infrastruktury hydrologiczno gospodarczej w Krynicy. Gwałtowne ulewy wystąpiły także wielokrotnie na Wyżynie Małopolskiej, powodując duże zniszczenia w infrastrukturze osadniczo komunikacyjnej. Uwagi końcowe Ostatnie powodzie poczyniły olbrzymie straty gospodarcze (fot. 6), gdyż znacznie przekroczyły wielkości przyjmowane dla urządzeń ochrony przeciwpowodziowej, zgodnie z obowiazującymi przepisami. Należałoby zmienić standardy projektowania, np. zwiększyć przepływy miarodajne tak, aby wysoka woda swobodnie spływała pod mostami (Tomiczek 1999; Ziętara 1999; Sowiński 1999). Należy stwierdzić, że potrzebne jest planowe uregulowanie i zagospodarowanie wszystkich dorzeczy górskich, uwzględniając aspekty całego środowiska geograficznego. Lokalne regulacje, które Fot. 6. Zniszczona przez osuwisko droga Zawoja Maków mają zabezpieczyć zagrożone odcinki dróg i mostów działają ujemnie, bowiem naruszają naturalne procesy rozwoju rzeź-

15 Rola gwałtownych ulew i powodzi w modelowaniu rzeźby terenu by. Rzeki i potoki górskie po opuszczeniu uregulowanego odcinka ze zwiększoną siłą niszczą tereny niezabezpieczone. Regulacja samych koryt i potoków nie spełni zadania, jeżeli nie opanujemy zboczy magazynów kolosalnych ilości materiałów. Przyczyną tego jest zła struktura lasów, wytworzona przez wielowiekową niewłaściwą gospodarkę leśną. Dla tak rozległej dziedziny, jaką jest ochrona przeciwpowodziowa na obszarze kraju strategia ochrony winna być złożoną (Tomiczek 1999), ze strategii cząstkowych, np.: Strategia inwestycyjna (strukturalna), polegająca na rozbudowie urządzeń (obiektów) ochrony przeciwpowodziowej; wałów, zbiorników, polderów, kanałów ulgi. Strategia ekologiczna, polegająca na przywróceniu rzekom ich przestrzeni, co sprowadza się do zaniechania wykorzystania terenów zalewowych w sposób prowadzących do szkód (ekonomicznych, społecznych i ekologicznych) w przypadku zalania: ponadto zalesienie terenów zlewni rzecznych i mała retencja. Strategia zorientowana na ewakuację, polegająca na zorganizowaniu sprawnego systemu ostrzeżeń oraz systemu organizacyjnego, pozwalającego ewakuować ludzi, inwentarz i majątek ruchomy z terenów zagrożony zalaniem. Strategia edukacyjna (propagandowo promocyjna), polegająca na szerokim uświadomieniu społeczeństwu stopnia zagrożenia oraz podstawowych reguł i zasad zachowania się w przypadku wystąpienia powodzi. Strategia społeczna (samorządowa), polegająca na powierzeniu ochrony samorządom i rozbudowie mechanizmów społecznego zarządzania ochroną na obszarach będących w gestii odpowiednich szczebli samorządów lokalnych. Nie istnieje jedna optymalna strategia ochrony dla całego kraju. Inna powinna być dla miast, a inna dla użytków rolnych. Strategię ochrony terenów górskich wyznacza charakter zlewni i dna doliny rzeki. Wąska dolina rzeki zwykle jest zabudowana budynkami mieszkalnymi. Równolegle biegnie droga i często też linie kolejowe. W warunkach tych, poza strategią inwestycyjną, tj. budową zbiorników retencyjnych, winny być włączone wszystkie strategie nieinwestycyjne. Przy działaniach w zakresie gospodarki wodnej należy pamiętać, że powodzie są zjawiskiem naturalnym, funkcjonującym w ramach długotrwałego obiegu wody, regulującym działania geosystemów i ekosystemów dolinnych. Literatura Alexandrowicz S., 1978, The northern slope of Babia Góra Mts as a huge rock slump, Studia Geomorph. Carpatho. Balcanica, 12, Bajgier Kowalska M., 1996, Dynamics of landslide development in the flysch Carpathians during rapid rainfalls and floods, [w:] Geomorphology and the changing environment in Europe, IAG, Budapest, Bajgier Kowalska M., 1998, Rozmieszczenie i geneza osuwisk w Beskidzie Wyspowym, [w:] Główne kierunki badań geomorfologicznych w Polsce, stan aktualny i perspektywy, Wyd. UMCS Lublin,

16 52 Tadeusz Ziętara Bobiński E., Żelaziński J., 1999, Czy zmądrzeliśmy po ostatnich powodziach? [w:] Zagrożenia klękami żywiołowymi, Ministerstwo Ochrony Środowiska i Zasobów Naturalnych, Bielsko Biała, Cebulak E., 1998, Przegląd opadów ekstremalnych, które wywołały powodzie w XX wieku w dorzeczu górnej Wisły, [w:] Powódź w dorzeczu górnej Wisły w lipcu 1997 roku, Wyd. PAN Kraków, Froehlich W., Klimek K. & Starkel L. 1972, The Holocene Formation of the Dunajec Valley Floor within the Beskid Sądecki in the Light of Flood Transport and Sedimentation, Studia Geomorph. Carpatho Balcanica, 6, Froehlich W., 1998, Transport rumowiska i erozja koryt potoków beskidzkich podczas powodzi w lipcu 1997 roku, [w:] Powódź w dorzeczu górnej Wisły w lipcu 1997 roku, Wyd. PAN Kraków, German K., 1998, Przebieg wezbrania powodzi 9 lipca 1997 roku w okolicach Żegociny oraz ich skutki krajobrazowe, [w:] Powódź w dorzeczu górnej Wisły w lipcu 1997 roku, Wyd. PAN Kraków, German K., 2000, Funkcjonowanie geosystemów fliszowych w okolicach Żegociny w ekstremalnych warunkach opadowo powodziowych 9 lipca 1997 roku, Prace Geograficzne UJ, 105, Kraków, Gębica P., Patkowski B., Lasek A., Sokołowski T., 1998, Geomorfologiczne i sedymentologiczne skutki przerwania wałów przeciwpowodziowych w dolinie Wisły w lipcu 1997 roku, [w:] Powódź w dorzeczu górnej Wisły w lipcu 1997 roku, Wyd. PAN Kraków, Gil E., 1997, Meteorological and hydrological conditions of landslides, Polish Carpathians. Studia Geomorph. Carpatho. Balcanica, 31, Godek R., 2001, Charakter i zakres szkód powstałych w wyniku osuwisk ziemnych na terenie powiatu strzyżowskiego w kwietniu i maju 2000 roku, [w:] Bezpieczeństwo przeciwpowodziowe w aspekcie zlewniowym i lokalnym, NOT, Międzybrodzie Żywieckie, Graham W., Lest L., 1995, Non structural aspects of flood management in India, ICID Journal, vol. 44 No 1, Grela J., Starkel L., (red.) 1998, Powódź w dorzeczu górnej Wisły w lipcu 1997 roku, PAN, Kraków, ss Grela J., Słota H., Zieliński J., (red.) 1999, Dorzecze Wisły, monografia powodzi lipiec 1997 rok, IMGW, Warszawa, ss Klimek K. & Trafas K. 1972, Young Holocene Changes in the Courase of the Dunajec River in the Beskid Sądecki Mts. (Western Carpathians), Studia Geomorph. Carpatho Balcanica. 6, Klimek K., 1996, Aluwia Rudy jako wskaźnik 1000 letniej degradacji Płaskowyżu Rybnickiego, [w:] Geneza, litologia i stratygrafia utworów czwartorzędowych, Wydaw. UAM, Poznań. Klimek K., 2000, The Sudetic tributaries of Upper Odra transformation during the Holocene, Studia Gheomorph. Carpatho Balcanica, 34. Kotarba A., 1986, Rola osuwisk w modelowaniu rzeźby beskidzkiej i pogórskiej, Przegl. Geogr., 58, 1 2. Kotarba A., 1994, Geomorfologiczne skutki katastrofalnych letnich ulew w Tatrach Wysokich, Acta Uniw. N. Copernici, Geografia, 27, Nauki Mat. Przyrodnicze, 92, Kotarba A., 1998, Geomorfologiczne skutki katastrofalnej ulewy w 1997 roku w Tatrach, Sprawozd. z Posiedz. Komisji Nauk PAN, Kraków.

17 Rola gwałtownych ulew i powodzi w modelowaniu rzeźby terenu Kotarba A., 1999, Geomorphic effect of the catastrophic summer flood of 1997 in the Polish Tatra Mountains, Studia Geomorph. Carpatho Balcanica, 33. Lach J., 1984, Geomorfologiczne skutki antropopresji rolniczej w wybranych częściach Karpat i ich przedgórza, Prace Monograficzne, 66, Kraków, ss Lach J, 1997, Gospodarka wodna Nowego Sącza, Rocznik Sadecki, 25, Malarz R., 1997, Powodzie w dorzeczu Soły, Wiadomości Ziem Górskich, 6 (10), Margielewski W., 1999, Formy osuwiskowe Gorczańskiego Parku Narodowego i ich rola w kształtowaniu geo i bioróżnorodności Gorców, Chroń. Przyr. Ojcz., 55, 4, Margielewski W., 2000, Gospodarcze znaczenie osuwisk Beskidu Makowskiego, Problemy Zagospodarowania Ziem Górskich, PAN, 46, Niedbała J., 1997, Przyczyny i przebieg wezbrania na górskich dopływach górnej Wisły we wrześniu 1996 r., [w:] Zagrożenia powodziowe w zlewniach górskich. Ministerstwo Ochrony Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnictwa, Bielsko Biała, Niedbała J., 1998, Przebieg wezbrań w obecnym stuleciu, [w:] Powódź w dorzeczu górnej Wisły w lipcu 1997 roku, Wyd. PAN Kraków, Niedźwiedź T., 1999, Rainfall characteristics in Southern Poland during the severe flooding event of July 1997, Studia Geomorph. Carpatho Balcanica, 33, Niedźwiedź T., Czekierda D., 1998, Cyrkulacyjne wezbrania katastrofalnej powodzi w lipcu 1997 roku, [w:] Powódź w dorzeczu górnej Wisły w lipcu 1997 roku, Wyd. PAN Kraków, Osuch B., 1999, Główne procesy hydrologiczne zlewni górskiej kształtujace odpływ wezbraniowy, [w:] Strategiczny program zabezpieczeń przeciwpowodziowych, NOT, Wisła, Poprawa D., Rączkowski W., 1998, Geologiczne skutki powodzi w 1997 roku na przykładzie osuwisk województwa nowosądeckiego, [w:] Powódź w dorzeczu górnej Wisły w lipcu 1997 roku, Wyd. PAN Kraków, Poprawa D., Rączkowski W. (red.), 2000, Prognozowanie i przeciwdziałanie skutkom ruchów osuwiskowych, Państw. Inst. Geol., Warszawa, Punzet J., 1991, Przegląd stanu badań w zakresie ocen przebiegu wezbrań w dorzeczu górnej Wisły, Folia Geogr. ser.geogr. physica, 22, Pyrc R., 1999, Materialne skutki powodzi w Beskidzie Wyspowym w lipcu 1997 roku, Roczn. Nauk. Dydakt. WSP, Prace Geogr., Kraków, Sowiński M., 1999, Ryzyko przekraczania przepustowości obiektów hydrotechnicznych, [w:] Strategiczny program zabezpieczeń przeciwpowodziowych, NOT, Wisła, Starkel L., 1996, Geomorphic role of extreme rainfalls in the Polish Carpathians, Studia Geomorph. Carpatho Balcanica, 30, Starkel L., 1998, Funkcja powodzi w środowisku przyrodniczym dorzecza górnej Wisły, [w:] Powódź w dorzeczu górnej Wisły w lipcu 1997 roku, Wyd. PAN Kraków, Starkel L., 1999, Geomorfologiczne i sedymentologiczne skutki ekstremalnych opadów w Karpatach, [w:] Strategiczny program zabezpieczeń przeciwpowodziowych, NOT, Wisła,

18 54 Tadeusz Ziętara Tomiczek F., 1999, Powodzie w warunkach górskich, [w:] Strategiczny program zabezpieczeń przeciwpowodziowych, NOT, Wisła, Wójcik A., 1997, Osuwiska w dorzeczu Koszarawy strukturalne i geomorfologiczne ich uwarunkowania, Biul. Państ. Inst. Geol., 376, Zabuski L., Thiel K., Bober L., 1999, Osuwiska we fliszu Karpat Polskich, Wyd. IBW PAN, Gdańsk, Załuski J., 1997, Powódź wrześniowa w 1996 r. w województwie bielskim, [w:] Zagrożenia powodziowe w zlewniach górskich. Ministerstwo Ochrony i Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnictwa, Bielsko Biała, Ziętara T., 1968, Rola gwałtownych ulew i powodzi w modelowaniu rzeźby Beskidów, Prace Geogr. Inst. Geogr., PAN, 60, Warszawa, Wyd. Geol., Ziętara T., 1976, The role of mura in the modelling of the Western Carpathian relief, XXIII International Geographical Congress, International Geography 76. Section 1, Moskva, Ziętara T., 1988, Landslide areas in the Polish Flysch Carpathians, Folia Geogr., ser. Geogr. Phys., 20, Ziętara T., 1996, Prognoses and rapid changes of the carpathians relief during disastrous floods in the last 50 years, [w:] Geomorphology and the changing environment in Europe, JAG, Budapest, Ziętara T., 1997, Prognozy i etapy niszczenia rzeźby Karpat w czasie powodzi, [w:] Zagrożenie powodziowe w zlewniach górskich. Ministerstwo Ochrony Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnictwa, Bielsko Biała, Ziętara T., 1998, Geomorfologiczne skutki ulewy 9 lipca 1997 r. w Beskidzie Wyspowym na tle powodzi w Karpatach fliszowych, [w:] Główne kierunki badań geomorfologicznych w Polsce, stan aktualny i perspektywy, Wyd. UMCS, Ziętara T., 1999, Rola spływów gruzowo błotnych w niszczeniu infrastruktury hydrotechnicznej w Karpatach fliszowych, [w:] Strategiczny program zabezpieczeń przeciwpowodziowych, NOT, Wisła, Ziętara T., 1999, The role of mud and debris flows in the Flysch Carpathians relief modeling, Studia Geomorph. Carpatho Balcanica, 33, Ziętara T., 2000, Zagrożenia i zniszczenia powodziowe na Ziemi Sądeckiej, Rocznik Sądecki, 28, Ziętara T., 2001, Pluwialne uwarunkowania osuwisk w Karpatach fliszowych, [w:] Bezpieczeństwo przeciwpowodziowe w aspekcie zlewniowym i lokalnym, NOT, Międzybrodzie Żywieckie, doc. dr hab. Tadeusz Ziętara Instytut Geografii Akademia Pedagogiczna Kraków