OCENA ZAGROŻENIA I SYSTEM OCHRONY PRZED POWODZIĄ

Transkrypt

1 OCENA ZAGROŻENIA I SYSTEM OCHRONY PRZED POWODZIĄ Inżynieria Środowiska semestr 6, III rok Wykład 2 13 kwietnia

2 EUROPEJSKA POLITYKA WODNA W ZAKRESIE ZABEZPIECZENIA PRZED POWODZIĄ Geneza, zasady i uwarunkowania 2

3 Europejska polityka wodna Współczesna polityka wodna postawiła nowe wymagania dla realizacji zadań gospodarki wodnej, które zostały ukierunkowane na zintegrowane osiągnięcie następujących trzech celów: Ochronę ekosystemów wodnych i ekosystemów lądowych z nimi związanych, rozumianą znacznie szerzej niż dotychczas formułowana ochrona zasobów wodnych; Uzasadnione wykorzystanie wód w rozwoju społeczno gospodarczym; Przeciwdziałanie skutkom naturalnych zagrożeń, głównie powodzi i suszy. 3

4 Europejska polityka wodna Ustalono, że ta polityka, w odniesieniu do zabezpieczenia przed powodzią, przyniesie następujące efekty (wg Komisji Wspólnot Europejskich, Bruksela 2006): Ekonomiczne polegające na obniżeniu realnych kosztów działań przeciwpowodziowych w dorzeczach, a wynikające z bilansu oszczędności w realizacji środków strukturalnych oraz koniecznych do poniesienia kosztów zarządzania ryzykiem (w międzynarodowym dorzeczu Odry jeszcze nie oszacowano wartości tego obniżenia); Społeczne polegające na zmniejszeniu prawdopodobieństwa ryzyka wobec zdrowia jakie niesie za sobą powódź oraz pozytywny wpływ na funkcjonowanie rynków pracy ze względu na mniejsze narażenie na straty gospodarki; Środowiskowe polegające zarówno na zmniejszeniu skutków powodzi względem środowiska naturalnego jak i na zapobieganiu negatywnemu oddziaływaniu powodzi na środowisko poprzez jego wtórne zanieczyszczenie (oczyszczalnie ścieków, wysypiska odpadów, przemysł chemiczny,...). 4

5 Te nowe wymagania są podstawą obecnie prowadzonych prac nad rozwojem systemu ochrony przed powodzią w Polsce Dwa kluczowe dokumenty koordynują działania dla osiągnięcia i integracji wymienionych wyżej głównych celów polityki wodnej: Ramowa Dyrektywa Wodna (RDW) 2000/60/WE, która ustanawia ramy dla działań na rzecz ochrony wszystkich typów wód we Wspólnocie. Jest ona dokumentem spinającym politykę wodną poprzez integralne spojrzenie na wszystkie jej elementy; Dyrektywa w sprawie oceny i zarządzania ryzykiem powodziowym (ang. Assessment and Management of Flood Risk) 2007/60/WE, która reguluje podstawy podejmowania działań dla ograniczenia zagrożenia powodziowego oraz jego skutków. Parlament Europejski wymaga harmonizacji działań i planów wykonywanych na mocy obu dyrektyw. 5

6 Harmonizacja działań wykonywanych na mocy obu dyrektyw - przykład Szwajcarii 6

7 Podstawowe definicje Ekosystem wodny To ekosystem, w którym biotop stanowi środowisko wodne: ocean, morze, jezioro, rzeka (potok), źródło; Generalnie, na ekosystem składają się: - biocenoza, czyli ogół organizmów występujących na danym obszarze i powiązanych ze sobą, - biotop, czyli nieożywione elementy tego obszaru, czyli: podłoże, woda, powietrze. Istota harmonizacji rozwiązań w zabezpieczaniu przed powodzią z ochroną ekosystemów wodnych - nie pogorszyć dobrego stanu ekologicznego wód powierzchniowych, - lub/i poprawić stan niezadowalający, - lub/i tak zrekompensować lokalne straty w ekosystemie, aby zachować jego ciągłość i wartość w odpowiedniej skali przestrzennej. 7

8 Geneza i idea zarządzania ryzykiem powodziowym Wszystkie dotychczasowe doświadczenia, a także prognozy dotyczące wzrostu liczby ludności, przemian gospodarczych, rozwoju urbanizacji oraz globalnych zmian klimatycznych wskazują, że nie jest i nie będzie osiągalny system ochrony przed powodzią, gwarantujący w pełni te ochronę; Utrzymanie w dobrej kondycji naszej planety tak, aby zabezpieczyć nie tylko nasze, ale także potrzeby przyszłych pokoleń wymaga poszukiwania kompromisowych rozwiązań pomiędzy ochroną środowiska oraz budową środków technicznych ograniczających powódź, które to środki prowadzą nieuchronnie do degradacji ekosystemów wodnych i związanych z nimi ekosystemów lądowych; W tej sytuacji, konieczne jest przywiązanie znacznie większej wagi do zarządzania powodzią tak, aby uzyskać przedmiotową harmonizację działań: dla ochrony przed powodzią i ochrony środowiska; 8

9 Zasady zrównoważonej ochrony przeciwpowodziowej Przeanalizowanie zagrożenia; aby właściwie zrealizować wymagania dotyczące ochrony konieczna jest kompleksowa wiedza na temat rodzajów zagrożeń i warunków, które im towarzyszą, liczbowym wskaźnikom,...; Ocenić i przeanalizować niedobory ekologiczne, zrównoważona ochrona wspiera bogactwo form roślinności i zapewnia przestrzeń rozwoju naturalnej bioróżnorodności; Zróżnicować w jasny sposób cele ochrony tak, aby tereny o wyższej wartości miały zapewnioną ochronę na wyższym poziomie; Retencjonować wodę gdzie możliwe, przepuszczać gdzie konieczne. Ma to bezpośredni związek z z opóźnieniem odpływu decydującym w konsekwencji o wysokości kulminacji fali powodziowej; Minimalizować oddziaływania. Przekroje o wystarczającej przepustowości są podstawowym warunkiem zapewnienia ochrony, utrzymania równowagi dynamicznej rumowiska i łożyska rzeki i gwarantują bezpieczny spływ wód z danego obszaru; Skontrolować możliwe punkty krytyczne. Należy uważnie przeanalizować i ocenić niepewności; Zagwarantować utrzymanie rzek i korytarzy odpływu; Zapewnić rzece niezbędną przestrzeń. Potok musi być czymś więcej niż zwykłym ściekiem, zaś rzeka czymś więcej niż kanałem; Szanować potrzeby. Dla wielu ludzi rzeki są obszarami odpoczynku i rekreacji,... 9

10 Geneza i idea zarządzania ryzykiem powodziowym Zmiany w ekosystemie wodnym: 1) Pierwotny ekosystem 2) Degradacja na skutek działalności człowieka 3) Naprawa polegająca na odbudowie zmienionego ekosystemu 4) 2-1 rehabilitacja polegająca na odbudowie części pierwotnego ekosystemu 10

11 Przykłady zmian w ekosystemie wodnym na skutek naszej działalności 11

12 Naturalne procesy fluwialne morfogeniczna działalność rzeki Potok Jamne dopływ Ochotnicy (rys. Klimaszewski, fot.wikipedia) 12

13 Naturalne procesy fluwialne morfogeniczna działalność rzeki Działalność akumulacyjna rzek Stradomka: sekwencja ploso bystrze (fot. J. Żołnacz) Kwisa (fot. J.B. IMGW) 13

14 Geomorfologiczne zmiany koryt rzecznych degradacja ekosystemu Erozja denna / wgłębna: Lp. Rzeka Przekrój Uśrednione wartości erozji dennej w XX w [m] 1 Soła Oświęcim Skawa Wadowice Raba Gdów Dunajec Żabno Dunajec Czchów Wisłoka Brzeźnica 3.0 Uśrednione wartości erozji dennej wybranych rzek karpackich w XX wieku Fot. W. Bartnik 14

15 Wpływ zmian morfologicznych na warunki biologiczne Jak przyspieszona erozja bezpośrednio wpływa na warunki biologiczne? 15

16 Trzy podstawowe strefy w przestrzennym rozwoju rzeki Produkcja materiału Tranzyt materiału Koryta rozgałęzione i początek meandrów Odkładanie materiału Wykształecenie meandrów oraz delta ujściowa 16

17 Strefa buforowa stanowiąca o jakości ekologicznej rzeki teren rolniczy lub zurbanizowany odpływ podpowierzchniowy odpływ podziemny STREFA 3 STREFA 2 STREFA 1 17

18 Geneza i idea zarządzania ryzykiem powodziowym Zarządzanie zagrożeniem (ryzykiem) powodziowym ma na celu zmniejszenie prawdopodobieństwa i/lub wpływu powodzi. Z dotychczasowych doświadczeń wynika, że najbardziej skutecznym podejściem jest podejmowanie działań w ramach programów zarządzania zagrożeniem powodziowym, obejmującym następujące elementy: Zapobieganie: zapobieganie powstawaniu szkód wywołanych powodziami przez rezygnację z budowy domów mieszkalnych i obiektów przemysłowych obecnie i w przyszłości na terenach zagrożonych powodzią; poprzez dostosowanie obiektów, które powstaną w przyszłości do zagrożenia powodziowego; oraz przez wspieranie właściwego zagospodarowania terenu, praktyk rolniczych i leśnych; Ochrona: podejmowanie środków, strukturalnych i niestrukturalnych, w celu zmniejszenia prawdopodobieństwa występowania powodzi i/lub wpływu powodzi w określonych miejscach; Gotowość: informowanie ludności o zagrożeniu powodziowym oraz o zasadach postępowania w wypadku powodzi; Postępowanie awaryjne: opracowanie planów awaryjnych na wypadek wystąpienia powodzi; Przywracanie normalnych warunków i wyciąganie wniosków: powracanie możliwie najszybciej do normalnych warunków i łagodzenie skutków społecznych i gospodarczych w wypadku osób dotkniętych powodzią. 18

19 Podstawowe definicje Zapobieganie, czyli prewencję przeciwpowodziową stanowią działania wyprzedzające, w efekcie których możliwe jest ograniczenie szkód i strat na terenach zagrożonych poprzez: Ograniczenie rozwoju zagospodarowania terenów zalewowych poprzez działania organizacyjno prawne; Uodpornienie istniejącej zabudowy na tych terenach; Stosowanie dobrych praktyk w warunkach rozwoju zabudowy zlewni (urbanizacji), które ograniczają uszczelnienie powierzchni gruntu, a tym samym wzrost i przyspieszenie odpływu powierzchniowego na skutek intensywnych opadów; Stosowanie dobrych praktyk w rolnictwie dla ograniczenia erozji glebowej oraz podnoszenie lesistości i planowanie zalesień; Sterowanie użytkowaniem terenu dla ułatwienia realizacji technicznych środków bezpośredniej ochrony przed powodzią; 19

20 Podstawowe definicje Ochrona, obejmująca bezpośrednie środki ochrony przed powodzią, dotyczy następujących działań: Działania dla ograniczenia wielkości powodzi na bazie: środków technicznych takich jak: sterowana retencja powodziowa, mała retencja i retencyjne przysposobienie dorzecza rekompensujące uszczelnienie powierzchni gruntu na skutek urbanizacji, oraz poldery powodziowe, środków nietechnicznych, które mają na celu powiększenie retencji naturalnej połączone z ochroną ekosystemów wodnych i lądowych z nimi związanych; Działania dla ograniczenia zasięgu i skutków powodzi o danej wielkości, na bazie: zabudowy i umocnienia łożysk rzek i potoków, wałów przeciwpowodziowych, kanałów ulgi oraz innych obiektów realizujących tę ochronę. 20

21 Kanał ulgi w Opolu 21

22 Stosowano (i stosuje się nadal!): Jakie zasady dotychczas obowiązywały w Polsce? Bierną ochronę przed powodzią, czyli działania wyprzedzające zwłaszcza w obszarze użytkowania terenu, odbudowy jego retencyjności czy też zabezpieczenia obiektów przed uszkodzeniami i szkodami na skutek zalania; Czynną ochronę przed powodzią, obejmującej środki techniczne i inne działania dla zabezpieczenia przed skutkami powodzi lub ograniczającymi zagrożenie; Brak: Zapobiegania; Przygotowania w wymaganym zakresie - ludzi, na podstawie informacji o powodzi oraz zasadach postępowania na wypadek powodzi; Wymaganego zakresu planów reagowania na wypadek powodzi; Właściwej odbudowy po powodzi, połączonej z wyciąganiem wniosków na przyszłość. Jak to się ma do zasad europejskich? 22

23 Podstawowe środki ochrony w Małopolsce i w dorzeczu górnej Wisły 23

24 Wały chronią w zróżnicowanym zakresie Kraków Poniżej Krakowa 24

25 W skali lokalnej mamy do czynienia najczęściej z problemami takimi jak niżej pokazane Zabudowa doliny i koryta rzeki (!) Niedrożne mosty 25

26 Wpływ urbanizacji Historyczny zasięg starorzeczy Wisły ograniczonych wysokimi brzegami (1), dawne koryto Wisły (2, 4), aktualny przebieg koryta Wisły (3) Dolina Wisły poniżej Krakowa obecnie (zaznaczona linią wałów przeciwpowodziowych) 26

27 Wpływ urbanizacji Kraków w 1985 roku z historią rozwoju Kraków w 1836 roku W 1900 roku: liczba mieszkańców wynosiła 87,5 tys tys. wojska Obecnie zbliża się do miliona 27

28 Europejska polityka wodna podejście zlewniowe 28

29 Dane historyczne POLSKA - szczegółowe dane po II Wojnie Światowej Rok Liczba ludności ogółem [mln] Wskaźnik zaludnienia [l.osób / km 2 ] Ludność miejska [%] Przewaga gospodarki , ,8 rolnej , ,9 rolnej , ,3 rolnej , ,3 rozwój przemysłu , ,7 rozwój przemysłu , ,8 rozwój przemysłu i usług , ,9 rozwój urbanizacji obecnie 38,2 122 Ponad 63 intensywna urbanizacja Liczba miast: Rok 1946: 703 miasta, w tym 9 aglomeracji Rok 1962: jedynie 22 miasta powyżej 100 tys. mieszkańców Rok 2002: 883 miasta, gdzie zamieszkuje ok. 76% ludności miejskiej, 29

30 Jakie warunki muszą być spełnione, aby można było, zgodnie z definicjami, zarządzać ryzykiem powodziowym? Dwa podstawowe, następujące warunki należy spełnić: 1) Ustalić obowiązujące kryteria ochrony przed powodzią, obejmujące rodzaje użytkowania terenu i zainwestowania w ten teren, objęte ochroną na określoną wartość wód powodziowych; 2) Wprowadzić kryteria, zasady i obowiązek wyznaczania terenów zagrożonych powodzią i szacowania dla nich wartości ryzyka powodziowego. 30

31 Kategoryzacja kryteriów ochrony przed powodzią - przykład Szwajcarii 31

32 Podejście do oceny ryzyka powodziowego Czym jest ryzyko powodziowe? Najogólniej rzecz ujmując jego wielkość i wartość jest definiowana jako: RYZYKO = wartość strat powodziowych x prawdopodobieństwo ich wystąpienia; 32

33 Podejście do oceny ryzyka powodziowego Podstawa oceny funkcjonalności rozwiązań na bazie metod hydraulicznych, czyli ocena ryzyka powodziowego podstawowego i resztowego - w warunkach zastosowania środków zabezpieczenia przed powodzią 33

34 Zasady określania wysokości strat 34

35 Skalowanie poziomów oszacowania strat 35

36 Zależność strat od głębokości zalewu dla: wysokiej, oznaczonej (wg kryteriów ochrony) i niskiej podatności terenu na zagrożenie 36

37 Bazowe dane (W. Brytania) dla oceny strat przy założeniu: - braku ostrzeżeń - do 12 godzin trwania zalewu od strony rzeki. Sumaryczne oraz sektorowe dla różnych typów zagospodarowania oraz zainwestowania w teren. 37

38 Zasięg zagrożenia powodziowego Strefy zalewu powodziowego od strony rzeki Obszar zalewu dla wody 100 letniej Tereny zalewowe Trasa powodzi Tereny zalewowe 38

39 Zasięg zagrożenia powodziowego gdzie szacujemy ryzyko powodziowe Strefy zalewu dla Nysy Kłodzkiej 39

40 Dyrektywa 2007/60/WE w sprawie oceny ryzyka powodziowego i zarządzania nim Artykuł 1 Celem niniejszej dyrektywy jest ustanowienie ram dla oceny ryzyka powodziowego i zarządzania nim, w celu ograniczania negatywnych konsekwencji dla zdrowia ludzkiego, środowiska, dziedzictwa kulturowego oraz działalności gospodarczej, związanych z powodziami na terytorium Wspólnoty. 40

41 Istota harmonizacji 41

42 Zmiana podejścia Dotychczasowe podejście: Konieczne podejście: Podejście sektorowe Podejście zintegrowane Ochrona przed powodzią terenów zalewowych (np. Q > Q 10%) - maksymalna ochrona 42 Ochrona przed powodzią brzegów koryta rzeki (np. Q 50% - Q 10%) Ochrona koryta rzeki (np. Q = ok. Q 50%) Ewentualne zabiegi podnoszące retencję naturalną Kanalizacja wód opadowych Ochrona jakości ekologicznej, obejmującej: ilość, biologię wód, morfologię i własności chemiczne (np. Qśr Q 50%) Ochrona przed powodzią rozumiana jedynie jako ochrona od strony rzeki Ochrona wód rozumiana jako ochrona ich jakości chemicznej i fizycznej

43 Potrzeba szczegółowych analiz i ocen Możecie powiedzieć, że wiecie coś na określony temat, jeśli to o czym mówicie, możecie zmierzyć lub wyrazić przy pomocy liczby, o ile nie jesteście tego w stanie zmierzyć czy wyrazić przy pomocy liczby, wówczas trzeba stwierdzić, że wasza znajomość owego problemu jest miernej jakości i nie może zadowalać Galileusz 43