OCENA ZAGROśENIA I SYSTEM OCHRONY PRZED POWODZIĄ. Wykład 7 kwietnia 2008 roku część 1.

Transkrypt

1 OCENA ZAGROśENIA I SYSTEM OCHRONY PRZED POWODZIĄ Wykład 7 kwietnia 2008 roku część 1.

2 Zakres: strefy zagroŝenia powodziowego 1. Podstawy prawne 2. Strefy zagroŝenia powodziowego 3. Hydrologiczne podstawy oceny zasięgu stref zagr. powodziowego 4. Rodzaje stref dla rzeki nieobwałowanej 5. Szczególne przypadki stref zagroŝenia powodziowego

3 1. Podstawy prawne Ustawa Prawo wodne Art. 79., pkt.2: Dla potrzeb planowania ochrony przed powodzią dyrektor regionalnego zarządu gospodarki wodnej (RZGW) sporządza studium ochrony przeciwpowodziowej, ustalające granice zasięgu wód powodziowych o określonym prawdopodobieństwie występowania oraz kierunki ochrony przed powodzią, w którym w zaleŝności od sposobu zagospodarowania terenu oraz ukształtowania terasów zalewowych, terenów depresyjnych i bezodpływowych, dokonuje podziału obszarów na: 1) obszary wymagające ochrony przed zalaniem z uwagi na ich zagospodarowanie, wartość gospodarczą lub kulturową (?) 2) obszary słuŝące przepuszczeniu wód powodziowych, zwane dalej obszarami bezpośredniego zagroŝenia powodzią 3) obszary potencjalnego zagroŝenia powodzią

4 Ustawa Prawo wodne - cd Art. 80a. Tereny o szczególnym znaczeniu społecznym, gospodarczym lub kulturowym powinny być chronione przed zalaniem wodami o prawdopodobieństwie co najmniej raz na 200 lat. Art Obszary bezpośredniego zagroŝenia powodzią obejmują: 1. tereny między linią brzegu rzeki a wałem przeciwpowodziowym lub naturalnym wysokim brzegiem, w który wbudowano trasę wału przeciwpowodziowego, a takŝe wyspy i przymuliska, 2. obszar pasa nadbrzeŝnego w rozumieniu ustawy o obszarach morskich RP i administracji morskiej 3. strefę przepływów wezbrań powodziowych określoną w planie zagospodarowania przestrzennego na podstawie studium, o którym mowa w art. 79 ust.2 punkt 2) Art Obszary potencjalnego zagroŝenia powodzią, obejmują tereny naraŝone na zalanie w przypadku: 1. przelania się wód przez koronę wału przeciwpowodziowego, 2. zniszczenia lub uszkodzenia wałów przeciwpowodziowych, 3. zniszczenia lub uszkodzenia budowli piętrzących albo budowli ochronnych pasa technicznego

5 Przykład strefy bezpośredniego zagroŝenia powodziowego

6 Przykłady stref bezpośredniego i potencjalnego zagroŝenia powodziowego Mała Wisła

7 Ustawa Prawo wodne - cd Art. 84. Obszary, o których mowa w art. 79 ust. 2, uwzględnia się przy sporządzaniu planu zagospodarowania przestrzennego województwa, studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego gminy, miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego oraz decyzji o lokalizacji inwestycji celu publicznego oraz decyzji o warunkach zabudowy

8 Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady Unii Europejskiej 2007/60/WE w sprawie oceny ryzyka powodziowego i zarządzania ryzykiem powodziowym Artykuł 6 1. Państwa członkowskie przygotowują na poziomie obszaru dorzecza lub jednostki zarządzającej, o której mowa... - mapy zagroŝenia powodziowego oraz mapy ryzyka powodziowego w najbardziej odpowiedniej skali dla obszarów określonych na podstawie art.. 5 ust.1 (objaśnienie: obszary dla których wystąpienie powodzi jest prawdopodobne). 3. Mapy zagroŝenia powodziowego obejmują obszary geograficzne, na których moŝe wystąpić powódź zgodnie z jednym z następujących scenariuszy: a) niskie prawdopodobieństwo powodzi lub scenariusze zdarzeń ekstremalnych (prawdopodobny okres ponownego wystąpienia powodzi: rzadziej niŝ raz na sto lat, p < 1%, np. = 0.5% - wyjątkowe przypadki?); b) średnie prawdopodobieństwo powodzi (prawdopodobny okres ponownego wystąpienia powodzi: raz na sto lat lub częściej ); c) wysokie prawdopodobieństwo powodzi (powodzie częste), w odpowiednich przypadkach stosowane.

9 Dyrektywa Powodziowa cd Artykuł 6 - cd 4. Dla kaŝdego ze scenariuszy, o których mowa w ust. 3 przedstawia się następujące elementy: a) zasięg powodzi; b) szacowaną głębokość wody lub, w odpowiednich przypadkach rzędne zwierciadła wody; c) prędkość przepływu lub objętość przepływu tam, gdzie jest to właściwe. 5. Mapy ryzyka powodziowego przedstawiają potencjalne zniszczenia związane z powodzią w przypadku scenariusza przedstawionego w paragrafie 4 i odnoszącego się do: a) szacunkowej liczby mieszkańców, potencjalnie dotkniętych powodzią; b) rodzaj działalności gospodarczej prowadzonej na obszarze potencjalnie dotkniętym powodzią; c) instalacje, o których mowa..., które mogłyby wprowadzić dodatkowe zanieczyszczenie oraz obszary chronione d) inne informacje uwaŝane za przydatne,...

10 Dyrektywa Powodziowa cd UWAGA: mapa zagroŝenia powodziowego to mapa, na której naniesiono granice zasięgu wód powodziowych o określonym prawdopodobieństwie występowania, czyli granice zalewu, towarzyszącego przepływowi o natęŝeniu odpowiadającym określonemu prawdopodobieństwu wystąpienia; mapa ryzyka powodziowego to mapa, dla której bazą jest mapa powodziowa, na której jednak znajduje się informacja o potencjalnych zagroŝeniach (np. liczba ludności zagroŝonej) i stratach (potencjalne zniszczenia w sferze gospodarczej i środowiskowej). mapy powodziowe obrazować mają dwa typy obszarów: a) obszary bezpośredniego zagroŝenia (zalewu) powodzią i b) obszary potencjalnego zagroŝenia (zalewu) powodzią. obszar bezpośredniego zagroŝenia - generalnie obszar przepływu wód powodziowych, obszaru potencjalnego zagroŝenia - obszar zagroŝony zalaniem w przypadku uszkodzenia (zniszczenia) wału przeciwpowodziowego lub awarii budowli hydrotechnicznej.

11 2. Cele wyznaczania obszarów (stref) zagroŝenia powodziowego ilościowa ocena zagroŝenia powodziowego - np. potencjalna liczba ludności, która będzie dotknięta skutkami określonej powodzi, w tym liczba ludności, która będzie musiała być ewakuowana, rodzaj, liczba, wartość obiektów zagroŝonych zalaniem) dokonana w lokalnej skali przestrzennej (np. na terenie gminy) racjonalne wydatkowanie funduszy na działania obniŝające to zagroŝenie (pomiędzy, przed, w czasie i po powodzi) wstęp do ustanowienia stref zagroŝenia ( ustanowienie ma konotacje prawne i organizacyjne; oznacza to, Ŝe w ustanowionej strefie zagroŝenia prowadzi się gospodarkę według określonych zasad, które obejmują zakazy, nakazy i zalecenia dotyczące np. zagospodarowania przestrzennego, posadowienia budowli i tp.) Uwaga: pojęcie strefa zagroŝenia dotyczy przede wszystkim obszarów zurbanizowanych, podlegających wszelkiego typu działaniom mającym na celu minimalizację ewentualnych strat powodziowych; tereny uŝytkowane rolniczo nie są zwykle objęte systemem ochrony

12 3. Hydrologiczne podstawy oceny zasięgu stref zagroŝenia powodziowego ZałoŜenie: Granice stref zagroŝenia wyznacza prawdopodobieństwie przewyŝszenia się dla przepływów maksymalnych o określonym (wartość przepływu maksymalnego o określonym prawdopodobieństwie na długości cieku jest zmienna i wynika z realnych w danym systemie rzecznym, korzystnych lub niekorzystnych sytuacji związanych ze spotykaniem się lub mijaniem się w czasie kulminacji wezbrań na cieku głównym i jego dopływach) Uwaga: Przebieg granic stref zagroŝenia odpowiada sytuacji bardziej niekorzystnej, niŝ ma to zwykle miejsce. Rzeczywiste wezbrania mają bowiem określoną objętość, a przepływ maksymalny w danym przekroju poprzecznym trwa stosunkowo krótko w porównaniu z czasem trwania przejścia fali przez ten przekrój. W kategoriach hydraulicznych przebieg wezbrania to ruch nieustalony. Przyjęte załoŝenie odpowiada sytuacji nieskończenie długo trwającego przepływu o danej wartości (ruchu ustalony). Granica strefy zagroŝenia odpowiada więc obwiedni maksymalnych wartości przepływów o określonym prawdopodobieństwie przewyŝszenia w danym systemie rzecznym.

13 4. Rodzaje stref zagroŝenia powodziowego Definicja (zgodna z Ustawą Prawo wodne): Uwaga: Strefa zagroŝenia powodziowego w rejonie rzeki nieobwałowanej jest to obszar zalewu terenów przybrzeŝnych, wywołany wysokim przepływem prawdopodobnym. Za podstawową (maksymalną) granicę strefy zagroŝenia powodziowego dla rzek przyjmuje się zasięg tzw. zalewu stuletniego, określanego dla przepływu wysokiego o prawdopodobieństwie przewyŝszenia p = 1%. Ten zasięg zalewu obejmuje obszary występowania wód powierzchniowych, takŝe stojących oraz obszary intensywnego przepływu (teren zalewowy, koryto wielkiej wody - trasa powodzi)

14 4. Rodzaje stref zagroŝenia powodziowego - cd Obszar zalewu dla wody 100 letniej Teren zalewowy retencjonujący wodę Tereny zalewowe Trasa powodzi Tereny zalewowe Granice koryta wielkiej wody Schemat strefy zalewu powodziowego Rzeka Schemat wyłączenia koryta wielkiej wody z obszaru zalewowego retencjonującego wodę

15 4. Rodzaje stref zagroŝenia powodziowego - cd Zasięg strefy A1 A0 Zasięg strefy A10 A0 Zw. wody dla Q 1% Szerokość strefy ASW (Lewa strona rzeki) Koryto główne Szerokość strefy ASW (Prawa strona rzeki) STREFA A1 (podstawowa) - określona jest przez granicę zalewu dla przepływu maksymalnego o prawdopodobieństwie przewyŝszenia 1%. STREFA A0 - część strefy A1 o najniŝszym poziomie zagroŝenia: głębokość wody nie przekracza 0.5 m, prędkość przepływu jest znikoma. STREFA A10 - część strefy A1 o najwyŝszym poziomie zagroŝenia powodziowego.

16 4. Rodzaje stref zagroŝenia powodziowego - cd Definicja strefy A10: 1) Obszar zasięgu zalewu odpowiadający przepływowi wysokiemu o prawdopodobieństwie przekroczenia p = 10%; 2) Strefa, w której ruch wody charakteryzuje się następującymi parametrami: - głębokość wody h 0.5 m, - głębokość wody i średnia prędkość przepływu, spełniające warunki: h > 0 [m] i v > 2.0 [m/s] h ( ) [m] i v 2.0 [m/s]

17 4. Rodzaje stref zagroŝenia powodziowego - cd

18 4. Rodzaje stref zagroŝenia powodziowego - cd

19 4. Rodzaje stref zagroŝenia powodziowego - cd Zasięg strefy A1 A0 Zasięg strefy A10 A0 Zw. wody dla Q 1% Szerokość strefy ASW (Lewa strona rzeki) Koryto główne Szerokość strefy ASW (Prawa strona rzeki) STREFA ASW - strefa średniego i wysokiego zagroŝenia powodziowego - definicja a) głębokość zalewu h: duŝa: h > 1.0 [m] średnia: h od 0.5 do 1.0 [m] mała: h < 0.5 [m] średnia lokalna prędkość przepływu v: duŝa: v > 1.0 [m/s] średnia: v od 0.5 do 1.0 [m/s] mała: v < 0.5 [m/s] b) wyznaczenie pomocniczej granicy: zasięg zalewu dla przepływu wysokiego o prawdopodobieństwie wystąpienia Q2% - Q5%

20 5. Szczególne przypadki stref zagroŝenia powodziowego a) obszary przybrzeŝne rzek obwałowanych, b) obszary intensywnego spływu powierzchniowego w rejonach o duŝych deniwelacjach terenu, c) obszary zagroŝone skutkami awarii zapór przyzbiornikowych, d) obszary podtopień

21 5. Szczególne przypadki stref zagroŝenia powodziowego - cd Ad a) Strefa zagroŝenia powodziowego w obszarach przybrzeŝnych rzek obwałowanych Przypadki: lokalny niedobór wysokości obwałowań (czasem na nieznacznej długości 10 do 20 m), zbyt mała wysokość obwałowań na długościach całych sekcji wałów (najczęściej między dopływami), niedobór wysokości obwałowań wynikający z braku konserwacji międzywala zły stan techniczny obwałowań (przesiąki wody na zawale a potem rozmycie wału)

22 5. Szczególne przypadki stref zagroŝenia powodziowego - cd Ad a) Strefa zagroŝenia powodziowego w obszarach przybrzeŝnych rzek obwałowanych - cd ZałoŜenia do określenia stref zagroŝenia powodziowego w obszarze przybrzeŝnym rzek obwałowanych: 1. Koryto wielkiej wody (trasę powodzi) określa linia obwałowań; przepustowość tego koryta wynika z wysokości obwałowań (moŝe być zmienna na długości). 2. Niedobór wysokości obwałowania oceniany jest dla przepływu miarodajnego i kontrolnego dla danej klasy obwałowania (Rozporządzenie Ministra OŚZNiL z dnia 20 grudnia 1996 roku w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać obiekty budowlane gospodarki wodnej i ich usytuowanie obecnie z 2007 roku). 3. Zasięg zalewu wynikający z niedostatecznej wysokości obwałowania określany jest dla danego przepływu miarodajnego i kontrolnego przy załoŝeniu, Ŝe poziom wody po przelaniu przez wał (lub/i po jego zniszczeniu) osiąga na zawalu odpowiednią wartość. Przypadek ten obejmuje następujące sytuacje: lokalną, związaną z niewielką długością niedoboru wysokości obwałowania, występującą na długości całej sekcji wału. 4. W przypadku wałów spełniających swe zadania ochronne dla przepływu miarodajnego i kontrolnego, strefę potencjalnego zalewu (na skutek nieprzewidzianej awarii) dla przepływu Q1% określa się jak dla rzeki nieobwałowanej

23 5. Szczególne przypadki stref zagroŝenia powodziowego - cd Ad b) Strefa zagroŝenia powodziowego w obszarach intensywnego spływ wód opadowych w rejonach o duŝych deniwelacjach terenu ZałoŜenia: natęŝenie przepływu wysokiego Q10% jako wartość miarodajna wstępna, korekta wartości przepływu miarodajnego dla strefy zagroŝenia na podstawie szczegółowej analizy wyników obliczeń opartych na załoŝeniu wstępnym, a takŝe dyskusji środowiskowej i konfrontacji z warunkami lokalnymi; skorygowany przepływ miarodajny będzie zawarty pomiędzy wartościami Q10% i Q1%, odpowiednio do warunków lokalnych.

24 5. Szczególne przypadki stref zagroŝenia powodziowego - cd Ad c) Strefa zagroŝenia skutkami awarii zapór Problem zasięgu zalewu regulują w tym przypadku odrębne przepisy. Dotyczą one bezpieczeństwa budowli i określenia skutków ich awarii. W szczególności obejmują one określenie rodzaju awarii, czyli: rozległości uszkodzenia części betonowej budowli lub rozległości rozmycia części ziemnej, a w konsekwencji parametrów transformacji fali powodziowej, wywołanej wypływem wody ze zbiornika retencyjnego. Zasięg strefy zalewu poniŝej budowli jest określany na podstawie obwiedni maksymalnych stanów wody wypływającej ze zbiornika. Wynik symulacji tego typu strefy naleŝy nanieść na podkład geodezyjny, wyodrębniając specjalnym oznaczeniem szczególny charakter zalewu.

25 5. Szczególne przypadki stref zagroŝenia powodziowego - cd Ad d) Określenie stref zagroŝenia powodziowego w obszarach podtopień oraz retencjonowanie wody na obrzeŝach rzek i potoków Lokalne podtopienia, wynikłe z nieszczelnych zabezpieczeń przed powodzią, w tym obwałowań, identyfikuje się na podstawie danych historycznych z ostatniej duŝej powodzi. W przypadkach udokumentowanych i zweryfikowanych w terenie naleŝy nanieść na mapie odpowiadający im zasięg zalania i odpowiednio go oznaczyć.