Elektroniczne systemy monitorowania, prognozowania i ostrzegania przed powodziami

Podobne dokumenty
Projekt Kompleksowe zabezpieczenie przeciwpowodziowe Żuław Etap I Miasto Elbląg

Wyznaczanie obszarów zagrożonych powodzią - realizacja założeń Dyrektywy Powodziowej w ramach projektu ISOK. Monika Mykita

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

Monika Ciak-Ozimek. Mapy zagrożenia powodziowego i mapy ryzyka powodziowego stan obecny i wdrażanie

Identyfikacja zagrożeń powodziowych w obszarze pilotowym projektu MOMENT, zgodnie w wymogami Dyrektywy Powodziowej

Mapy zagrożenia powodziowego od strony morza

System monitoringu ryzyka powodziowego jako element nowoczesnego zarządzania ryzykiem powodziowym

Dane wejściowe do opracowania map zagrożenia powodziowego i map ryzyka powodziowego

dr hab. inż. Andrzej Tiukało, prof. IMGW-PIB Ogrodzieniec, marca 2017 r.

Wprowadzenie do opracowania map zagrożenia i ryzyka powodziowego

Obliczenia hydrauliczne, modelowanie zlewni. Opracowanie, wdrożenie i utrzymanie modeli hydrodynamicznych

Dr Michał Tanaś(

Mapy zagrożenia powodziowego oraz mapy ryzyka powodziowego w polskiej części dorzecza Odry

Dlaczego rozbudowany system monitoringu hydrologicznego i ostrzegania o zagrożeniu to większe bezpieczeństwo przeciwpowodziowe?

Gdański system monitoringu hydrologicznego

Wdrażanie Dyrektywy Powodziowej w POLSCE wpływ na planowanie i zagospodarowanie przestrzenne. 31 lipca 2013 r.

Zintegrowana strategia zrównoważonego zarządzania wodami w zlewni

WPROWADZENIE Zarządzanie ryzykiem powodziowym

INTELIGENTNE ŁAGODZENIE KLIMATU W SKALI DUŻEGO MIASTA

dr Adam Hamerla Główny Instytut Górnictwa tel.:

Główne założenia metodyk dotyczących opracowania map zagrożenia powodziowego

Głównym celem tych aktów prawnych jest ograniczenie poziomu ryzyka powodziowego na obszarze dorzecza Wisły, przez podjęcie działań technicznych i

Monitor ujęć wód, jako narzędzie

PRZYGOTOWANIE DANYCH HYDROLOGICZNYCH W ZAKRESIE NIEZBĘDNYM DO MODELOWANIA HYDRAULICZNEGO

Dane pomiarowo-obserwacyjne pozyskiwane z sieci stacji hydrologicznych i meteorologicznych państwowej służby hydrologicznometeorologicznej

Prewencja powodziowa w ramach planów w zagospodarowania przestrzennego z punktu widzenia Województwa Lubuskiego. Poczdam, dnia r.

Ryzyko Powodziowe i strategia ograniczania skutków powodzi

PROGNOZY METEOROLOGICZNE NA POTRZEBY OSŁONY HYDROLOGICZNEJ. Teresa Zawiślak Operacyjny Szef Meteorologicznej Osłony Kraju w IMGW-PIB

Mapa Podziału Hydrograficznego Polski w skali 1:10 000

dr Adam Hamerla Główny Instytut Górnictwa tel.:

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Zintegrowana strategia zrównoważonego zarządzania wodami w zlewni

Moduł meteorologiczny w serwisie CRIS

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

PLANY ZARZĄDZANIA RYZYKIEM POWODZIOWYM DLA OBSZARÓW DORZECZY I REGIONÓW WODNYCH

Planowanie strategiczne w gospodarce wodnej Prof. dr hab. inż. Jerzy Zwoździak

Plany Zarządzania Ryzykiem Powodziowym cele i działania. Wydział Zarządzania Przeciwpowodziowego

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Plany zarządzania ryzykiem powodziowym

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Zintegrowana Platforma Zarządzania Ryzykiem Powodzi dla Metropolii Trójmiasta na obszarze trzech zlewni: Martwej Wisły, Redy

Klęski żywiołowe i katastrofy związane z wodą

Metodyka opracowania Planów Zarządzania Ryzykiem Powodziowym

Narzędzia do monitoringu oraz prognozowania pracy systemu kanalizacji ogólnospławnej - Demonstracja w mieście Gliwice. Prepared enabling change 1

Hydrologia Tom II - A. Byczkowski

UCHWAŁA Nr VII/61/2015 RADY MIASTA PRUSZCZ GDAŃSKI. z dnia 12 maja 2015 r.

OCHRONA PRZECIWPOWODZIOWA W WOJEWÓDZTWACH MAŁOPOLSKIM I ŚWIĘTOKRZYSKIM

Biuro Prasowe IMGW-PIB :

BYDGOSKI PROJEKT MODERNIZACJI SYSTEMU ODWODNIENIA I DOSTOSOWANIA GO DO RETENCJI I ZAGOSPODAROWANIA WÓD OPADOWYCH

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Informatyczny System Osłony Kraju (ISOK) Prezentacja projektu. Warszawa, 24 czerwca 2014 r.


TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Wstępne warianty modernizacji Odry do IV klasy żeglowności wyniki modelowania. Odra swobodnie płynąca od Brzegu Dolnego do ujścia Nysy Łużyckiej

Dynamika Zlewni (Rzecznej)

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Mapy zagrożenia powodziowego i mapy ryzyka powodziowego

Geneza Programu. Region Wodny. Stan prac nad Programem Bezpieczeństwa Powodziowego w Regionie Wodnym Środkowej Wisły. Warszawa, r.

Plan Zarządzania Ryzykiem Powodziowym Regionu Wodnego Dolnej Wisły

Ewelina Henek, Agnieszka Wypych, Zbigniew Ustrnul. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy (IMGW-PIB)

Ważność: od godz. 19:30 dnia do godz. 19:30 dnia

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

P r o g ra m Ż u ł a w s k i I I e t a p

Plany zarządzania ryzykiem powodziowym w Polsce

Wyznaczenie stref zagrożenia powodziowego na terenach otaczających zbiornik Kolbudy II. ENERGA Elektrownie Straszyn sp. z o.o.

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Najlepsze polskie projekty Adaptacja do zmian klimatu RadomKlima, Miasto Radom

OCHRONA PRZED POWODZIĄ. - kilka uwag. Waldemar Mioduszewski Instytut Technologiczno- Przyrodniczy Zakład Zasobów Wodnych

Metody weryfikacji danych hydrologicznych W Państwowej Służbie Hydrologiczno- Meteorologicznej

Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych w Katowicach

Wyznaczenie obszarów bezpośredniego zagroŝenia powodzią w zlewni Raby, jako integralnego elementu studium ochrony przeciwpowodziowej

CELE I ELEMENTY PLANU GOSPODAROWANIA WODĄ W LASACH. Edward Pierzgalski Zakład Ekologii Lasu

monografia powodzi maj czerwiec 2010

KARTA MODUŁU PRZEDMIOTU

Agnieszka Boroń, Magdalena Kwiecień, Tomasz Walczykiewicz, Łukasz Woźniak IMGW-PIB Oddział w Krakowie. Kraków, r.

TWORZENIE PRZESTRZENNYCH BAZ DANYCH W RAMACH REGIONALNEGO SYSTEMU INFORMACJI PRZESTRZENNEJ WOJEWÓDZTWA ŁÓDZKIEGO (RSIP WŁ) Łódź,

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Studia stacjonarne II stopnia (2-letnie magisterskie) Specjalność Hydrologia, meteorologia i klimatologia (HMK)

KARTA MODUŁU PRZEDMIOTU

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Zakład Geotechniki i Budownictwa Drogowego. WYDZIAŁ GEODEZJI, INŻYNIERII PRZESTRZENNEJ I BUDOWNICTWA Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

Elżbieta Nachlik. Marco Hartman HKV Consultants

ORGANIZACJA SYSTEMU ZARZĄDZANIA KRYZYSOWEGO

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Konferencja Ochrona i zarządzanie ryzykiem powodziowym na Żuławach. Gdańsk, r. Halina Czarnecka Piotr Kowalski

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Wykorzystanie modeli symulacyjnych do planowania modernizacji kanalizacji deszczowej w Bydgoszczy. Marcin Skotnicki Paweł Kwiecień

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Monitorowanie zagrożenia na przykładzie mapy ujęć wód powierzchniowych i podziemnych na obszarach narażonych na niebezpieczeństwo powodzi

"poznajmy się moŝe moŝemy zrobić coś wspólnie".

TYGODNIOWY BIULETYN HYDROLOGICZNY

Planowanie strategiczne w gospodarce wodnej

Transkrypt:

Elektroniczne systemy monitorowania, prognozowania i ostrzegania przed powodziami Karol Witkowski, Urszula Sadowska, DHI Polska Sp. z o.o. Streszczenie: Informowanie o zagrożeniu powodzią jest jednym z najważniejszych elementów zarządzania ryzykiem powodziowym. Ostrzeganie przed powodzią jest możliwe dzięki bieżącemu monitorowaniu cieków i prognozowaniu stanu wód. Elektroniczne systemy ostrzegania powodziowego, realizowane przez DHI Polska, automatyzują analizy hydrologiczne, pozwalając zaoszczędzić czas i środki oraz wygenerować informacje, mogące ochronić ludzi przed zagrożeniem. Dotychczas na terenie Polski zrealizowano dwa systemy. Pierwszy - Elektroniczny System Ostrzegania Powodziowego przygotowany został dla powiatu tarnowskiego (woj. małopolskie), leżącego na Pogórzu Środkowobeskidzkim. Drugi - Lokalny System Monitorowania i Wspomagania Reagowania na Zagrożenie Powodziowe wykonano dla miasta Elbląg (woj. warmińsko-mazurskie), położonego na Żuławach Wiślanych i Wysoczyźnie Elbląskiej. System prognozowania powodzi działa autonomicznie i bezobsługowo w oparciu o cztery elementy: trójwymiarowy model terenu, sieć monitoringową, prognozę pogody i modelowanie przepływu. Wynikiem symulacji jest 48- godzinna prognoza hydrologiczna, która w formie ostrzeżenia może być rozpowszechniana przez system. Dane pomiarowe dotyczące poziomu wody w ciekach dostarczane są przez sieć autonomicznych telemetrycznych stacji pomiarowych. System elbląski zasilany jest dodatkowo danymi z wiatromierzy oraz prognozami poziomu wody Zalewu Wiślanego. W systemach wykorzystane zostały modele hydrodynamiczne: jednowymiarowy model hydrauliczny MIKE 11 rzek, strumieni i rowów, model hybrydowy 1D-2D MIKE FLOOD, model dwuwymiarowy spływu powierzchniowego MIKE 21. System posiada dwa interfejsy użytkownika: moduł Operatora Real-Time oraz portal publiczny. Operator może przełączać wyświetlane warstwy, zmieniać ustawienia symulacji, definiować progi działań alarmowych oraz sterować komunikatami w portalu publicznym. Użytkownik publiczny ma możliwość wyświetlania obszaru dotkniętego zalaniem, analizy scenariuszy powodziowych, prognozy opadu i temperatury z wyprzedzeniem 48 godzin oraz aktualnego stanu wody w punktach pomiarowych. Tak skonfigurowany system ostrzegania usprawnia prace służb ratunkowych oraz umożliwia mieszkańcom samodzielne kontrolowanie sytuacji hydrologicznych. Słowa kluczowe: powódź, monitoring, prognozowanie, ostrzeganie, systemy elektroniczne WPROWADZENIE Zgodnie z zapisami projektu nowego Prawa wodnego (2016), jak i obowiązującej treści ustawy Prawo wodne (Dz. U. 2015 poz. 469) powódź to (...) czasowe pokrycie przez wodę terenu, który w normalnych warunkach nie jest pokryty wodą, w szczególności wywołane przez wezbranie wody w ciekach naturalnych, zbiornikach wodnych, kanałach oraz od strony morza, (...). Większość definicji zakłada, że powódź zawsze powoduje straty

gospodarcze i/lub społeczne [Bajkiewicz-Grabowska, Mikulski 1996]. Przyczyny wezbrań, determinujące rodzaj i charakter powodzi oraz dynamikę zagrożeń, zostały szeroko omówione, zarówno w literaturze naukowej, jak i technicznej [m.in. Chełmicki i in. 1998-1999, Dynowska i Maciejewski 1991, Grela i in. 1997, Jokiel 2007, Lorenz 2012]. Ze społeczno-gospodarczego punktu widzenia ważniejsza od definicji i klasyfikacji zjawiska powodzi jest ochrona przed nią. Wały i zbiorniki retencyjne oraz szereg innych technicznych zabezpieczeń nie są już wystarczające, aby skutecznie ochronić ludzi przed zagrożeniem. Polityka kreowana przez Unię Europejską, przygotowywane przez Komisję Europejską poradniki i wytyczne, jak również same zapisy dyrektyw, jednoznacznie wskazują na potrzebę zwiększenia naturalnych metod retencji w obliczu zagrożenia powodziowego, racjonalne planowanie przestrzenne oraz wykorzystanie nietechnicznych środków ochrony przeciwpowodziowej. Kluczową rolę w tym zakresie pełni dyrektywa 2007/60/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 października 2007 r. w sprawie oceny ryzyka powodziowego i zarządzania nim, potocznie zwana Dyrektywą Powodziową. W opracowywanych przez wszystkie kraje członkowskie planach zarządzania ryzykiem powodziowym (PZRP) znajdują się kompleksowe zestawy działań służących minimalizowaniu ryzyka powodziowego. Zgodnie z art. 7 Dyrektywy plany powinny obejmować wszystkie aspekty zarządzania ryzykiem powodziowym, kładąc szczególny nacisk na zapobieganie, ochronę i stan należytego przygotowania, w tym prognozowanie powodzi i systemy wczesnego ostrzegania, a także uwzględniając cechy danego dorzecza lub zlewni. W Polsce PZRP dla obszarów dorzeczy Wisły, Odry i Pregoły zostały przyjęte w formie rozporządzeń Rady Ministrów z dnia 18 października 2016 r. W dokumentach tych widnieją również propozycje działań, mających na celu budowę lokalnych systemów prognozowania i ostrzegania przed powodzią. Ochrona przed powodzią jest niezwykle złożonym zadaniem, z tego też względu kompetencje ustawowe spoczywają na jednostkach każdego szczebla samorządowego oraz wielu organach administracji rządowej. Niewątpliwym wsparciem dla organów odpowiedzialnych za zarządzanie gospodarką wodną oraz ochronę przed powodzią są służby zarządzania kryzysowego. W Polsce kwestie te reguluje ustawa z dnia 26 kwietnia 2007 r. o zarządzaniu kryzysowym (Dz. U. 2013 poz. 1166). Zgodnie z ustawą, również zarządzanie kryzysowe swoim zasięgiem obejmuje działalność wielu podmiotów, m.in.: prywatnych, państwowych: władz rządowych i samorządowych oraz jednostek badawczych. Kluczową kwestię w zarządzaniu sytuacją kryzysową odgrywa współdziałanie i wczesne informowanie. Należy także pamiętać, iż zarządzanie kryzysowe nie jest działaniem jedynie doraźnym, a permanentnym monitorowaniem sytuacji na administrowanym przez daną jednostkę terenie. W obliczu zmieniającego się klimatu, służby odpowiedzialne za zapewnienie bezpieczeństwa, muszą być wyposażone w narzędzia pozwalające przewidywać zjawiska ekstremalne.

Instytucją odpowiedzialną za prowadzenie monitoringu i prognozowanie stanu wód oraz ostrzeganie przed zagrożeniem w skali kraju jest Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej. Prowadzona w IMGW-PIB Państwowa Służba Hydrologiczno-Meteorologiczna (PSHM) w sposób ciągły zapewnia organom Państwa, społeczeństwu i gospodarce narodowej bieżące informacje o stanie atmosfery i hydrosfery, prognozy i ostrzeżenia, w sytuacjach normalnych, jak i w stanie zagrożeń. [http://imgw.pl]. Zgodnie z art. 103 pkt 4 i 5 ustawy Prawo wodne IMGW opracowuje i przekazuje organom administracji publicznej prognozy hydrologiczne oraz ostrzeżenia przed niebezpiecznymi zjawiskami zachodzącymi w hydrosferze. Zapisy ustawy nie uniemożliwiają jednak innym organom rządowym i administracyjnym prowadzenia własnej działalności w tym zakresie, co jest szczególnie istotne w obliczu ilości i lokalizacji istniejących stacji meteorologicznych i wodowskazowych w skali kraju. Niezależnie od centralnego systemu osłony hydrologicznej kraju, niektóre jednostki samorządu terytorialnego prowadzą monitoring stanu wody, który stanowi realne wsparcie w podejmowaniu decyzji przez lokalne zespoły zarządzania kryzysowego. Na obszarze Polski południowej niezależne od IMGW systemy pomiarowe działają m.in. w powiecie przeworskim i gminie Łańcut. Systemy monitorujące są jednak niewystarczające do pełnego zarządzania ryzykiem powodziowym, dlatego niektóre samorządy dążą do wdrożenia systemów monitorującoprognozujących, dodatkowo wyposażonych w moduł ostrzegający. Dotychczas na obszarze Polski wdrożono dwa systemy monitorowania, prognozowania i ostrzegania przed powodzią. Pierwszy system działa od 2014 roku w powiecie tarnowskim, drugi od 2015 roku w mieście Elbląg. Systemy te zostały zaprojektowane i skonstruowane przez firmę DHI Polska Sp. z o.o., która jest częścią Grupy DHI, z główną siedzibą w Kopenhadze. Przedsiębiorstwo, posiadając globalny zasięg, jest jednym z głównych producentów oprogramowania do modelowania procesów i zjawisk w gospodarce wodnej. Oddziały DHI uruchomiły wiele systemów prognozowania powodzi w różnych zakątkach świata, m.in. dla: największych rzek Słowenii, zlewni rzeki Menam w Tajlandii, włoskiego Padu i Ticino [http://www.dhigroup.com]. ELEKTRONICZNE SYSTEMY MONITOROWANIA, PROGNOZOWANIA I OSTRZEGANIA PRZED POWODZIAMI Systemy wdrożone przez DHI na obszarze powiatu tarnowskiego i miasta Elbląg, odpowiadają w pełni na potrzeby tych jednostek, związane z prognozowanie zjawisk hydrologicznych. Dla rzeki Białej, na terenie powiatu tarnowskiego (woj. małopolskie), zrealizowano Elektroniczny System Ostrzegania Powodziowego (ESOP). Powiat ten zajmuje część Pogórza Środkowobeskidzkiego, pogranicze Pogórza Rożnowskiego i Ciężkowickiego dno doliny Białej. Region ten nawiedzany był w przeszłości przez wielkie powodzie powodowane długotrwałymi deszczami (tzw. deszcze rozlewne). W badaniach nad

powodziami błyskawicznymi zlewnię Białej zdefiniowano jako jeden z obszarów Polski, gdzie tzw. flash floods występują najczęściej [Ostrowski i in. 2012]. Na obszarze miasta Elbląg (woj. warmińsko-mazurskie) zbudowano Lokalny System Monitorowania i Wspomagania Reagowania na Zagrożenie Powodziowe. Miasto znajduje się w zlewni rzeki Elbląg na obszarze Żuław Wiślanych oraz Wysoczyzny Elbląskiej. Mikroregion zagrożony jest przez powodzie wywoływane deszczami rozlewnymi, jak i nawalnymi. Na zurbanizowanych skłonach Wysoczyzny Elbląskiej odbywa się bardzo szybka transformacja opad-odpływ, przez co w Elblągu występują miejskie powodzie błyskawiczne. Dodatkowo mikroregion zagrożony jest przez powodzie od strony morza. Północno-zachodnie wiatry powodują piętrzenie wód Elbląga w odcinku ujściowym i utrudniają odpływ z całej sieci hydrograficznej. MONITORING Podstawą działania każdego systemu prognozującego zjawiska meteorologiczne lub hydrologiczne jest monitoring. Projekty zrealizowane w Elblągu i powiecie tarnowskim zostały oparte o własną sieć wodowskazów i deszczomierzy. Możliwe jest również wykorzystanie istniejących czujników i włączenie ich do systemu. System monitorujący parametry hydrologiczne i meteorologiczne służy do rejestracji i przekazywania danych na serwer przez moduł GSM/GPRS, które dobierane są w zależności od lokalnych potrzeb. Parametry, które mogą być monitorowane to: poziom i prędkość wody, opad atmosferyczny oraz kierunek i prędkość wiatru. System jest autonomiczny, każda stacja pomiarowa działa niezależnie, również przy braku zewnętrznego zasilania, dzięki zainstalowanemu akumulatorowi oraz panelowi słonecznemu. Czujniki są zamontowane na konstrukcjach mostów lub na wysokich masztach, które stanowią zabezpieczenie przed aktami wandalizmu. Każda stacja monitorująca wyposażona jest w rejestrator danych, który kontroluje pracę czujników oraz udostępnia dane pomiarowe przez interfejs komunikacyjny. W zależności od potrzeb stacje wyposażane są w: 1. Deszczomierz wagowy do pomiaru wszystkich rodzajów opadów atmosferycznych 2. Radarowy czujnik poziomu wody 3. Sondę ciśnieniową do hydrostatycznego pomiaru poziomu oraz temperatury wody 4. Akustyczny czujnik prędkości wody 5. Ultrasoniczny czujnik prędkości i kierunku wiatru W skład Lokalnego Systemu Monitorowania i Wspomagania Reagowania na Zagrożenie Powodziowe, w Elblągu, wchodzą m.in. dwie stacje monitorujące o oznaczeniach: ATSH05 (znajdująca się na nabrzeżu Jeziora Goplenica, skąd wypływa Kumiela; fot. 1A) oraz ATSH10 (zainstalowana u ujścia rzeki Elbląg do Zatoki Elbląskiej; fot.1b). Stacja ATSH05 osadzona jest na maszcie stalowym o wysokości 3m, zakotwiczonym w betonowym nabrzeżu.

W stacji zainstalowano deszczomierz wagowy, radarowy czujnik poziomu wody oraz ciśnieniowy czujnik poziomu wody. Stacja ATSH10 zamontowana jest na teleskopowym maszcie o wysokości maksymalnej 8 m, który przytwierdzony jest do istniejącej konstrukcji nadajnika. Na szczycie masztu znajduje się czujnik prędkości i kierunku wiatru. Radarowy czujnik poziomu wody oraz ciśnieniowy czujnik poziomu wody zainstalowano na barierce pomostu. Fot. 1. Stacje monitorujące ATSH05 (A) i ATSH10 (B); materiały własne. PROGNOZA Wszystkie dane zbierane przez elektroniczny system monitorowania, prognozowania i ostrzegania przed powodzią są przetwarzane w aplikacji Mike Operations, z poziomu której zarządza się symulacjami komputerowymi oraz ich wynikami i generowanymi w oparciu o nie komunikatami. Do prognozowania przepływu w korycie, niezbędne jest stworzenie wizualizacji koryta, która jak najpełniej będzie oddawała rzeczywiste warunki fizycznogeograficzne cieku. Ze względu na długość modelowanych cieków zwykle stosuje się model jednowymiarowy koryta, który zbudowany jest na podstawie przekrojów korytowych, pochodzących z pomiarów geodezyjnych. Dla obszarów miast dodatkowo wykorzystuje się numeryczny

model terenu, generowany z danych LIDAR. To podejście umożliwia oprócz modelowania przepływu w korycie również symulowanie spływu powierzchniowego oraz wylewu wód wezbraniowych poza terasy zalewowe. Aplikacja Mike Operations w module prognozowania sytuacji hydrologicznej działa w oparciu o symulacje hydrodynamiczne, opracowane i zweryfikowane na podstawie danych historycznych. W procesie prognozowania powodzi dane wejściowe do opracowanych wcześniej symulacji hydrodynamicznych, porównywane są z prognozowaną sytuacją meteorologiczną oraz z danymi pomiarowymi pochodzącymi z własnej sieci systemu (Ryc. 1). Model opad-odpływ Symulacje hydrodynamiczne Flood Forecasting Ryc. 1. Schemat działania symulacji w czasie rzeczywistym. Moduł prognozujący wykorzystuje numeryczną prognozę pogody tworzoną przez Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego [ICM, http://.meteo.pl]. Mike Operations wykorzystuje prognozę 48-godzinną, generowaną dla siatki obliczeniowej o interwale 4 km. Prognoza pogody stanowi podstawę obliczeń w modelu opad-odpływ, który pozwala na wygenerowanie odpływu ze zlewni, uzależnionego od wielkości i intensywności opadu. Odpływ ten następnie włączany jest do przepływu w korycie modelowanego cieku, co pozwala na zasymulowanie wielkości przepływu w konkretnych punktach pomiarowych, a w dalszej kolejności na porównanie warunków prognozowanych z symulacjami hydrodynamicznymi. Wynikiem przeprowadzonej symulacji w czasie rzeczywistym jest osiem, następujących po sobie w 6-godzinnych krokach czasowych, prognoz hydrologicznych dla modelowanych cieków. W efekcie na podstawie 48-godzinnej prognozy pogody otrzymujemy 48-godzinną prognozę stanu wody. W module prognozującym wykorzystywane są trzy rodzaje symulacji: 1. Model hydrauliczny 1D (jednowymiarowy) opracowywany dla rzek, strumieni i rowów melioracyjnych, pozwalający na określenie zagrożenia powodziowego. Model przygotowywany jest w programie MIKE 11.

2. Model hybrydowy 1D-2D (jednowymiarowy-dwuwymiarowy) wykorzystujący wyniki modelowania kanalizacji deszczowej (w programie MIKE URBAN), pozwalający na określenie zagrożenia powodziowego poza korytami. Model przygotowywany jest w programie MIKE FLOOD. 3. Model 2D (dwuwymiarowy) spływu powierzchniowego. Model przygotowywany w programie MIKE 21. Podstawowym wynikiem symulacji hydrodynamicznych jest seria czasowa ukazująca w krokach czasowych zmianę stanu wody oraz przepływu w cieku lub kanalizacji deszczowej. Oprogramowanie MIKE umożliwia kilka sposobów prezentacji wyników symulacji, z których najpopularniejszym są mapy zalewowe. W zależności od posiadanego podkładu kartograficznego, strefy zalewowy mogą być nakładane na ortofotomapy, mapy topograficzne, administracyjne, itd. (Fot. 2). Na mapach zalewowych uwzględniono informację o głębokości wody w strefie zalewowej, dla określonego prawdopodobieństwa wystąpienia powodzi oraz informację o przejezdności mostów, wyrażoną w trzech kategoriach określających swobodę przepływu wody pod konstrukcją (Fot. 3). Fot. 2. Fragment mapy zalewowej, w której dane dotyczące wezbrania naniesiono na ortofotomapę; http://esop.tarnow.pl

Fot. 3. Fragment legendy mapy zalewowej; http://esop.tarnow.pl OSTRZEGANIE Wyniki symulacji generowanych przez elektroniczne systemy ostrzegania powodziowego są publikowane w internetowym portalu publicznym, przez co dostęp do nich jest nieograniczony. Systemy nieprzerwanie monitorują sytuację hydrometeorologiczną, również w okresie, gdy nie występuje zagrożenie powodziowe (Fot. 4). Wówczas w portalu można zapoznać się z prognozą meteorologiczną, publikowaną dla punktów węzłowych siatki o rozpiętości komórki 4 km. Oprócz prognozy opadu i temperatury użytkownikom udostępniany jest podgląd stanu wody w punktach sieci monitorującej oraz mapy stref zalewowych. Dla monitorowanego obszaru dostępne są mapy dla 8 scenariuszy powodziowych, o prawdopodobieństwie wystąpienia powodzi: 1. 50% - prawdopodobieństwo wystąpienia powodzi średnio 1 raz na 2 lata, 2. 20% - prawdopodobieństwo wystąpienia powodzi średnio 1 raz na 5 lat, 3. 10% - prawdopodobieństwo wystąpienia powodzi średnio 1 raz na 10 lat, 4. 5% - prawdopodobieństwo wystąpienia powodzi średnio 1 raz na 20 lat, 5. 2% - prawdopodobieństwo wystąpienia powodzi średnio 1 raz na 50 lat, 6. 1% - prawdopodobieństwo wystąpienia powodzi średnio 1 raz na 100 lat, 7. 0,5% - prawdopodobieństwo wystąpienia powodzi średnio 1 raz na 200 lat, 8. 0,2% - prawdopodobieństwo wystąpienia powodzi średnio 1 raz na 500 lat. Użytkownik portalu publicznego może zapoznać się z mapami poprzez podgląd w wyszukiwarce internetowej lub pobrać pliki.pdf na swój komputer. W okresie, gdy nie występuje zagrożenie hydrometeorologiczne, ruchomy baner w portalu internetowym informuje o braku zagrożeń

powodziowych, a siatka kwadratów prezentująca zestaw dostępnych arkuszy map zalewowych jest bezbarwna. Fot. 4. Widok portalu publicznego Lokalnego Systemu Monitorowania i Wspomagania Reagowania na Zagrożenie Powodziowe w Elblągu; http://elblag.eu Informowanie o zaprognozowanym zagrożeniu powodziowym, może być prowadzone automatycznie lub podlegać decyzji operatora. Zautomatyzowanie ostrzegania w aplikacji Mike Operations spowoduje, że w chwili wykrycia zagrożenia stosowna informacja natychmiast pojawi się w portalu publicznym, a ruchomy baner zostanie podświetlony kolorem czerwonym (Fot. 5). Kolejną zmianą w widoku portalu w sytuacji wykrycia zagrożenia jest zmiana koloru kwadratów siatki map zalewowych, w których prognozowane jest zagrożenie. Użytkownik po otwarciu wybranego obszaru nie ma już możliwości podglądu map 8 prawdopodobieństw wystąpienia powodzi, gdyż w ich miejscu publikowane jest 8 map zalewowych prezentujących prognozę hydrologiczną w 6-godzinnym kroku czasowym. Fot. 5. Widok portalu publicznego Elektronicznego Systemu Ostrzegania Powodziowego dla Białej Tarnowskiej; http://esop.tarnow.pl Użytkownicy systemów ostrzegania powodziowego mogą samodzielnie korzystać z publikowanych informacji lub zapisać się do listy, która definiowana jest w panelu operatora Mike Operations. Operator systemu ma

możliwość utworzenia listy kontaktowej osób, które w chwili wykrycia zagrożenia zostaną o tym poinformowane poprzez wiadomość SMS lub e- mail. Panel operatora pozwala ponadto na definiowanie poziomów alarmowania oraz na bieżące modyfikowanie prezentowanych w systemie treści. Dodatkowe funkcjonalności systemu dostępne są przez aplikację przeznaczoną na urządzenia mobilne, która oprócz funkcji ostrzegania, pozwala również na prowadzenie inspekcji zniszczeń oraz bieżące raportowanie sytuacji w terenie. Dostęp do aplikacji może być otwarty lub zamknięty, w zależności od potrzeby wykorzystania funkcji. Wersja demonstracyjna aplikacji dostępna jest pod adresem http://esopdemo.azurewebsites.net. PODSUMOWANIE Elektroniczne systemy ostrzegania powodziowego oferowane przez DHI zapewniają stały monitoring stanu wód powierzchniowych oraz ścieków w kanalizacji deszczowej, który jest niezależny od systemów Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej i w pełni autonomiczny. Systemy umożliwiają bieżące prognozowanie warunków hydrologicznych w oparciu o numeryczną prognozę pogody oraz natychmiastowe ostrzeganie o zagrożeniu. Pakiet programów MIKE by DHI pozwala na prognozowanie powodzi rzecznych, sztormowych i miejskich, bez względu na warunki fizycznogeograficzne zagrożonego terenu. ESOP stanowi nieocenione wsparcie dla zespołów zarządzania kryzysowego, a także umożliwia zaangażowanie społeczeństwa w przygotowania do ochrony przed wezbraniem. System przez oparcie swojego działania na symulacjach matematycznych jest obiektywnym i niezależnym medium informującym o zagrożeniu, który wyklucza błąd ludzki i podejmowanie spontanicznych, subiektywnych decyzji. Komputerowa baza danych będąca nieodłącznym elementem systemu stanowi dodatkowo cyfrowe repozytorium skorelowanych danych hydrologiczno-meteorologicznych, które mogą być wykorzystywane do badania przyczyn wystąpienia historycznych zdarzeń powodziowych. Nieodzownym problemem, z jakim od lat borykają się służby zarządzania kryzysowego oraz organy odpowiedzialne za gospodarowanie wodami, są niewystarczające środki finansowe na realizację zadań tego typu. Systemy wczesnego ostrzegania i prognozowania jako systemy informatyczne mają jednak szansę znaleźć źródło finansowania ze środków europejskich w wielu realizowanych obecnie programach operacyjnych, łącząc w sobie cechy systemów wspierających rozwój cyfrowych usług publicznych i dostępu do informacji przestrzennej oraz działań związanych z przeciwdziałaniem klęskom żywiołowych i adaptacją do zmian klimatu. Rosnąca świadomość społeczeństwa o zagrożeniu, jak też rozwój usług tego typu i wyraźne zainteresowanie w jednostkach samorządu terytorialnego,

niesie nadzieję na zmianę klasycznego rozumowania i podejścia do ochrony przed powodzią na rzecz zarządzania ryzykiem powodziowym. BIBLIOGRAFIA 1. Bajkiewicz-Grabowska E., Mikulski Z., 1996, Hydrologia Ogólna, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2. Chełmicki W., Skąpski R., Soja R., 1998-1999, Reżim hydrologiczny rzek karpackich w Polsce, Folia Geographica, Series Geographica-Psyhica, 29-30 3. Dynowska I., Maciejewski M., 1991, Dorzecze górnej Wisły, t. 1, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa-Kraków 4. Grela J., Słota H., Zieliński J., 1997, Dorzecze Wisły: monografia powodzi lipiec 1997, IMGW, Warszawa 5. Lorenz H. (red.), 2012, Klęski żywiołowe a bezpieczeństwo wewnętrzne kraju, IMGW, Warszawa 6. Ostrowski J., Czarnecka H., Głowacka B., Krupa-Marchlewska J., Zaniewska M., Sasim M., Moskwiński T., Dobrowolski A., 2012, Nagłe powodzie lokalne (flash flood) w Polsce i skala ich zagrożeń, (red. Lorenz H.), Klęski żywiołowe a bezpieczeństwo wewnętrzne kraju, IMGW, Warszawa. Źródła internetowe 1. Aplikacja testowa Elektronicznego Systemu Ostrzegania Powodziowego, 2017 [dostęp online: http://esop-demo.azurewebsites.net, 13.01.2017 r.] 2. Elektroniczny System Ostrzegania Powodziowego, 2017 [dostęp online: http://esop.tarnow.pl, 12.01.2017 r.] 3. Lokalny System Monitorowania i Wspomagania Reagowania na Zagrożenie Powodziowe, 2017 [dostęp online: http://elblag.eu, 12.01.2017 r.] 4. Opis działalności IMGW-PIB, 2016 [dostęp online: http://imgw.pl, 10.11.2016 r.] 5. Prognoza pogody ICM, 2016 [dostęp online: http://meteo.pl, 5.12.2016 r.] 6. Projekt ustawy Prawo wodne, 2016 [dostępne online: http://legislacja.rcl.gov.pl/projekt/12284651, 18.11.2016 r.] 7. Projekty zrealizowane przez DHI, 2016 [dostęp online: http://dhigroup.com, 10.12.2016 r.]