Główne założenia metodyk dotyczących opracowania map zagrożenia powodziowego Robert Kęsy, Agata Włodarczyk
Dyrektywa 2007/60/WE z dnia 23 października 2007 r. ws. oceny ryzyka powodziowego i zarządzania nim Dokumenty planistyczne: Wstępna ocena ryzyka powodziowego (2011) Mapy zagrożenia powodziowego (2013) Mapy ryzyka powodziowego (2013) Plany zarządzania ryzykiem powodziowym (2015) Wymagania: Koordynacja działań w dorzeczach międzynarodowych Koordynacja z Ramową Dyrektywą Wodną Udział społeczeństwa w procesie planowania Podanie do publicznej wiadomości dokumentów planistycznych
METODYKI METODYKA WSTĘPNEJ OCENY RYZYKA POWODZIOWEGO METODYKA OPRACOWANIA MAP ZAGROŻENIA POWODZIOWEGO METODYKA DOTYCZĄCA ASPEKTÓW HYDROLOGICZNYCH METODYKA OPRACOWANIA MAP RYZYKA POWODZIOWEGO METODYKA OPRACOWANIA PRODUKTÓW GEODEZYJNYCH I KARTOGRAFICZNYCH METODYKA PLANÓW ZARZĄDZANIA RYZYKIEM POWODZIOWYM
METODYKA OBLICZANIA PRZEPŁYWÓW I OPADÓW MAKSYMALNYCH O OKREŚLONYM PRAWDOPODOBIEŃSTWIE PRZEWYŻSZENIA DLA ZLEWNI KONTROLOWANYCH I NIEKONTROLOWANYCH Zleceniodawca: Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej Wykonawca: Stowarzyszenie Hydrologów Polskich Sfinansowano ze środków: Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
Metodyka obliczania przepływów i opadów maksymalnych o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia dla zlewni kontrolowanych i niekontrolowanych Zlewnie kontrolowane Przekrój wodowskazowy Zakres stosowania Długi ciąg obserwacyjny N 30 lat Krótki ciąg obserwacyjny N< 30 lat Metoda - metoda statystyczna - równanie regresji - metoda statystyczna Przekrój niekontrolowany Przekrój położony powyżej - równanie ekstrapolacji na rzece kontrolowanej lub poniżej wodowskazu -metoda statystyczna Przekrój położony pomiędzy - równanie interpolacji wodowskazami - metoda statystyczna Zlewnie niekontrolowane Zlewnie mniejsze Zlewnie niezurbanizowane -formuła opadowa od A 50 km 2 Zlewnie zurbanizowane - metoda symulacyjna - model opad-odpływ Zlewnie większe Górna Wisła -wzór Punzeta od A> 50 km 2 Górna Odra - wzór Wołoszyna Pozostały obszar kraju - obszarowe równanie regresji - formuła roztopowa
METODYKA OPRACOWANIA MAP ZAGROŻENIA POWODZIOWEGO Zleceniodawca: Krajowy Zarząd Gospodarki Wodnej Wykonawca: DHI Polska Sp. z o.o. Sfinansowano ze środków: Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Zakres metodyki: Zakres map zagrożenia powodziowego Zasady modelowania powodzi (1D, 2D) Zasady tworzenia scenariuszy powodziowych i wyznaczania stref zagrożenia powodziowego Zasady kartowania map zagrożenia powodziowego Wytyczne do opracowania bazy danych wejściowych i wyjściowych map zagrożenia powodziowego Narzędzia do tworzenia map zagrożenia powodziowego: bazy do gromadzenia i przetwarzania danych, modele hydrauliczne, narzędzia GIS do wyznaczania i kartowania stref zagrożenia powodziowego
Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Zakres map zagrożenia powodziowego: Zasięgi stref zalewowych dla następujących scenariuszy: Niskie prawdopodobieństwo powodzi raz na 500 lat Średnie prawdopodobieństwo powodzi raz na 100 lat Wysokie prawdopodobieństwo powodzi raz na 10 lat Głębokości wody Prędkości przepływu w szczególnie uzasadnionych przypadkach Mapy zagrożenia powodziowego zostaną opracowane dla obszarów narażonych na niebezpieczeństwo powodzi wyznaczonych we wstępnej ocenie ryzyka powodziowego.
Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Rodzaje stref zagrożenia powodziowego: 1. z uwzględnieniem głębokości wody modele 1D lub 2D NMT 2. z uwzględnieniem prędkości wody modele 2D NMT
Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Rodzaj strefy zagrożenia powodziowego zależy od stopnia zurbanizowania obszarów narażonych na niebezpieczeństwo powodzi Na obszarach zurbanizowanych: na potrzeby planowania przestrzennego, wymagana jest dokładniejsza symulacja zjawisk przepływu i odpływu konieczne jest zastosowanie modelowania dwuwymiarowego (2D), które dostarcza szczegółowych informacji na temat rozkładu głębokości wody, prędkości oraz kierunku przepływu wody Obszary objęte modelowaniem 2D wg metodyki: wszystkie miasta wojewódzkie miasta na prawach powiatu inne o liczbie mieszkańców przekraczającej 100 000 osób nie wyklucza się opracowania modeli dwuwymiarowych dla mniejszych miast, dla których ryzyko powodziowe zostanie określone jako wysokie
Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Z uwagi na cel, jakim jest analiza przepływu wielkich wód oraz dla ograniczenia kosztów i czasu obliczeń, w ramach opracowywania map zagrożenia powodziowego dla obszarów wskazanych dla modelowania 2D wykonywane będą modele hybrydowe(1d/2d). Modele 1D/2D połączenie modelu 1D koryta rzeki z modelem 2D terenu zalewowego na terenach zalewowych niezbędne jest (z powodów dokładności) zastosowanie modeli 2D modele 1D wystarczają do modelowania procesów przepływu zachodzących w korycie sprzężenie modelu 1D z modelem 2D następuje przy wystąpieniu wody z brzegów lub po przekroczeniu przez stan wody linii rozgraniczającej obszary modelowe
Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Wyznaczenie stref zagrożenia powodziowego w oparciu o modele 1D z wykorzystaniem techniki GIS oraz NMT Buduje się numeryczny model powierzchni wody (NMPW) bazujący na wynikach modelowania hydraulicznego NMPW buduje się w oparciu o dane pochodzące z przekrojów poprzecznych, do których przypisane są punkty modelowania i zawierających informacje bazujące na uśrednionych wynikach obliczeń w osi cieku NMPW przecina się z NMT Strefa będąca wynikiem przecięcia NMT oraz NMPW jest szukaną granicą strefy zagrożenia powodziowego W przypadku modeli 1D NMT jest wykorzystywany dopiero w samym procesie kartowania
Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Wyznaczenie stref zagrożenia powodziowego w oparciu model 2D(1D/2D) wykorzystanie NMT bezpośrednio w obliczeniach co pozwala na bilansowanie objętości fali powodziowej oraz określenie kierunków przepływu wody i prędkości chwilowych w każdej z komórek NMT NMPW pochodzi bezpośrednio z modelu dwuwymiarowego
Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Przedziały głębokości wody ze względu na zagrożenie ludzi i potrzeby planów ewakuacyjnych h 0,5 m przedział niepewności (niedokładność odwzorowania terenu NMT) 0,5 m <h 2 m obszary niskiego zagrożenia dla ludzi ze względu na możliwość ucieczki na wyższe piętra 2 m <h 4 m obszary podwyższonego zagrożenia dla ludzi, możliwość zalania powyżej pierwszego piętra budynków h > 4 m obszary wysokiego zagrożenia dla ludzi imożliwość wystąpienia szkód całkowitych
Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego Przedziały prędkości wody ze względu na stopień niszczycielskiej siły oddziaływania wody na obiekty v 0,5 m/s prędkość mała woda ma niewielką zdolność oddziaływania na obiekty 0,5 m/s <v 1 m/s prędkość średnia woda ma umiarkowaną zdolność oddziaływania na obiekty i jest w stanie przemieszczać obiekty o niewielkich rozmiarach i masie, stanowi zagrożenie dla ludzi 1 m/s <v 2 m/s prędkość duża woda ma silną zdolność oddziaływania na obiekty i jest w stanie przemieszczać obiekty o stosunkowo dużych rozmiarach i masie, stanowi poważne zagrożenie dla ludzi v > 2 m/s bardzo duża prędkość woda ma bardzo silną zdolność oddziaływania na obiekty i jest w stanie przemieszczać obiekty o bardzo dużych rozmiarach i masie oraz naruszać strukturę obiektów statycznych, stanowi bardzo poważne zagrożenie dla ludzi
Metodyka opracowania map zagrożenia powodziowego W kroju arkuszowym właściwym mapie topograficznej w skali 1: 10000 Państwowy Układ Współrzędnych Geodezyjnych 1992 Europejski Układ Wysokości Kronsztad 86 Mapa podkładowa: rastrowa mapa topograficzna wizualizacja kartograficzna wektorowych baz danych topograficznych ortofotomapa
Baza Danych Obiektów Topograficznych (BDOT) jednolity co do organizacji, trybu istandardów technicznych, urzędowy, ogólnokrajowy system tworzenia, aktualizacji i udostępniania danych topograficznych materiał referencyjny dla map zagrożenia i map ryzyka powodziowego Skala 1: 10 000 Kategorie tematyczne: Hydrografia Drogi Koleje Uzbrojenie terenu Roślinność Zabudowa Granice Obszary chronione Rzeźba terenu
Numeryczny Model Terenu W ramach Systemu Identyfikacji Działek Rolnych (Land Parcel Identification System LPIS) wykonano dla całego kraju ortofotomapy, których produktem ubocznym jest NMT. NMT LPIS: Na południu kraju pochodzi ze zdjęć 1:13 000 dokładność wynosi 0,6m W części środkowej i północnej ze zdjęć 1:26 000 dokładność wynosi 1,5 m Wady NMT LPIS: nie jest ciągły na całym obszarze (brak w terenach leśnych) dokładność NMT jest wyższa w terenach górzystych, a niższa w terenach nizinnych, co jest niekorzystne przy kartowaniu stref zalewowych z punktu widzenia obiektów inżynierskich (np. wałów przeciwpowodziowych) dokładność NMT jest niewystarczająca
Numeryczny Model Terenu Dla potrzeb tworzenia map zagrożenia i map ryzyka powodziowego konieczne jest pozyskanie nowego Numerycznego Modelu Terenu metodą lotniczego skaningu laserowego. Dokładność NMT: Standard I: 6 punktów na m 2 Dokładność wysokościowa 0,15 m Dokładność sytuacyjna 0,5 m Standard II dla obszarów miejskich: 12 punktów na m 2 Dokładność wysokościowa 0,10 m Dokładność sytuacyjna 0,5 m
Wnioski Metodyki dotyczące opracowania map zagrożenia powodziowego gwarantują: spełnienie wymogów Dyrektywy Powodziowej i wytycznych Komisji Europejskiej jednolite podejście do opracowywania map na poziomie krajowym wieloaspektowe i kompleksowe podejście do problematyki wyznaczania stref zagrożenia powodziowego Do opracowania map zagrożenia powodziowego niezbędne jest: odpowiednia jakość, dokładność i aktualność danych w formie cyfrowej odpowiednie przygotowanie danych hydrologicznych i geodezyjnych jako danych wejściowych do modelowania hydraulicznego współpraca różnych resortów w pozyskaniu danych dostępność danych we właściwym czasie Opracowanie map z zastosowaniem systemów GIS umożliwi ich szerokie wykorzystanie w wielu dziedzinach: planowanie zarządzania ryzykiem powodziowym planowanie przestrzenne zarządzanie kryzysowe organizacja systemu monitoringu, systemu ostrzeżeń wprowadzenie systemu ubezpieczeń
Dziękuję za uwagę Wezbrany Dunajec zalał turystyczne przejście graniczne Szczawnica-Leśnica (fot. PAP 2004 r.) agata.wlodarczyk@kzgw.gov.pl robert.kesy@kzgw.gov.pl