Wykorzystanie mapy zagrożenia i ryzyka powodziowego do wyznaczenia negatywnych konsekwencji zalania lub podtopienia potencjalnych źródeł zanieczyszczenia środowiska. dr hab. inż. Andrzej Tiukało, prof. IMGW-PIB Ogrodzieniec, 09-10 marca 2017 r.
ZAKRES MERYTORYCZNY PODZADANIA 1.3.2 1. Prezentacja podstawowych informacji o MZP i MRP udostępnionych przez KZGW zgodnie z ustawą Prawo wodne 2. Prezentacja głównych założeń metodyki tworzenia map zagrożenia i ryzyka dla awarii wałów z uwzględnieniem przyczyn ich powstawania - efektu podzadania 1.3.2 Projektu SAFEDAM 3. Prezentacja przykładowych MZP i MRP dla awarii wału przeciwpowodziowego przygotowanych zgodnie z metodyką. 4. Refleksje dotyczące oceny zintegrowanego poziomu ryzyka powodziowego w kategorii środowisko gminy jako systemu społeczno-ekologicznego zagrożonego powodzią zastosowanej podczas przygotowywania Planów Zarządzania Ryzykiem Powodziowym
ZAKRES MZP I MRP W PROJEKCIE ISOK Zakres opracowania MZP i MRP: 253 rzeki oraz morskie wody wewnętrzne i odcinki Przymorza: 1. obszar dorzecza Odry 94 rzeki, Cieśnina Świna, Zalew Szczeciński oraz 6 odcinków Przymorza; 2. obszar dorzecza Wisły 158 rzek, Zalew Wiślany, Półwysep Helski oraz 6 odcinków Przymorza; 3. obszar dorzecza Pregoły 1 rzeka
MAPY ZAGROŻENIA POWODZIOWEGO obszary, na których prawdopodobieństwo wystąpienia powodzi jest niskie i wynosi 0,2 %, (czyli raz na 500 lat) obszary szczególnego zagrożenia powodzią: obszary, na których prawdopodobieństwo wystąpienia powodzi jest średnie i wynosi 1 %, (czyli raz na 100 lat) obszary, na których prawdopodobieństwo wystąpienia powodzi jest wysokie i wynosi 10 %, (czyli raz na 10 lat) obszary obejmujące tereny narażone na zalanie w przypadku: b) zniszczenia lub uszkodzenia wału przeciwpowodziowego, e) zniszczenia lub uszkodzenia wału przeciwsztormowego
MAPY RYZYKA POWODZIOWEGO Zgodnie z art. 88e ustawy Prawo wodne, na MRP przedstawia się : szacunkową liczbę mieszkańców, którzy mogą być dotknięci powodzią rodzaje działalności gospodarczej wykonywanej na obszarach zagrożenia powodziowego instalacje mogące, w razie wystąpienia powodzi, spowodować znaczne zanieczyszczenie poszczególnych elementów przyrodniczych albo środowiska jako całości występowanie: a) ujęć wody, stref ochronnych ujęć wody lub obszarów chronionych zbiorników wód śródlądowych, b) kąpielisk c) obszarów Natura 2000, parków narodowych oraz rezerwatów przyrody potencjalne ogniska zanieczyszczeń wody
ZAKRES MZP I MRP W PROJEKCIE ISOK Scenariusze zniszczenia lub uszkodzenia wału przeciwpowodziowego 215: 1. obszar dorzecza Odry 57, w tym rzeka Odra 36 scenariuszy 2. obszar dorzecza Wisły 158, w tym rzeka Wisła 77 scenariuszy Scenariusz całkowitego zniszczenia wałów przeciwpowodziowych dla wszystkich obwałowanych rzek modelowanych w ISOK
MZP I MRP DLA AWARII WAŁÓW W PROJEKCIE ISOK 1. modelowanie dwuwymiarowe 2. ruch nieustalony (fale hipotetyczne 1%) 3. lokalizacja przerwania kryteria: przelewanie się wody przez wał przeciwpowodziowy, klasa wału przeciwpowodziowego (priorytetowo I i II klasa wałów), stan techniczny wału przeciwpowodziowego, historyczna lokalizacja awarii obwałowania, wielkość strat w wyniku awarii obwałowania 4. parametry wyrwy ustalane na podstawie: danych historycznych dotyczących awarii obwałowań, zależności empirycznych
ZAKRES MERYTORYCZNY PODZADANIA 1.3.2 Zaawansowane technologie wspomagające przeciwdziałanie zagrożeniom związanym z powodziami DOB-BIO7/06/01/2015 1. Analiza obecnych wytycznych dotyczących metodyki tworzenia MZP i MRP udostępnionych przez KZGW zgodnie z ustawą Prawo wodne 2. Analiza danych wejściowych do modelowania hydraulicznego awarii wałów z uwzględnieniem przyczyn ich powstawania 3. Sformułowanie metodyki tworzenia map zagrożenia i ryzyka dla awarii wałów z uwzględnieniem przyczyn ich powstawania 4. Opracowania przykładowych MZP i MRP dla awarii wałów
Opracowanie metodyki wyznaczania strefy zagrożenia powodziowego w sytuacji występowania awarii wałów przeciwpowodziowych efekt Projektu SAFEDAM 1. Lokalizacje awarii ustalane na podstawie danych historycznych oraz ocen stanu technicznego i stanu bezpieczeństwa (OTKZ); 2. Generowanie scenariuszy awarii dla wielu warunków hydrologicznych (np. 5, 3, 2, 1, 0.5, 0.3, 0.2%) uwzględniających potrzeby administratorów wałów oraz służb zarządzania kryzysowego; 3. Scenariusz składa się z sekwencji wielu map głębokościowych przedstawiających propagację fali powodziowej na terenach zalanych z krokiem czasowym 1 h oraz zawiera mapę prezentującą ostateczny obszar zagrożenia powodziowego spowodowany awarią wału z głębokością wody w przedziałach < 0.5 m, 0.5-2 m, 2 4 m, > 4 m, 4. Zawartość map ryzyka powodziowego jest tożsama z treścią map prezentowanych przez KZGW
metody wyznaczania strefy zagrożenia powodziowego w sytuacji występowania awarii wałów przeciwpowodziowych Metody stosowane do określania parametrów awarii wałów: 1. Analiza porównawcza 2. Równania predykcji określające maksymalny odpływ w wyniku powstania wyrwy na podstawie równania empirycznego, wyprowadzonego na podstawie danych pochodzących z analizy szeregu przypadków awarii; 3. Modele parametryczne symulują zmienny liniowo proces rozwoju wyrwy w czasie przy założeniu określonego czasu powstawania wyrwy oraz jej ostatecznych parametrów (szacowanych najczęściej na podstawie analizy wybranych przypadków awarii historycznych), a następnie opisują hydrogram odpływu na podstawie równań hydraulicznych; 4. Modele oparte na równaniach fizycznych - uwzględniające modele erozyjne, bazujące na prawach hydrauliki, transportu rumowiska i mechaniki gruntów Rekomendowane w przyszłości - modele oparte na równaniach fizycznych (np. model HR-Breach), - obecnie w Projekcie zastosowano modele parametryczne (modele HEC-RAS i Mike Flood DHI).
Sekwencyjne mapy głębokości wody
Mapa ryzyka powodziowego negatywne konsekwencje dla ludności oraz wartości potencjalnych strat powodziowych
Mapa ryzyka powodziowego negatywne konsekwencje dla środowiska, dziedzictwa kulturowego i działalności gospodarczej
Zintegrowany wskaźnik ryzyka powodziowego gminy jako systemu społeczno-ekologicznego IR poziom zintegrowanego ryzyka powodziowego SES (IR ang. integrated risk) a hh współczynnik wagowy dla kategorii zdrowie ludzi (0.54) a e współczynnik wagowy dla kategorii środowisko (0.07) a ch współczynnik wagowy dla kategorii dziedzictwo kulturowe (0.07) a ea współczynnik wagowy dla kategorii działalność gospodarcza (0.34) R hh poziom ryzyka powodziowego dla kategorii zdrowie ludzi R e poziom ryzyka powodziowego dla kategorii środowisko R ch poziom ryzyka powodziowego dla kategorii dziedzictwo kulturowe R ea poziom ryzyka powodziowego dla kategorii działalność gospodarcza
Logika wyznaczania zintegrowanego ryzyka powodziowego na przykładzie kategorii środowisko źródło: opracowanie własne
Zakłady przemysłowe a poziom ryzyka powodziowego dla kategorii środowisko Rozkład ryzyka powodziowego w kategorii środowisko a rozkład przestrzenny zakładów przemysłowych źródło: opracowanie własne na podstawie danych z projektu ISOK
Ryzyko środowiskowe a przestrzenny rozkład oczyszczalni ścieków źródło: opracowanie własne na podstawie danych z projektu ISOK
Ryzyko środowiskowe a przestrzenny rozkład cmentarzy źródło: opracowanie własne na podstawie danych z projektu ISOK
Ryzyko środowiskowe a przestrzenny składowisk odpadów źródło: opracowanie własne na podstawie danych z projektu ISOK
Zakłady przemysłowe, a także inne źródła zanieczyszczenia (cmentarze, oczyszczalnie ścieków itp.) znajdujące się w strefie bezpośredniego zagrożenia powodziowego ale także na terenie narażonym na zalanie w przypadku awarii wałów mogą stanowić istotne źródło zagrożenia dla środowiska oraz przyczynę dysfunkcji gminy, powiatu, województwa lub kraju. Skala negatywnych konsekwencji dla środowiska jakim mogą być zakłady przemysłowe zależy od przebiegu zjawiska powodziowego (prezentowanego na mapach zagrożenia i ryzyka powodziowego) oraz od rodzaju instalacji zawierających substancje stanowiące potencjalne źródło zanieczyszczenia atmosfery lub hydrosfery. Badanie skali takich negatywnych konsekwencji zalania lub podtopienia zakładów przemysłowych, a także innych źródeł zanieczyszczenia, wymaga wykorzystania wiedzy dotyczącej przemieszczania się zanieczyszczeń w środowisku wodnym i powietrzu przy zmiennych warunkach atmosferycznych panujących w czasie awarii i podczas prowadzenia akcji ratowniczej.
Dziękuję za uwagę dr hab. inż. Andrzej Tiukało, prof. IMGW-PIB IMGW-PIB ul. Parkowa 30 51-616 Wrocław Tel. 71 32 00 164