Ryzyko powodziowe

Gdy musimy wyjść z domu w trakcie ulewy, możemy wybrać miejsca, w których zatrzymamy się po drodze, by mniej zmoknąć. Czy przystaniemy pod rynną, czy też pod drzewem? Decyzja ta przekłada się na poziom potencjalnego zmoknięcia. Odpowiedni wybór terenu pod rozwój miasta wymaga natomiast zmniejszenia jego ekspozycji na niebezpieczeństwo powodziowe. Prowadzenie gospodarki przestrzennej uwzględniającej poziom ryzyka i przystosowywanie terenów do warunków, jakie mogą im towarzyszyć, a więc „założenie miejskiego sztormiaka i kaloszy”, to podstawowy element wysokiej jakości życia w ich obrębie. Jeśli ograniczenia przestrzenne wymuszają zabudowę mieszkaniową na terenach zalewowych, budynki przygotować trzeba do przetrwania powodzi.

W państwach, które funkcjonują na co dzień z wysokim ryzykiem powodziowym, opracowywane są plany adaptacji do zmian klimatu polegające na przystosowywaniu obszaru miejskiego do wzrostu poziomu oceanu i zwiększonej dynamiki opadów deszczu. Tematem poprawy odporności budynków na powodzie interesują się też firmy ubezpieczeniowe – Norwich Union organizuje np. konkurs na zaprojektowanie domu jednorodzinnego odpornego na takie niebezpieczeństwa. Przykłady przystosowań domów do wysokiego poziomu wody pojawiały się też w historii polskiego osadnictwa. Budowali tak np. mennonici mieszkający na obszarze terenów zalewowych w dolinie Wisły i na wyspach wiślanych. Jak radzili sobie bez obwałowań, prognoz pogody i firm ubezpieczeniowych? Tworzyli budynki usytuowane na sztucznie nasypanych wzniesieniach – tzw. terpach. Domy te stały zatem na gruncie, którego rzędna wznosiła się nad przeciętny wysoki poziom wody.

Tekst pochodzi z 13. numeru Magazynu Miasta „Woda w mieście”. Ten i inne archiwalne numery są dostępne w naszej księgarni – zapraszamy!

We współczesnej hydrologii posługujemy się pojęciem ryzyka powodziowego, które pozwala oszacować zarówno prawdopodobieństwo powodzi, jak i jej skutki materialne. Kategorię ryzyka powodziowego wylicza się na podstawie szacunkowej liczby ludności zamieszkującej obszar zagrożony, budynków mieszkalnych oraz obiektów o szczególnym znaczeniu społecznym (tj. szpitali, szkół, przedszkoli, hoteli, centrów handlowych) oraz obszarów i obiektów zabytkowych. Wpisują się w nią też obszary chronione (takie jak ujęcia wód, strefy ochronne ujęć wody, kąpieliska, obszary ochrony przyrody), potencjalne ogniska zanieczyszczeń wody w przypadku wystąpienia powodzi (zakłady przemysłowe, oczyszczalnie ścieków, przepompownie ścieków, składowiska odpadów, cmentarze) i wartości potencjalnych strat dla poszczególnych klas użytkowania terenu (tereny zabudowy mieszkaniowej, tereny przemysłowe, tereny komunikacyjne, lasy, tereny rekreacyjno-wypoczynkowe, użytki rolne i wody).

Wały przeciwpowodziowe

Skoro miasta narażone są na ryzyko powodziowe, najłatwiejszym rozwiązaniem podnoszącym poziom bezpieczeństwa jest odgrodzenie ich od rzek. Mieszkańców uspokaja widok wałów przeciwpowodziowych. Profesor Kazimierz Dębski – klasyk polskiej hydrologii – porównał je jednak do aspiryny, która uśmierza ból, ale nie leczy przyczyn dolegliwości. Wały przeciwpowodziowe to prosta konstrukcja ziemna wznoszona w celu ograniczenia zasięgu wezbrań i ochrony terenów zalewowych. Ze względu na niski koszt wykonania i nieskomplikowaną konstrukcję, budowle te znane są od czasów starożytnych.

W Polsce wiele wałów powstało jeszcze w XIX wieku i liczne z nich zbudowano siłami mieszkańców, z materiałów dostępnych w ich miejscach zamieszkania. Przeludnienie wsi i ogromny deficyt ziemi przekonywały w przeszłości mieszkańców do walki o każdy hektar ziemi wydarty rzece, dlatego dawne wały przeciwpowodziowe zbyt mocno zacieśniły drogę przepływu wody o ekstremalnie wysokim stanie (tzw. wód wielkich). Ich wadą jest także kiepski stan techniczny i częste usytuowanie na gruntach, które przepuszczają wodę pod korpusem wału. Wały budowane są przy tym jako odpowiedź na wodę o założonym prawdopodobieństwie wystąpienia (1 proc. oznacza, że możemy mieć z nią do czynienia raz na sto lat). Nie wiemy, kiedy pojawi się ta niebezpieczna sytuacja, możemy tylko oszacować prawdopodobieństwo takiego zdarzenia. Wielkie powodzie na rzece Missisipi w 1993 roku, Odrze w 1997, Łabie w 2001 i Wiśle w 2010 pokazały jednak, że wały przeciwpowodziowe są wysoce zawodną formą ochrony przeciwpowodziowej. Czy warto więc w nie inwestować?

Mapy ryzyka powodziowego

Jednym z najbardziej efektywnych sposobów zmniejszania ryzyka powodziowego jest ograniczanie ekspozycji na niebezpieczeństwo, czyli lokalizacja zabudowy w bezpiecznych miejscach. Tylko gdzie sprawdzić, jaki jest poziom ryzyka powodziowego w miejscu naszego zamieszkania? Odpowiedź na to pytanie możemy znaleźć w opracowaniach wykonanych pod koniec 2015 r. w ramach unijnej Dyrektywy Powodziowej. Należą do nich mapa wstępnej oceny ryzyka powodziowego (WORP), mapy zagrożenia powodziowego (MZP), mapy ryzyka powodziowego (MRP) i plany zarządzania ryzykiem powodziowym (PZRP). Za powstanie tych dokumentów odpowiada Prezes Krajowego Zarządu Gospodarki Wodnej, a wyniki opracowań udostępnianie są w Internecie w ramach projektu „Informatyczny System Osłony Kraju przed nadzwyczajnymi zagrożeniami” (ISOK).

Interesują Cię kwestie miejskie? Zapraszamy na profil Magazynu Miasta na Facebooku!

Mapy zagrożenia powodziowego przedstawiają obszary, na których prawdopodobieństwo wystąpienia powodzi jest niskie (raz na 500 lat), średnie (raz na 100 lat) i wysokie (raz na 10 lat). Pokazują także tereny zagrożone powodzią w przypadku zniszczenia lub uszkodzenia wału przeciwpowodziowego. Istotną dostarczaną przez nie informacją (przydatną przy podejmowaniu decyzji lokalizacyjnych) jest głębokość zatopienia terenu, a w kontekście obszarów miejskich także prędkość przepływu wody w przypadku powodzi. Informacje przedstawione na mapach wypracowano przez porównanie rzędnych terenu z wysokością wezbranej wody uzyskaną za pomocą matematycznego modelu rzeki. W procesie modelowania wykorzystane zostały bardzo dokładne dane opisujące ukształtowanie terenu, które pozyskane zostały techniką LIDAR, czyli lotniczego skaningu laserowego. Uzyskane w ten sposób cyfrowe modele terenów prawie całego kraju należą do najlepszych w Europie, a ich dokładność wysokościowa sięga 10–15 cm.

Gospodarka wodna polega dziś na działaniach minimalizujących ryzyko powodziowe, realizowanych dzięki ograniczaniu ekspozycji na niebezpieczeństwo (odpowiednie planowanie przestrzenne) oraz poprawie odporności infrastruktury miejskiej na potencjalne zniszczenia w czasie kataklizmu. Zgodnie z Dyrektywą Powodziową informacje zawarte na mapach zagrożenia powodziowego stanowią więc podstawę do planowania zagospodarowania przestrzennego na różnych poziomach – tak ważną w procesie ograniczenia ekspozycji na zagrożenie powodziowe. Granice obszarów zalewowych uwzględniane są podczas tworzenia koncepcji przestrzennego zagospodarowania kraju, w planach zagospodarowania przestrzennego województw, w miejscowych planach zagospodarowania przestrzennego i podczas przyznawania decyzji o ustaleniu lokalizacji inwestycji celu publicznego lub decyzji o warunkach zabudowy.

Powodzie miejskie

Analizując ryzyko powodziowe w miastach, trzeba też pamiętać o nowym problemie, czyli występowaniu powodzi miejskich, których przyczyną są intensywne opady w obszarach silnie przekształconych przez gęstą zabudowę miejską i uszczelnienie podłoża. Z badań nad rodzajami zachmurzenia nad Polską w latach 1966–2000 wynika, że w ciągu prawie czterech dekad istotnie zmieniła się częstotliwość pojawiania się konwekcyjnych chmur opadowych. Jest to skutek ewolucji warunków cyrkulacyjnych i wzrostu temperatury. Ze zmianami w składzie rodzajowym chmur wiąże się wzrost częstości pojawiania się opadów burzowych, stanowiący ogromne wyzwanie dla sieci kanalizacji deszczowych w polskich miastach. W przeważającej części była ona projektowana według zaleceń z lat 60. XX wieku, a w przypadku sieci położonych w śródmieściu Warszawy i Łodzi nawet według norm z przełomu XIX i XX stulecia. Przypadki występowania powodzi opadowych w zlewniach miejskich związanych z niedostateczną przepustowością kanalizacji deszczowej są więc wynikiem nie tylko pojawiania się nawałnic, ale także przestarzałych założeń technicznych kanalizacji. Problem ten wyraźnie podnosi ryzyko powodzi w naszych miastach.

Nowym zjawiskiem związanym z ekspansją terenów miejskich – ważnym w kontekście zagrożeń – jest także przekształcanie funkcji sieci melioracyjnej dawniej rolniczych obszarów w funkcje melioracji komunalnych. Systemy melioracji w terenach rolniczych nie są przystosowane do pełnienia funkcji przeciwpowodziowej w miastach. Gdy na obszarach rolniczych wyrasta miasto, dawne rowy melioracyjne nie mają odpowiedniej przepustowości, żeby odprowadzić bezpiecznie znacznie większy spływ powierzchniowy. W procesie ograniczania ryzyka powodzi miejskich istotne jest więc opracowanie map pokazujących rozmieszczenie zagrożenia.

Przykładem takiego opracowania jest mapa dla Warszawy wykonana w technice GIS przez Fundację Instytut na rzecz Ekorozwoju[1], uwzględniająca numeryczny model terenu stworzony metodami fotogrametrycznymi z ortofotomapy (aktualność 2015 r.), mapę nieprzepuszczalności powierzchni terenu opracowaną przez Instytut Geodezji i Kartografii na podstawie wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych, mapę rozkładu przestrzennego maksymalnych dobowych sum opadu atmosferycznego w latach 2008–2014 opracowaną w Instytucie Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania PAN oraz zestawienie interwencji straży pożarnej na terenie Warszawy w związku z opadami atmosferycznymi i przyborami wód w latach 2008–2013. W weryfikacji informacji do mapy szczególnie istotne były informacje o interwencji straży pożarnej pozwalające na wskazanie miejsc szczególnie narażonych na tzw. podtopienia.

Powódź w mieście to realne zagrożenie, które musi być brane pod uwagę przy planowaniu przestrzennym i zarządzaniu kryzysowym. Zmieniający się klimat wpływa na wzrost dynamiki procesów pogodowych, przekładający się na zwiększenie częstości intensywnych opadów. Miasta intensyfikują jednocześnie procesy tworzenia się chmur i powstawania burz za sprawą zjawiska tzw. miejskiej wyspy ciepła. Proces zmniejszania ryzyka powodziowego wymaga od nas w związku z tym przystosowywanie ich do współczesnych wyzwań hydrologicznych. Działania te mogą i muszą być prowadzone od skali pojedynczego budynku aż do planów przestrzennych całej aglomeracji. W najbliższym czasie Ministerstwo Środowiska przystąpi do planów adaptacji do zmian klimatu miast powyżej 100 tys. mieszkańców. Miejmy nadzieję, że pomogą nam one bezpiecznie sprostać zmianom klimatycznym, z którymi będziemy się mierzyć w przyszłości.

Artur Magnuszewski – pracownik Zakładu Hydrologii Wydziału Geografii i Studiów Regionalnych Uniwersytetu Warszawskiego. Ekspert w procesie opracowywania „Planów Zarządzania Ryzykiem Powodziowym” i w „Programie Bezpieczeństwa Powodziowego Wisły Środkowej”

[1]           Mapa została wykonana w ramach projektu „LIFE13 INF/PL/000039 Life_Adaptcity_pl Preparation of a strategy of adaptation to climate change with use of city climate mapping and public participation”, finansowanego ze środków instrumentu finansowego LIFE+ Komisji Europejskiej oraz Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.