Ochrona przeciwpowodziowa

Powodzie stwarzają bezpośrednie zagrożenie dla ludności oraz mienia. Trudno je przewidzieć, ponieważ są powodowane niezależnymi od nas czynnikami hydrologiczno‑meteorologicznymi. Zawczasu można jednak próbować ograniczyć ich niszczycielskie skutki, podejmując działania z zakresu ochrony przeciwpowodziowej. Jakie to są działania i jaka jest ich skuteczność – tego dowiesz się z e‑materiału.

Powódź to czasowe zjawisko hydrologiczne polegające na zalaniu przez wodę terenu, który w normalnych warunkach nie jest pokryty wodą. Może być wywołana przez wezbranie wód rzecznych lub morskich w ciekach wodnych, zbiornikach lub na morzu, powodujące po przekroczeniu przez wodę stanu brzegowego zatopienie znacznych obszarów lądu – dolin rzecznych, terenów nadbrzeżnych lub depresyjnych. Jest jedną z najbardziej groźnych i niszczycielskich w skutkach klęsk żywiołowych. Stwarza bowiem zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi i zwierząt oraz straty materialne. Wiele osób dotkniętych powodzią traci dorobek całego życia. Najczęściej w wyniku powodzi dochodzi do uszkodzenia budynków, dróg, linii kolejowych, mostów czy portów rzecznych. Wody powodziowe mogą zalewać oczyszczalnie ścieków, przydomowe szamba, składowiska odpadów i cmentarze. Dlatego przyczyniają się do wzrostu zanieczyszczenia gleb, wód gruntowych i powierzchniowych. Fale powodziowe nanoszą duże ilości osadów, co prowadzi do zamulania i spłycania koryt rzecznych.

Zasadniczy wpływ na występowanie powodzi ma istniejący układ rzek oraz występująca w poszczególnych okresach roku sytuacja hydrologiczno‑meteorologiczna.

Naturalnym elementem klimatu Polski jest okresowe występowanie wezbrań rzek, czyli wzrost stanu wody w rzekach wynikający ze wzmożonego ich zasilania. Ich przyczyną mogą być m.in.: długotrwałe lub intensywne opady deszczu, roztopy lub zatory lodowe uniemożliwiające lub znacząco ograniczające możliwość przepływu wody w rzece. Skutkiem wezbrań są okresowe wylewy wody poza granice koryta rzecznego, które jednak nie zawsze muszą powodować wystąpienie powodzi.

Zasięg powodzi określa się w 3‑stopniowej skali: małe – o zasięgu lokalnym, średnie – o zasięgu regionalnym, nie mające wpływu na funkcjonowanie państwa, duże – o zasięgu krajowym, mające charakter klęski żywiołowej i zakłócające normalne funkcjonowanie państwa lub jego części.

Rodzaje powodzi

Charakterystyczne dla polskich rzek jest stosunkowo częste występowanie powodzi. Ich przyczyny są różnorodne. Ze względu na proces powstawania, wezbrania można je podzielić na opadowe, roztopowe, zatorowe i sztormowe.

R1bN6vC3XS5N0

Schemat. Rodzaje powodzi: opadowe, zatorowe, sztormowe, roztopowe.

• opadowe – ich przyczyną są intensywne i długotrwałe opady deszczu; ten typ powodzi występuje najczęściej w sezonie burzowym, który w Polsce przypada na miesiące letnie:

  • ulewne lub nawalne, czyli krótkotrwałe opady o dużym natężeniu;

  • rozlewne, czyli długotrwałe opady obejmujące duży obszar zlewnizlewniazlewni;

• roztopowe – ich przyczyną jest gwałtowne topnienie śniegu i pokrywy lodowej; największe ryzyko takich powodzi występuje na przełomie marca i kwietnia, a także w okresie zimowym po odwilży;

• zatorowe – ich przyczyną jest nasilenie niektórych zjawisk lodowych np. zatory śryżu i kry lodowej na rzekach; wywołane są przez spiętrzający się lód, który blokuje swobodny przepływ wody w korycie rzecznym, co doprowadza do jej wylania; powódź zimowa występuje najczęściej na przełomie stycznia i lutego;

• sztormowe – ich przyczyną są silne wiatry, sztormy występujące na zalewach i wybrzeżach, prowadzące do wezbrania wód; tego typu powodzie dotyczą terenów przymorskich, a zjawisko spiętrzania wody grożące wystąpieniem powodzi pojawia się najczęściej w okresie zimowym, na przełomie grudnia i stycznia.

Na obszarze Polski najczęściej występują powodzie opadowe (głównie w górach) i powodzie roztopowe (głównie na nizinach). Niekiedy także tworzą się zatory lodowe (np. na Wiśle pod Płockiem w 1982 roku). Natomiast na obszarach nadmorskich czasem dochodzi do powodzi z powodu tzw. cofki, czyli podniesienia się poziomu wody w ujściu rzeki i wtłaczania wód morskich w górę jej biegu.

R1PyB5BMJgez9

Ilustracja przedstawia wykres kołowy, prezentujący częstotliwość występowania powodzi w Polsce według rodzaju. 66% – opadowe, 8% – sztormowe, 3% – opadowo‑roztopowe, 17% – roztopowo‑zatorowe, 6% – awarie.

Najbardziej narażone na niebezpieczeństwo powodzi są dorzecza Odry na Dolnym Śląsku i Wisły w Małopolsce. Zagrożone powodzią są nie tylko obszary sąsiadujące z tymi rzekami, ale również z ich dopływami, np. Nysą Kłodzką (dopływ Odry) oraz Dunajcem i Rabą (dopływy Wisły). Niebezpieczeństwo występuje także w dolnych odcinkach tych rzek, gdzie spływają wody z całego dorzecza.

R3GsoPseTQUEV

Mapa przedstawiająca obszary narażone na niebezpieczeństwo powodzi dające się przedstawić w skali mapy - oznaczone kolorem żółtym. Na mapie opisano równoleżniki i południki co dwa stopnie, zaznaczono również kolorem niebieskim główne rzeki Polski. Największe niebezpieczeństwo powodzi występuje wzdłuż koryt rzek: Odry, Wisły, Noteci, Warty, Narwii, Sanu oraz na Żuławach Wiślanych.

Właśnie w dorzeczach Odry i Wisły wystąpiły najtragiczniejsze w skutkach powodzie ostatnich lat. Miały one miejsce w lipcu 1997 roku (dorzecze Odry) oraz w maju i czerwcu 2010 roku (dorzecza Odry i Wisły). Podczas tych powodzi szczególnie ucierpiały dwa województwa: dolnośląskie i małopolskie. Spowodowały one ogromne straty materialne, szacowane odpowiednio na 12 mld zł i 10 mld zł i doprowadziły do śmierci ludzi – w pierwszej zginęło 56 osób, w drugiej 12 osób.

RmXQ4M0ToI9Pv

Ilustracja. Na ilustracji dwa województwa, z lewej - dolnośląskie, z prawej małopolskie. Na środku legenda, kolorem zielonym oznaczono obszary narażone na niebezpieczeństwo powodzi dające się przedstawić w skali mapy, niebieskim jeziora i zbiorniki retencyjne. Na obszarze województw opisano równoleżniki i południki co jeden stopień. Na mapach zaznaczono główne miasta i rzeki. Na terenie województwa dolnośląskiego największe zagrożenie powodzią występuje wzdłuż Odry, Kaczawy, Strzegomki, Baryczy oraz miejscowo wokół Kłodzka. W województwie małopolskim największe zagrożenie powodzią występuje wzdłuż Wisły, Białej i Raby.

RVZ8cBGJ54Zrv

Film. W filmie omówiono, czym jest powódź, skupiono się na sposobach ochrony przeciwpowodziowej.

Film. W filmie omówiono, czym jest powódź, skupiono się na sposobach ochrony przeciwpowodziowej.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RVZ8cBGJ54Zrv

Film. W filmie omówiono, czym jest powódź, skupiono się na sposobach ochrony przeciwpowodziowej.

Powodzie nie zawsze są wywołane procesami naturalnymi. Mogą być one także spowodowane awariami infrastruktury technicznej lub uszkodzeniem zapory i urządzeń hydrotechnicznych.

Szczególnym rodzajem powodzi jest powódź błyskawiczna związana z bardzo szybkim zalaniem nisko położonych terenów przez intensywne opady deszczu spowodowane zazwyczaj przez burze. Nasycona wodą ziemia nie wchłania wody opadowej, która spływa po stoku, zalewając niżej położone obszary. Powodzie błyskawiczne występują także w miastach, w których przeważają powierzchnie nieprzepuszczalne – budynki, chodniki, parkingi, jezdnie. Woda jest z nich odprowadzana do kanalizacji. Jeśli system kanalizacyjny jest niewydolny, następuje zalanie ulic. W przypadku powodzi miejskiej do najbardziej zagrożonych miast należą Warszawa, Łódź i Poznań.

Skutki powodzi

RSvPYDaCBiHpr

Fotografia. Na pierwszym planie zatopione osiedle, miejscowo z wody wyłania się trawnik i drzewa. W tle wysokie blokowiska, pomiędzy którymi znajduje się woda.

R1HHWo1NDgQbp

Fotografia. Na pierwszym planie drzewa, pomiędzy nimi woda i osady rzeczne. Na drugim planie rzeka.

RqYFYQ7LS2uUQ

Zdjęcie satelitarne. Na zdjęciu teren miasta po powodzi. W centralnej części rzeka, na południe od rzeki osady pozostawione przez powódź.

R13UsyRZ4pAXs

Zdjęcie. Na zdjęciu ulica miasta częściowo zalana przez wody powodzi. Samochody jadące wprost do połowy zatopione przez wody powodziowe.

W ostatnich latach w Polsce obserwuje się wzrost częstotliwości występowania powodzi i podtopień spowodowanych m.in. zwiększeniem liczby tzw. opadów nawalnych, czyli krótkotrwałego deszczu o bardzo dużym natężeniu. Naukowcy wiążą to zjawisko ze zmianami klimatu. Powodzie stają się coraz bardziej dotkliwe również w wyniku gospodarki człowieka, przede wszystkim regulacji koryt rzecznych i likwidacji terenów, na które podczas wezbrań mogły wylewać wody rzek. Tereny te, położone w dolinach rzecznych, zostały oddzielone od koryta rzecznego wałami przeciwpowodziowymi, zagospodarowane i zabudowane.

Ochrona przeciwpowodziowa

Nie da się całkowicie wyeliminować ryzyka wystąpienia powodzi, zwłaszcza gdy jej występowanie jest wynikiem czynników naturalnych. Można jednak starać się zminimalizować straty poprzez stosowanie odpowiednich działań służących ochronie przeciwpowodziowej. Ochrona przeciwpowodziowa to zespół środków technicznych i pozatechnicznych zapobiegających powodziom lub ograniczających ich rozmiary i skutki. Mogą mieć one charakter środków administracyjnych, ekonomicznych lub technicznych. Metody te nie zawsze są jednak skuteczne.

Środki administracyjno‑ekonomiczne - przepisy prawne oraz zarządzenia władz mające na celu zwiększenie bezpieczeństwa przeciwpowodziowego i działalność doraźną przed powodzią oraz w czasie jej wystąpienia. Ochrona przed powodzią jest zadaniem Państwowego Gospodarstwa Wodnego Wody Polskie (PGW WP) oraz organów administracji rządowej i samorządowej. Instytucje te odpowiadają za zapewnienie ochrony ludności i mienia przed powodzią. W Polsce od 2007 roku istnieje Rządowe Centrum Bezpieczeństwa ostrzegające obywateli przed zagrożeniami, także powodziowymi. Działają również gminne, powiatowe oraz wojewódzkie centra i zespoły zarządzania kryzysowego. Do władz rządowych oraz samorządowych należy bowiem stworzenie planów ewakuacyjnych na wypadek wystąpienia powodzi i koordynowanie działań pomocowych odpowiednich służb.

Niezbędnym elementem wczesnego ostrzegania przed powodziami są systemy monitoringu zjawisk meteorologicznych i hydrologicznych. W Polsce zadania te realizuje Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, który na bieżąco rejestruje pomiary stanu wody na rzekach oraz wielkości opadów atmosferycznych. W tym celu w 1999 roku stworzono System Monitoringu i Osłony Kraju. Tworzy go blisko 1000 zautomatyzowanych posterunków opadowych i 800 posterunków wodowskazowych ulokowanych na terenie całego państwa. W 2011 roku utworzono również Informatyczny System Osłony Kraju (ISOK), wspomagający funkcjonowanie Systemu Monitoringu i Osłony Kraju. Do realizowanych przez ISOK działań zapobiegających skutkom powodzi należy również opracowanie map zagrożenia powodziowego oraz map ryzyka powodziowego. Dzięki temu każdy mieszkaniec kraju może sprawdzić, czy zamieszkuje tereny zagrożone zalaniem przez wodę. Mapy są przydatne również do planowania zagospodarowania przestrzennego terenu, bowiem obszary zagrożone powodzią powinny być wyłączone z zabudowy mieszkaniowej czy przemysłowej i przeznaczone pod łąki, tereny zieleni lub wykorzystanie rekreacyjne. Ogranicza to potencjalne straty materialne powstające wskutek wystąpienia powodzi.

Środki techniczne polegają na budowie obiektów zapobiegających powstawaniu powodzi oraz zmniejszających szkodliwy przebieg powodzi. Należą do nich m.in.:

• zbiorniki retencyjne,

• suche zbiorniki napełniające się tylko w okresach wezbrań,

• poldery przeciwpowodziowe,

• kanały przeciwpowodziowe (tzw. kanały ulgi),

• wały przeciwpowodziowe (obwałowania),

• ściany przeciwpowodziowe,

• wrota przeciwpowodziowe (tzw. wrota wsporne),

• wrota przeciwsztormowe,

• bariery tymczasowe, takie jak worki z piaskiem, hydroworki i in.

Tabela. Wybrane środki ochrony przeciwpowodziowej czynnej i biernej

Pod względem stosowanych środków technicznych ochrona przeciwpowodziowa dzieli się na ochronę czynną i bierną. Czynna polega na przeciwdziałaniu tworzenia się powodzi, natomiast bierna to ochrona doraźna, polegająca na ograniczeniu obszaru zalanego wodą oraz minimalizowaniu skutków wystąpienia powodzi.

Przeciwpowodziowe środki techniczne ochrony biernej mają charakter uniwersalny, to znaczy mogą być przydatne w przypadku każdej powodzi, bez względu na jej przyczyny. Należą do nich np. wały przeciwpowodziowe i poldery. Stosowanie środków ochrony czynnej zależy w większym stopniu od rodzaju występujących powodzi. Inne są przydatne dla powodzi sztormowych, a inne dla powodzi roztopowych lub opadowych. Rodzaj zastosowanych środków zależy również od miejsca występowania powodzi – inne budowle hydrotechniczne wznosi się w miastach, a inne na terenach niezurbanizowanych.

Do ochrony przed powodziami opadowymi służą budowane na rzekach zbiorniki retencyjne oraz zbiorniki suche. Ochrona przed powodziami zatorowymi polega na stałym monitorowaniu stanu zlodzenia rzek i szybkim likwidowaniu zatorów lodowych przez lodołamacze lub z użyciem ładunków wybuchowych. Z kolei na obszarach nadmorskich, które zagrożone są wystąpieniem powodzi sztormowych, ochronę przeciwpowodziową zapewniają między innymi wrota sztormowe, budowane na niewielkich rzekach uchodzących do morza oraz na ich dopływach.

Jednym z najpowszechniej stosowanych środków ochrony przeciwpowodziowej jest budowa wałów przeciwpowodziowych. Ich łączna długość wynosi w Polsce około 8,5 tys. km. Nie eliminują one jednak całkowicie zagrożenia powodziowego.

R1XGi9IkRjdmR

Ilustracja przedstawia schemat doliny rzecznej. W centralnej części obrazka występuje koryto rzeki. Po lewej i prawej od koryta rzecznego rozciąga się płaszczyzna, zakończona wydłużonym wałem przeciwpowodziowym - jest to obszar zalewowy. Po lewej stronie za wałem przeciwpowodziowym zabudowa mieszkalna.

Nawet jeśli woda nie przeleje się przez wały, istnieje ryzyko, że po pewnym czasie przez nie przesiąknie. Poza tym jeśli wały uniemożliwią rozlanie się wód powodziowych w dolinie, fala powodziowa ulegnie spiętrzeniu i będzie szybciej się przemieszczać, co stwarza większe zagrożenie dla terenów, które już nie są chronione wałami, np. gęsto zaludnionych i zabudowanych. Dlatego na obszarach miejskich i przemysłowych zwykle prowadzona jest regulacja rzek oraz budowa wałów przeciwpowodziowych. Taką rzeką jest naturalnie meandrująca Odra, której koryto, zwłaszcza w jej górnym biegu, zostało uregulowane, wskutek czego jego długość uległa skróceniu o około 150 km. Wyprostowanie koryta skróciło drogę fali powodziowej, a obwałowanie doprowadziło do jej spiętrzenia. Stąd tak często w dolinie Odry pojawiają się katastrofalne w skutkach powodzie.

Zbiorniki retencyjne regulują wielkość przepływu rzek i gromadzą nadmiar wody, dlatego wydają się optymalnym środkiem ochrony przeciwpowodziowej. Często pełnią jednak jeszcze inne funkcje (hydroenergetyczne, turystyczne), co sprawia, że ich możliwości przeciwpowodziowe zwykle nie są w pełni wykorzystywane. Poza tym ich budowa pochłania bardzo duże środki.

Polecenie 5

Wskaż nazwę technicznego środka przeciwpowodziowego, który przedstawia poniższa ilustracja.

R1CRWYZtQk9uO

Ilustracja

Wskaż nazwę technicznego środka przeciwpowodziowego na podstawie poniższego opisu.

To sztuczne przekopy biegnące równolegle do koryta rzeki. Wykorzystuje się je podczas wezbrań do odprowadzenia części wód z głównego koryta rzeki, co powoduje zmniejszenie kulminacji fali powodziowej na rzece.

RWV0U1uM9eHOz

Możliwe odpowiedzi: 1. kanał przeciwpowodziowy, 2. wał przeciwpowodziowy, 3. Nieprawidłowa odpowiedź A, 4. Nieprawidłowa odpowiedź A

Polecenie 6

Wskaż nazwę technicznego środka przeciwpowodziowego, który przedstawia poniższa ilustracja.

RbW6Xd8N5MqD4

Ilustracja

Wskaż nazwę technicznego środka przeciwpowodziowego na podstawie poniższego opisu.

Wznoszony wzdłuż rzeki w pewnym oddaleniu od jej koryta; otaczając tereny zalewowe wzdłuż rzeki tworzy jak gdyby większe koryto dla wód powodziowych.

RgpytzvcdQHtl

Możliwe odpowiedzi: 1. kanał przeciwpowodziowy, 2. wał przeciwpowodziowy, 3. Nieprawidłowa odpowiedź A, 4. Nieprawidłowa odpowiedź A

Planując działania mające na celu redukcję zagrożenia powodziowego, w pierwszej kolejności powinno się stosować jednak środki pozatechniczne polegające przede wszystkim na wzmacnianiu naturalnych procesów hydrologicznych, które spowalniają odpływ wód opadowych do rzek. Służą one powiększaniu naturalnej retencji i ochronie ekosystemów. Pozwoli to na zatrzymanie nadmiaru, ograniczy zagrożenie powodziowe dla innych, trwale zagospodarowanych obszarów, a zretencjonowana woda będzie mogła zostać efektywnie wykorzystana przez przyrodę w późniejszym, suchym okresie.

Wymienione powyżej środki ochrony przeciwpowodziowej zapobiegają powodziom najskuteczniej, gdy wzajemnie się uzupełniają. Dlatego coraz częściej w ochronie przeciwpowodziowej podejmuje się kompleksowe działania obejmujące teren całego dorzecza. Działania te polegają np. na pozostawieniu niezabudowanych i niezagospodarowanych terenów w dolinie rzecznej, które woda może zalewać w czasie wezbrań nie wyrządzając strat materialnych. Duże znaczenie ma także przywracanie naturalnej retencji, zwłaszcza na obszarach szczególnie zagrożonych powodzią, oraz renaturalizacja rzek, czyli odtwarzanie naturalnego przebiegu koryt. W ramach tych działań likwidowane są umocnienia brzegów, a uregulowane dotąd prostolinijne koryta ponownie zaczynają meandrować. Kręty, naturalny bieg powoduje, że fala powodziowa przemieszcza się wolniej niż w korycie uregulowanym.

Realizowane inwestycje, niezależnie od ich skali, nigdy nie pozwolą na całkowite wyeliminowanie zagrożenia powodziowego. Z tego też względu należy zwrócić uwagę na edukację dotyczącą zarówno przyczyn powstawania powodzi, jak i zagrożeń z nią związanych oraz właściwego postępowania w momencie jej wystąpienia.

Powódź tysiąclecia

Podsumowanie

• W Polsce przeważają powodzie opadowe i roztopowe.

• Najbardziej zagrożone powodziami są doliny Odry i Wisły oraz dolne odcinki dolin ich dopływów.

• Środki ochrony przeciwpowodziowej dzielą się na administracyjno‑ekonomiczne i techniczne.

• Ochrona przeciwpowodziowa polega na regulacji koryt rzecznych, budowie wałów przeciwpowodziowych i sztucznych zbiorników wodnych, a także odpowiednim gospodarowaniu na obszarach zalewowych, przywracaniu retencji naturalnej, budowie polderów przeciwpowodziowych i innych zabezpieczających budowli hydrotechnicznych.

Słownik

Ćwiczenia

Ćwiczenie 4

Zaznacz właściwą odpowiedź.

Funkcją widocznej na zdjęciu budowli hydrotechnicznej jest:

R1DDUTaJjdEY6

Ilustracja

Funkcją śluzy jest:

RE8oBaKfnGB0b

Możliwe odpowiedzi: 1. Rozbicie fal w celu niedopuszczenia do zalania nabrzeża, 2. Zatrzymanie fali powodziowej spowodowanej intensywnymi opadami przemieszczającą się w dół biegu rzeki., 3. Zatrzymanie fali powodziowej przemieszczającej się w górę rzeki pod wpływem siły wiatru., 4. Rozbicie zatoru lodowego wywołującego falę powodziową.

Bibliografia

Jak przygotować się na powódź, Poradnik Rządowego Centrum Bezpieczeństwa, https://rcb.gov.pl/wp-content/uploads/poradniki/poradnik_powodz.pdf (dostęp: 22.11.2022).

Powódź – w obliczu zagrożenia, Poradnik Rządowego Centrum Bezpieczeństwa, https://rcb.gov.pl/wp-content/uploads/2011/01/poradnik_powodz1.pdf (dostęp: 22.11.2022).

Notatnik