Powódź to zjawisko hydrologiczne, które w polskim prawie wodnym definiowane jest jako czasowe pokrycie przez wodę terenu, który w normalnych warunkach nie jest pokryty wodą, w szczególności wywołane przez wezbrania wody w ciekach naturalnych, zbiornikach wodnych, kanałach oraz od strony morza, z wyłączeniem pokrycia przez wodę terenu wywołanego przez wezbranie wody w systemach kanalizacyjnych. Geneza tego zjawiska może mieć jednak różny charakter. Ze względu na warunki wystąpienia wyróżnia się kilka rodzajów powodzi, które szczegółowo przedstawiono w materiale Powodzie i ich przyczyny.

RQZVnQwWmtysc

Na schemacie wymienione są typy powodzi. Są to powodzie opadowo – nawalne, powodzie opadowo – rozlewne, powodzie roztopowe, powodzie śryżowo‑zatorowe i lodowo‑zatorowe, powodzie sztormowe i powodzie antropogeniczne.

Wszystkie środki techniczne i pozatechniczne zapobiegające powodziom lub ograniczające ich rozmiary i skutki nazywamy ochroną przeciwpowodziową. Mogą mieć one charakter środków administracyjnych, ekonomicznych lub technicznych.

Do środków administracyjno‑ekonomicznych zalicza się przepisy prawne oraz zarządzenia władz mające na celu zwiększenie bezpieczeństwa przeciwpowodziowego i działalność doraźną przed powodzią oraz w czasie jej wystąpienia. Wiele państw powołuje w tym celu specjalne zespoły czy agendy. W Polsce od 2007 roku funkcjonuje Rządowe Centrum Bezpieczeństwa, które ma strukturę hierarchiczną. Na poziomie poszczególnych jednostek samorządowych działają gminne, powiatowe oraz wojewódzkie centra i zespoły zarządzania kryzysowego. Do władz rządowych oraz samorządowych należy między innymi stworzenie planów ewakuacyjnych na wypadek wystąpienia kataklizmu i koordynowanie działań pomocowych odpowiednich służb.

Do działań zapobiegających skutkom powodzi należy również opracowanie map zagrożenia powodziowego oraz map ryzyka powodziowego. Obowiązek opracowania takich dokumentów planistycznych wynika z dyrektywy Parlamentu Europejskiego z 2007 roku. Dzięki opracowaniu map każdy mieszkaniec może sprawdzić, czy zamieszkuje tereny zagrożone zalaniem przez wody. Mapy są przydatne również do planowania zagospodarowania przestrzennego. Obszary położone na terenach zalewowych powinny być wyłączone z zabudowy mieszkaniowej czy przemysłowej i przeznaczone pod tereny zielone lub rekreacyjne. Wyeliminowanie zabudowy takich miejsc ogranicza potencjalne szkody w momencie wystąpienia zjawisk katastrofalnych. W najbardziej zagrożonych miejscach zaleca się wykup nieruchomości i przesiedlenie ludności na tereny bezpieczne.

Obok środków administracyjnych powszechnie stosowane są środki techniczne. Pod tym terminem rozumiane są wszelkiego rodzaju budowle inżynieryjno‑wodne, takie jak zbiorniki retencyjne czy wały, mające na celu ochronę przed powodzią oraz sygnalizację i prognozowanie wezbrań.

Pod względem stosowanych środków technicznych ochrona przeciwpowodziowa dzieli się na ochronę czynną i bierną. Pierwsza, określana również jako profilaktyczna, skupia się na przeciwdziałaniu tworzenia się powodzi oraz zmniejszeniu kulminacji przepływu. Druga to ochrona tzw. doraźna, zajmująca się ograniczeniem obszaru zalanego wodą oraz minimalizowaniem skutków wystąpienia powodzi.

RN7hymhq7VpP7

Na schemacie znajdują się środki ochrony przeciwpowodziowej czynnej i biernej. Na górze widnieje napis OCHRONA CZYNNA a pod spodem trzy prostokąty z opisem: WROTA SZTORMOWE, LIKWIDACJA ZATORÓW LODOWYCH, ZBIORNIKI RETENCYJNE oraz SUCHE Z ZAMKNIĘCIEM. Obok widnieje napis OCHRONA BIERNA oraz prostokąty z napisami: WAŁY PRZECIWPOWODZIOWE, POLDERY ZALEWOWE BEZ ZAMKNIĘCIA, KANAŁY ULGI.

Zastosowane środki techniczne zależą od rodzaju powodzi – inne stosowane są dla powodzi sztormowych, a inne dla powodzi roztopowych. Rodzaj zastosowanych środków zależy również od miejsca, inne budowle hydrotechniczne wznosi się w miastach, a inne na terenach niezurbanizowanych.

Ochrona przed powodziami sztormowymi

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. Jest to rodzaj konstrukcji, która w momencie wystąpienia cofkicofkacofki umożliwia zamknięcie wrót i tym samym zapobiega wlewaniu się mas wody wpychanych siłą wiatru od strony morza. W Polsce system taki wybudowano np. na kanale wypływającym z jeziora Jamno. Dodatkową ochronę stanowi tu wzniesiony przy brzegu falochron. Obecnie budowa wrót sztormowych planowana jest na rzece Tudze - dopływie Szkarpawy.

Szczególny rodzaj zabezpieczeń przed zalaniem wodami morza stworzono w Holandii. Przyczyną rozpoczęcia prac na tym systemem była tragiczna powódź sztormowa, która miała miejsce w tym kraju na przełomie stycznia i lutego w 1953 roku. Zdarzenie to pochłonęło ponad 1800 ofiar, a kolejne kilkadziesiąt tysięcy osób straciło domy oraz cały dobytek. Odnotowano również ogromne straty wśród zwierząt domowych. Po tej katastrofie rząd Holandii przystąpił do budowy tzw. Planu Delta, czyli systemu zapór wodnych. W zakończonym w 1997 roku projekcie zastosowano wyjątkowe rozwiązania techniczne. Zapora przeciwpowodziowa Oosterscheldekering o długości 9 km wyposażona została np. w ruchome zasuwy. W sytuacji alarmu powodziowego są one opuszczane, zamykając przepływ wody. Zapora Maeslantkering składa się natomiast z dwóch ruchomych, stalowych barier w kształcie łuków, osadzonych w suchych dokach po obu brzegach kanału. Podczas zagrożenia powodziowego bariery przesuwają się w stronę środka kanału aż do momentu złączenia.

R5e7GrdKFhUJO

Na rysunku przedstawiony jest system zapór wodnych w Holandii i Belgii. Ląd oznaczony jest żółtym kolorem, natomiast Morze Północne, liczne zatoki wchodzące w głąb lądu i kanały kolorem niebieskim. Na mapie dużym pomarańczowym punktem zaznaczono jest Antwerpia i Rotterdam. Zapory wodne oznaczone są niebieskimi liniami ciągłymi oraz przerywanymi.

R1GWuPf94ht2A

Fotografia przedstawia wrota sztormowe na kanale Jamneńskim. Kanał jest wybetonowany, z boku znajduje się delikatny spadek porośnięty trawą, a powyżej żółte barierki. Na końcu kanału widać cztery betonowe, równoległe bramki, nad którymi znajduje się żółty mostek. W tle jest las.

RQCzRL7RTymAm

Fotografia przedstawia wrota sztormowe, które w normalnych warunkach hydrologicznych pozostają otwarte, umożliwiając przepływ wody w stronę morza. Na zdjęciu widać betonową i metalową konstrukcję złożoną z równoległych dwuskrzydłowych wrót, które są otwarte. Nad wrotami znajduje się żółty mostek.

R6GIxNJTo0nSF

Fotografia przedstawia zaporę Oosterscheldekering w Holandii chroniąca przed spiętrzonymi wodami Morza Północnego. Zbiornik wodny jest bardzo szeroki. Pośrodku znajduje się duża wyspa, na której postawiono wiatraki. Od brzegu do wyspy i od wyspy do drugiego brzegu zbudowana jest długa, wąska zapora stanowiąca przeszkodę dla wody.

RgfQM1X2769wb

Fotografia przedstawia zaporę Oosterscheldekering w Holandii w zbliżeniu. Zapora zbudowana jest z betonowych pali wbitych w dno, które są rozstawione w regularnych odstępach. Między palami znajduje się metalowa konstrukcja, a na ich szczycie każdego z nich postawione są dwa białe kominy. Brzeg zbiornika jest piaszczysty, porośnięty w niektórych miejscach trawą.

R1ONOcc1vsrpb

Fotografia przedstawia zaporę Oosterscheldekering w Holandii w dużym zbliżeniu. Zapora zbudowana jest z betonowych pali wbitych w dno, które są rozstawione w regularnych odstępach. Między palami znajduje się metalowa konstrukcja, a na ich szczycie każdego z nich znajduje się metalowa konstrukcja i postawione są dwa białe kominy.

RWlnKyu3IxZTF

Zdjęcie z lotu ptaka przedstawia otwartą zaporę Maeslantkering, co umożliwia swobodny przepływ statku do portu w Rotterdamie. Na brzegu widoczna jest metalowa konstrukcja, która zamyka się na zasadzie wrót osadzonych na zawiasach. Konstrukcja jest otwarta, umieszczona na lądzie, a przepływ przez kanał jest możliwy. Kanałem płynie czerwona barka z ułożonymi na niej towarami.

RdqHCBfmgP5Lr

Fotografia przedstawia zamknięte zapory Maeslantkering. Zaporę tworzy metalowa, biała konstrukcja, która spotyka się ze sobą na środku kanału. W tle widać białe wiatraki i zachmurzone niebo, a na brzegu kanału po ścieżkach spacerują ludzie.

Ochrona przed powodziami zatorowymi

Inne rodzaje zabezpieczeń stosuje się w miejscach zagrożonych powodziami zatorowymi. Dotyczy to rzek, które w porze zimowej całkowicie lub częściowo zamarzają. Gruba pokrywa lodowa uniemożliwia swobodny przepływ wody, a spiętrzone masy lodu mogą doprowadzić do rozlania się wód rzeki poza jej brzegi. Ponieważ zjawisko to zależne jest od warunków pogodowych, trudne są do przewidzenia zarówno miejsce, jak i czas powodzi. Ochrona przeciwpowodziowa polega więc na stałym monitoringu stanu zlodzenia rzek i odpowiednio szybkiej reakcji na powstawanie zatorów lodowych. W tym celu używane są statki – lodołamacze, które zostały specjalnie skonstruowane i przystosowane do kruszenia lodu. W miejscach, w których grubość lodu jest zbyt duża, stosowane są ładunki wybuchowe, zakładane bezpośrednio na rzece lub zrzucane z powietrza.

R9qoJnbq7egff

Zdjęcie przedstawia lodołamacz kruszący lód na rzeczce Mozeli. Rzeka jest pokryta gęsto odłamkami lodu. Płynie po niej biało‑czarny statek z ostrym dziobem, który kruszy lód. Na rufie widnieje jego nazwa: Josef Langen, a z tyłu niemiecka flaga. Na brzegu znajdują się domy oraz niewysokie, porośnięte roślinnością wzgórza.

Ochrona przed powodziami opadowymi

Najszerszy zakres środków technicznych wykorzystuje się do zapobiegania powodziom o genezie opadowej. Do ochrony czynnej służą budowane na rzekach zbiorniki retencyjne oraz zbiorniki suche.

Tradycyjne zbiorniki retencyjne budowane na rzekach mają za zadanie magazynowanie wody w okresach jej nadmiaru i upuszczanie podczas niedoboru. Takie zbiorniki stale wypełnione są wodą. Aby mogły wypełnić swoją funkcję przeciwpowodziową, nie powinny być jednak napełnione do poziomu maksymalnego. Konieczne jest pozostawienie tzw. „rezerwy”. Kiedy wydawany jest komunikat o możliwości uformowania się fali wezbrania, zbiorniki są częściowo opróżniane i przygotowywane do przyjęcia nadmiaru wody. Retencjonowanie wód w zbiornikach obniża wysokość fali powodziowej oraz wydłuża czas jej przejścia.

Zbiorniki suche natomiast, zgodnie z nazwą, nie są wypełnione wodą przez cały czas. Koryto rzek przegradzane jest zaporą wyposażoną w przepusty umożliwiające przepływ wody przy normalnych stanach rzek. Tereny zbiornika mogą być wówczas wykorzystywane np. rolniczo jako łąki i pastwiska. W chwili zagrożenia powodziowego możliwe jest jednak zamknięcie przepustu i wypełnienie wodą czaszy zbiornika. Po przejściu fali powodziowej zbiornik ponownie pozostaje pusty.

RTg29qgzzazvO

Fotografia przedstawia zbiornik retencyjny Shimen na rzece Dahan w Tajwanie. Pośrodku fotografii przebiega kręta droga, która jest jednocześnie wierzchołkiem zapory wodnej. Po prawej stronie widoczny jest zbiornik wodny z wysoko spiętrzoną taflą wody, po której pływają statki. Na horyzoncie są góry, za które chowa się zachodzące słońce. Po lewej stronie zapory znajduje się pionowa, betonowa ściana budowli. Droga prowadzi na szczyt wzgórza, gdzie znajdują się domy.

Podobną funkcję do zbiorników suchych pełnią poldery. W przeszłości była to jedna z podstawowych i w pełni naturalnych metod ochrony przed powodziami. Podczas wezbrań woda rozlewała się poza swoje koryto. Współczesne poldery to urządzenia hydrotechniczne pozwalające gromadzić wodę na naturalnych terenach zalewowych. Zlokalizowane są zazwyczaj obok głównego koryta rzeki, od którego oddzielone są wałami. W normalnych warunkach mogą podobnie jak suche zbiorniki być wykorzystywane rolniczo. W chwili przejścia fali powodziowej część wody z koryta rzecznego kierowana jest przez specjalnie wyznaczony wlot, którym jest np. umocnione obniżenie wału. Poldery cechują się jednak mniejszą pojemnością niż zbiorniki retencyjne czy suche, zwykle również nie posiadają urządzeń regulujących ilość tak wpływającej, jak i zrzucanej wody.

Zmniejszaniu kulminacji fali powodziowej na rzekach służą także kanały przeciwpowodziowe, zwane również kanałami ulgi. Są to wykonane przez człowieka sztuczne przekopy, biegnące zazwyczaj równolegle do głównego koryta rzeki. Kanały ulgi wykorzystywane są podczas wezbrań do odprowadzenia części wód z głównego koryta rzeki. Część z kanałów wyposażona jest w zamknięcie, które umożliwia sterowanie ilością wody przepływającej przez niego. Tego rodzaju konstrukcje chronią najczęściej centra miast, można odnaleźć je we Wrocławiu, Gorzowie Wielkopolskim, Opolu czy Raciborzu.

RchlU1Ft5B7LG

Fotografia przedstawia zaporę wodną na Zbiorniku Czorsztyńskim. Zbiornik dzieli na pół wysoka, betonowa konstrukcja. Z prawej i z lewej strony budowli widoczna jest tafla spiętrzonej wody. W tle znajdują się pagórki porośnięte drzewami iglastymi.

R16hxtzwQ94IQ

Na zdjęciu znajduje się korona zapory suchego zbiornika w Stroniu Śląskim, na rzece Morawce. Z obu stron zapory widoczne są porośnięte trawą zbocza pagórka, a pośrodku zbudowany z kamieni mur zwieńczony metalowym, niebieskim mostkiem. W tle widoczne są pagórki porośnięte liściastymi drzewami.

RgT2h5AHBDQwu

Na zdjęciu znajduje się obwałowanie polderu Buków w dolinie Odry. Zdjęcie przedstawia płaską łąkę, która sąsiaduje z niewielkim wałem wyłożonym betonowymi płytami.

RpbcQxsjYbyBS

Fotografia przedstawia kanał Nowa Ulga w warszawskiej dzielnicy Wawer. Kanał prowadzi przez płaski teren, jest prosty i wypełniony wodą. Na pierwszym planie znajduje się czerwona rura, która położona jest w poprzek zbiornika. Z prawej i lewej strony kanału rosną liczne drzewa.

RNdDhFmPJo0Fo

Na zdjęciu znajduje się kanał ulgi w Raciborzu, który odprowadza część wód Odry poza centrum miasta. Kanał jest kręty i dość szeroki, ma regularny kształt. Po obu stronach kanału widoczny jest płaski teren porośnięty trawą.

RlADUzbAsDMHr

Mapa przedstawia przebieg Odry oraz Kanału Ulgi w Raciborzu. Kontur miasta oznaczony jest kolorem czarnym, pośrodku znajduje się napis Racibórz oraz pomarańczowy, nieregularnie oznaczony teren. Odra biegnie przez centrum miasta niebeską krętą linią, łączy się z czerwoną linią symbolizującą Kanał Ulgi. Zaczyna się on z jednej strony miasta, a kończy z drugiej strony, przez co wody rzeki omijają centrum.

Jednym z najpowszechniej stosowanych środków ochrony są wały przeciwpowodziowe. W Polsce łączna ich długość wynosi około 8,5 tys. km. Umocnienia wykonywane są po jednej lub obu stronach koryta rzecznego. Konstrukcja takich obwałowań może być wykonana z różnorodnego materiału, konieczne jest jednak jej odpowiednie uszczelnianie. Aby wały przeciwpowodziowe stanowiły skuteczną ochronę przed powodzią, powinny być stale poddawane konserwacji. Wadą tych konstrukcji jest to, że uniemożliwiając rozlewanie się wód, przyczyniają się równocześnie do ich spiętrzania oraz zwiększenia prędkości płynięcia. Zmiana parametrów fali powodziowej może spowodować konsekwencje na odcinkach położonych w dalszym biegu rzeki.  Tam, gdzie wały się kończą, uwolniona z obwałowań rzeka może z tym większa siłą zalewać tereny nadrzeczne.

R1YCZbLQo9VFG

Fotografia przedstawia koronę wału przeciwpowodziowego wzdłuż Wisły. Po lewej stronie zdjęcia widać łąkę porośniętą drzewami i trawami. Po prawej stronie usypane jest regularne, proste wzniesienie pokryte trawą. Na jego wierzchołku wydeptana jest ścieżka.

Wymienione powyżej środki techniczne spełniają swoje funkcje już w momencie wystąpienia zagrożenia. Aby były skuteczne, część z nich wymaga jednak czasu koniecznego do ich uruchomienia. Dlatego 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. Oprócz niego utworzono System Lokalizacji Wyładowań Atmosferycznych oraz System Radarów Meteorologicznych (POLRAD). Ten ostatni projekt składa się obecnie z 8 radarów, które obejmują terytorium Polski. Wykorzystując zjawisko odbicia fal elektromagnetycznych od chmur, urządzenia te pozyskują dane dotyczące wysokości chmur, kierunku, prędkości ich przemieszczania się oraz dokonują analizy struktury opadów, a także ich natężenia. Na podstawie zebranych danych opracowuje się ostrzeżenia meteorologiczne i hydrologiczne, które pozwalają na wcześniejsze przygotowanie się do potencjalnego kataklizmu. W 2011 roku utworzono w naszym kraju również Informatyczny System Osłony Kraju (ISOK), uzupełniający funkcjonowanie Systemu Monitoringu i Osłony Kraju.

W ostatnich latach powraca się do idei ochrony przeciwpowodziowej opartej na wzmacnianiu naturalnych procesów hydrologicznych, które spowalniają spływ wód opadowych do rzek. W wielu państwach odchodzi się od budowy wysokich umocnień przeciwpowodziowych na rzecz renaturalizacji rzek, czyli przywracania ich do stanu jak najbardziej naturalnego. 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.

Innym sposobem na zmniejszenie spływu jest zwiększenie retencji, czyli zdolności magazynowania wód opadowych na powierzchni oraz pod powierzchnią ziemi. W tym celu zaleca się między innymi zalesianie stoków oraz ochronę zadrzewień dolin rzecznych i śródpolnych. Poprawa retencji wodnej to najważniejsze zadanie na terenach zurbanizowanych, gdzie znajduje się duża ilość powierzchni utwardzonych i uszczelnionych. W takich warunkach nawet niewielki opad deszczu szybko spływa do rzek, zwiększając ryzyko nagłych powodzi. Rozwiązaniem jest zwiększenie powierzchni terenów wsiąkliwych oraz budowanie niewielkich zbiorników, oczek wodnych oraz ogrodów deszczowychogród deszczowyogrodów deszczowych. Działania takie określane są mianem małej retencji.

Wymienione wyżej środki zapobiegają powodziom najskuteczniej wtedy, gdy są stosowane kompleksowo i wzajemnie się uzupełniają. Efektywność ochrony przeciwpowodziowej wymaga zaangażowania naukowego, technicznego i administracyjnego. Niezbędna jest również edukacja mieszkańców terenów zagrożonych oraz ich świadomość na temat genezy i skutków kataklizmu.

Słownik