Mo ż liwo ś ci wykorzystania numerycznej mapy ryzyka powodziowego do oceny skutków powodzi na przykładzie Kalisza

(1)

Justyna Czarnecka

Mo ż liwo ś ci wykorzystania numerycznej mapy ryzyka powodziowego do oceny skutków powodzi na przykładzie Kalisza

Praca magisterska wykonana pod kierunkiem dr hab. Jacka Kozaka.

Praca magisterska złożona zgodnie z wymogami programu studiów magisterskich UNIGIS (Master of Science) w zakresie „Geographical Information Science &

Systems”.

Uniwersytet Jagielloński w Krakowie, Uniwersytet Parisa Lodrona w Salzburgu

2011

(2)

Oświadczam, że wszystkie źródła wykorzystane w pracy zostały wymienione zgodnie z regułami cytowania. Niniejszą pracę wykonałam samodzielnie. Praca ta nie była i nie

będzie składana jako praca dyplomowa w innym miejscu.

Data... Podpis……….

(3)

Spis treści

1. Wprowadzenie... 3

2. Zakres tematyczny i rola map ryzyka powodziowego ... 5

3. Cel i zakres pracy ... 7

4. Typy powodzi w Polsce oraz klasyfikacja ich szkód i strat ... 8

5. Zakres i dostępność dotychczasowych opracowań map ryzyka powodziowego w Europie... 11

6. Propozycja struktury warstw i ich atrybutów dla mapy ryzyka powodziowego... 14

6.1. Warstwy referencyjne ... 15

6.2. Obiekty szczególnie zagrożone w przypadku zalania ich podczas wystąpienia powodzi21 6.3. Obiekty mogące stwarzać zagrożenie dla środowiska i ludzi w przypadku zalania ich podczas powodzi ... 27

6.4. Strefa zagrożenia powodziowego ... 30

7. Opracowanie numerycznej mapy ryzyka powodziowego na przykładzie Kalisza ... 32

7.1. Charakterystyka obszaru zainteresowania ... 32

7.2. Materiały i dane wykorzystane do realizacji mapy ryzyka powodziowego Kalisza ... 39

7.3. Propozycje analiz pozwalających na wstępne oszacowanie strat na obszarze zagrożonym powodzią na przykładzie Kalisza ... 41

7.3.1. Etap I ... 42

Analiza pozwalająca na określenie szacunkowej liczby ludności i budynków mieszkalnych na obszarze zagrożonym powodzią... 42

Analiza pozwalająca na określenie liczby i funkcji budynków innych niż mieszkalne. 43 Analiza pozwalająca na oszacowanie liczby ludności oraz budynków mieszkalnych i przemysłowych w strefie wysokiego zagrożenia powodziowego... 48

Analiza potencjalnych strat w przypadku zniszczenia dróg... 49

Analiza wielkości strat na obszarach o zróżnicowanym pokryciu terenu... 51

Analiza gęstości sieci hydrograficznej... 55

Rola obiektów zagrożonych w przypadku wystąpienia powodzi oraz obiektów mogących zagrażać środowisku przyrodniczemu i ludziom... 56

7.3.2. Etap II ... 56

7.3.3. Zautomatyzowanie analiz przy wykorzystaniu oprogramowania ArcGIS ... 59

7. 4. Wyniki przeprowadzonych analiz dla Kalisza ... 60

8. Podsumowanie i wnioski końcowe ... 62

Literatura:... 66

Spis tabel:... 68

Spis rycin: ... 69

Załącznik 1. Zawartość płyty CD: ... 69

(4)

1. Wprowadzenie

Powodzie są jednym z najczęściej występujących naturalnych zjawisk katastrofalnych na świecie i towarzyszą ludzkości od zarania dziejów. Według Ciepielowskiego (1992) powodziami nazywamy takie wezbrania wody, podczas których woda po przekroczeniu stanu brzegowego lub poziomu korony wałów ochronnych zalewa doliny rzeczne lub tereny depresyjne, a przez to powoduje zniszczenia, straty finansowe i pozaekonomiczne. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady z 2007 r.

w sprawie oceny ryzyka powodziowego i zarządzania nim, określa powódź jako zjawisko naturalne, któremu nie sposób zapobiec, a niektóre działania człowieka, takie jak przyrost zabudowy mieszkaniowej i wzrost wartości majątku na obszarach zalewowych, a także obniżenie naturalnego potencjału retencyjnego gleby wskutek użytkowania gruntów oraz zmiany klimatyczne, przyczyniają się do zwiększenia prawdopodobieństwa występowania powodzi i zaostrzenia ich negatywnych skutków.

Szwajcarskie towarzystwo reasekuracyjne Swiss Re wyliczyło, że w roku 2010 klęski żywiołowe i katastrofy wywołane przez człowieka kosztowały światową gospodarkę około 222 mld dolarów. Według raportu Swiss Re 54,1% wszystkich klęsk to zdarzenia wywołane przez katastrofy naturalne a powodzie stanowiły aż 41,3%

wszystkich naturalnych katastrof jakie wydarzyły się w 2010 r. na świecie (Sigma No1/2011).

W Polsce największe straty wywołane przez naturalne zjawiska katastrofalne związane są właśnie z powodziami. Według Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji straty spowodowane tym żywiołem w 2010 r. zostały oszacowane na 12,5 mld zł i były największe w infrastrukturze komunalnej (4,4 mld zł) oraz obiektach gospodarki wodnej (3 mld zł) (http://sejmometr.pl).

Człowiek nie jest w stanie pokonać żywiołu, ale wykorzystując swoją wiedzę, doświadczenie oraz zdobycze nowoczesnej techniki jest zdolny do ograniczenia jego skutków. Prowadząc racjonalną gospodarkę oraz zabezpieczając obszary narażone na zjawisko wystąpienia powodzi, możliwe jest zmniejszenie szkód i strat a przede wszystkim zniwelowanie zagrożenia życia ludzi i zwierząt.

W roku 2007 Parlament Europejski i Rada przyjęły Dyrektywę w sprawie oceny ryzyka powodziowego i zarządzania nim, wskazując jednocześnie na potrzebę opracowania map zagrożenia i ryzyka powodziowego, na podstawie których mają zostać wykonane plany zarządzania ryzykiem powodziowym, obejmujące w

(5)

szczególności prognozowanie powodzi, ochronę i stan należytego do niej przygotowania oraz tworzenie systemów wczesnego ostrzegania ludności. Zgodnie z Dyrektywą wszystkie państwa członkowskie UE są zobowiązane opracować obydwie mapy do 22.12.2013 r.

Definicja ryzyka powodziowego określa je jako kombinację prawdopodobieństwa wystąpienia powodzi i związanych z nią potencjalnych negatywnych konsekwencji dla zdrowia ludzkiego, środowiska, dziedzictwa kulturowego oraz działalności gospodarczej (Dyrektywa 2007/60/WE). Polska jako członek Unii Europejskiej jest zobowiązana do wykonania map ryzyka powodziowego i zgodnie z prawem wodnym odpowiedzialny za to zadanie jest Prezes Krajowego Zarządu Gospodarki Wodnej. Projektem tym będą objęte przede wszystkim rzeki, na których zagrożenie powodziowe jest największe. Zostaną one wyznaczone we wstępnej ocenie ryzyka powodziowego. Dla tych rzek będą określone strefy zagrożenia powodziowego, dla których z kolei powstaną mapy ryzyka powodziowego.

(6)

2. Zakres tematyczny i rola map ryzyka powodziowego

Zadaniem map ryzyka powodziowego jest określenie negatywnych skutków powodzi poprzez wskazanie wielkości potencjalnych strat i szkód jakie mogą wystąpić na danym terenie. Miejsca o wysokim ryzyku powodziowym powinny być uwzględniane w planach zagospodarowania przestrzennego, a jeśli zachodzi taka potrzeba, także specjalnie zabezpieczane.

Zgodnie z artykułem 6 Dyrektywy 2007/60/WE mapy ryzyka powodziowego przedstawiają potencjalnie negatywne skutki związane z powodzią, która wystąpiła zgodnie z jednym ze scenariuszy, o których mowa w ust. 3. Wspomniane scenariusze dotyczą prawdopodobieństwa wystąpienia powodzi na danym obszarze. Są to: niskie prawdopodobieństwo powodzi lub scenariusze zdarzeń ekstremalnych, średnie prawdopodobieństwo powodzi o częstotliwości występowania ≥ 100 lat, wysokie prawdopodobieństwo powodzi w odpowiednich przypadkach. Zapis w Dyrektywie wskazuje ponadto, że na mapach ryzyka powodziowego powinny się znaleźć następujące informacje:

a) szacunkowa liczba mieszkańców potencjalnie dotkniętych powodzią;

b) rodzaj działalności gospodarczej prowadzonej na obszarze potencjalnie dotkniętym powodzią;

c) instalacje, o których mowa w załączniku I do dyrektywy Rady 96/61/WE z dnia 24.09.1996 r. dotyczącej zintegrowanego zapobiegania zanieczyszczeniom i ich kontroli, które mogłyby spowodować przypadkowe zanieczyszczenie w przypadku powodzi oraz potencjalnie dotknięte powodzią obszary chronione określone w załączniku IV pkt 1, ppkt (i), (iii) i (v) do dyrektywy 2000/60/WE;

d) inne informacje uważane przez państwo członkowskie za przydatne, takie jak wskazanie obszarów, na których mogą wystąpić powodzie, którym towarzyszy transport dużej ilości osadów i rumowiska, oraz informacje o innych istotnych źródłach zanieczyszczenia (Dyrektywa 2007/60/WE).

Dyrektywa UE nie wskazuje żadnego podejścia metodycznego do opracowania map ryzyka powodziowego, pozostawiając krajom członkowskim dowolność w ich konstruowaniu. Na zlecenie Krajowego Zarządu Gospodarki Wodnej przygotowano metodykę opracowania map ryzyka powodziowego, obejmującą w swoim zakresie m.in.

zaproponowane elementy mapy, opis podstaw narzędziowych, opis baz danych oraz podstawowe etapy tworzenia map. Ograniczono się w zasadzie do 12 warstw

(7)

tematycznych o stosunkowo słabo rozbudowanej strukturze atrybutowej, służącej do wykonania następujących analiz: określenia średniej głębokości zalewu dla warstwy budynki, określenia szacunkowej liczby osób znajdujących się na obszarach zagrożonych, wyznaczenia rastra strat w celu określenia wielkości strat. W metodyce opisano także kwantyfikację i wycenę poszczególnych klas terenu. Produktem finalnym ma być opracowana w oparciu o warstwy tematyczne cyfrowa mapa ryzyka powodziowego w formacie *.shp oraz jej wersja rastrowa w kroju arkuszowym mapy 1:10 000 w układzie współrzędnych 1992. Mapa rastrowa ma być przygotowana w dwóch zestawach tematycznych jako:

a) mapa zagrożenia ludności oraz strat powodziowych;

b) mapa użytkowania terenu oraz obszarów chronionych i obiektów zagrażających środowisku.

Według metodyki KZGW każdą z map należy wykonać odrębnie dla wszystkich opracowanych wcześniej scenariuszy powodziowych (niskiego, średniego i wysokiego prawdopodobieństwa wystąpienia powodzi).

(8)

3. Cel i zakres pracy

Celem niniejszej pracy jest próba skonstruowania numerycznej mapy ryzyka powodziowego, znacznie bardziej rozbudowanej niż proponuje to się w metodyce KZGW oraz określenie możliwości wykorzystania cyfrowych map ryzyka powodziowego dla potrzeb szybkiego szacowania wstępnych strat i ograniczania skutków powodzi. Numeryczną mapę ryzyka powodziowego opracowano na przykładzie średniej wielkości rzeki o charakterze nizinnym, w oparciu o jednolite zasoby danych dostępnych w Polsce. Starano się także ocenić, czy tak zaproponowana konstrukcja mapy cyfrowej będzie spełniała swoje podstawowe zadania tj.:

• będzie pełnić funkcję inwentaryzacyjno – informacyjną;

• łatwo będzie można ją aktualizować;

• dzięki niej będą możliwe różnorodne analizy, które wskażą miejsca o największym ryzyku powodziowym;

• będzie pomocna na przykład przy planowaniu akcji ewakuacyjnych lub przy podejmowaniu decyzji o lokalizacji obiektów pełniących funkcje ochronne;

• pozwoli na wyznaczenie i porównanie obszarów o różnej wielkości ryzyka powodziowego;

Przy doborze komponentów mapy zwracano uwagę na założenia Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie oceny ryzyka powodziowego i zarządzania nim oraz obowiązujące w Polsce prawo wodne.

Projekt cyfrowej mapy ryzyka powodziowego wykonano z dokładnością skali 1:10 000 dla węzła wodnego miasta Kalisza, bazując na ogólnodostępnych materiałach kartograficznych, przy użyciu oprogramowania ArcGIS firmy ESRI. Prosna w Kaliszu wraz ze swoim dopływem Swędrnią jest przykładem rzeki nizinnej, średniej wielkości o niedużym spadku. Wielokrotnie w historii wywoływała ona zagrożenie powodziowe dla ludzi i ich mienia, powodując dotkliwe straty ekonomiczne i środowiskowe.

W roku 2007-2008 Ośrodek Koordynacyjno-Informacyjny Ochrony Przeciwpowodziowej w Poznaniu (wydział Regionalnego Zarządu Gospodarki Wodnej) wyznaczył na podstawie modelowania hydraulicznego obszar bezpośredniego zagrożenia powodzią dla przepływu o prawdopodobieństwie przewyższenia p=1% (tzw.

woda stuletnia) dla węzła wodnego w Kaliszu. Zasięg tej strefy posłużył do wykonania projektu numerycznej mapy ryzyka powodziowego w niniejszej pracy.

(9)

4. Typy powodzi w Polsce oraz klasyfikacja ich szkód i strat

W Polsce większość terenów zagrożonych powodzią znajduje się w dolinach rzecznych (ok. 1,6 mln ha na 2 mln ha wszystkich zagrożonych obszarów), stanowiących zaledwie 7% ogólnej powierzchni kraju (Ciepielowski 1992).

Poszczególne regiony kraju są nawiedzane zwykle przez różne typy powodzi. Na południu dominują powodzie wywołane opadami ciągłymi bądź krótkotrwałymi opadami nawalnymi, w Polsce środkowej, wschodniej i na północnym zachodzie najwięcej jest powodzi roztopowych, na wybrzeżu przeważają powodzie sztormowe bądź spowodowane deszczami nawalnymi.

Istnieje kilka klasyfikacji powodzi w zależności od ich zasięgu, wielkości i genezy. Najbardziej znana i często cytowana w literaturze jest klasyfikacja Lambora (1962). Dzieli on powodzie na opadowe, roztopowe, sztormowe i zimowe. Ich przyczyny, zasięg i charakter oraz okres pojawiania się przedstawia tabela 1.

Tabela 1. Klasyfikacja powodzi

Okres pojawiania się powodzi Typ powodzi

Symbol Przyczyny Zasięg i charakter

ekstre- malny

naj- częstszy 1 gwałtowne On lokalne deszcze

nawalne, burze termiczne

lokalne silne powodzie na potokach górskich i małych ciekach

V-IX VII-VIII

2 Of deszcze frontalne zwykle powodzie o

szerokim zasięgu

IV-XI VI-IX 3

opadowe

rozlewne

Or deszcze frontalne zasilane warunkami orograficznymi

groźne powodzie długotrwałe z obszarów górskich 4 roztopowe R gwałtowne topnienie

śniegów, zasilanie silnymi deszczami jednocześnie przy zamarzniętej powierzchni gruntu

szeroki zasięg terytorialny, w warunkach sprzyjających (nizinne i górskie)

XII-III III

5 sztormowe Sz sytuacja baryczna sprzyjająca tym powodziom

wybrzeże morskie, Zalew Wiślany (Żuławy), Zalew Szczeciński

X-III VII VIII

XII I

6 zimowe śryżowe ZŚ gwałtowny spadek temperatury do -10^oC w układzie wyraźnie antycyklonalnym

lokalne powodzie w miejscach specjalnie predestynowanych, jak: Noteć, Brda

XII-III XII I

(10)

7 zatorowe Zz spiętrzenie wody na zatorze w czasie spływu lodów,

najczęściej w profilach mostowych

lokalne, groźne, na rzekach i potokach w miejscach o hamowanym spływie lodów

XII-III III

źródło: Lambor (1962)

Ocena skutków każdej powodzi jest zwykle subiektywna i zależna od rozpatrywanych kryteriów. Kryteria określające wielkość powodzi i zarazem jej konsekwencje można podzielić na: społeczno-ekonomiczne (związane np. z liczbą osób poszkodowanych czy ze stratami materialnymi) i hydrologiczne (określające np. zasięg strefy zalewu czy wysokość fali kulminacyjnej, która do tej powodzi doprowadziła) (Ciepielowski 1992).

Bezpośrednim efektem każdej powodzi są szkody i straty. Borowski (1992) definiuje szkody powodziowe jako uszkodzenie lub zniszczenie budowli lub urządzenia przez powódź wyrażoną w jednostkach naturalnych. Natomiast straty powodziowe to wartość uszkodzeń lub zniszczeń spowodowanych przez powódź wyrażona w jednostkach pieniężnych. Stosuje się również inną klasyfikację dzieląc straty na:

• straty bezpośrednie - straty wymierne wynikające z fizycznego uszkodzenia lub zniszczenia dóbr materialnych w trakcie powodzi. Są one najłatwiejsze do określenia spośród wszystkich strat i często są szacowane według specjalnych wskaźników jednostkowych. Iloczyn wskaźnika strat jednostkowych i liczby uszkodzonych obiektów równy jest szacowanej stracie. Na wskaźnik strat jednostkowych składa się iloczyn wartości jednostkowej i % wartości uszkodzenia konkretnego obiektu (Chojnacki 1993);

• straty pośrednie - to straty, które na ogół trudno jest wymierzyć, a które są konsekwencją strat wymiernych bezpośrednich np. straty w usługach, szkody w środowisku przyrodniczym. Wody powodziowe niejednokrotnie mogą powodować uruchomienie szeregu procesów geomorfologicznych przede wszystkim na obszarach o urozmaiconym ukształtowaniu terenu np. podmycie skarp, brzegów, spełzywanie gruntów itp. Najtrudniejsze jednak do oszacowania są szkody psychospołeczne związane często z traumatycznymi przeżyciami mogącymi wywoływać zespół stresu pourazowego, leczony u niektórych ludzi jeszcze długo po powodzi. Według Ciepielowskiego (1992) straty pośrednie szacuje się na około 50% strat bezpośrednich;

• straty wtórne, wynikające ze słabego rozwoju gospodarczego obszaru, który jest

(11)

wielokrotnie nawiedzany przez powódź (Bednarczyk i in. 2006).

W Polsce wartość strat powodziowych w porównaniu z ubiegłym wiekiem wyraźnie rośnie, związane jest to przede wszystkim z rozwojem gospodarczym kraju.

Coraz częściej zagospodarowywane są tereny zagrożone powodziami, gdyż są one niejednokrotnie niezwykle atrakcyjne zarówno pod względem położenia jak i dostępności do istniejącej już infrastruktury. Następuje więc na tych obszarach np.

wzrost zabudowy, rozwój przemysłu, handlu, czasami tereny te przeznaczane są pod budowę dróg. Zmienna jest także struktura strat w stosunku do minionych lat. Maleje udział strat w rolnictwie, a rośnie w innych dziedzinach gospodarki. Nie bez znaczenia pozostaje także okres, w którym występują powodzie. W przypadku powodzi letnich większe są straty w rolnictwie. Stanowią one wówczas od 50-60% (Ciepielowski 1992), natomiast w czasie powodzi zimowych przeważają straty w innych dziedzinach gospodarki.

Aby ograniczać skutki powodzi stosuje się różnego rodzaju środki ochrony przed powodzią. Do podstawowych środków technicznych należą przede wszystkim budowle hydrotechniczne: wały przeciwpowodziowe, urządzenia piętrzące, zbiorniki retencyjne czy poldery. Mają one głównie zabezpieczać tereny, które chronią. Druga grupa środków to inne niż budowlane, do których zalicza się m.in. zakazy budowlane, ubezpieczenia czy działalność informacyjno-edukacyjną. Zakazy budowlane i ubezpieczenia obszarów narażonych na zalewy powodziowe mają wpływać na racjonalne zagospodarowywanie tych terenów. Dzięki zróżnicowanym stawkom ubezpieczeniowym udaje się uniknąć zabudowy, uprawy i innych przedsięwzięć w miejscach, gdzie wyrządzone przez powódź straty byłyby szczególnie duże (Żbikowski 1992). Dużą rolę na terenach zalewowych musi odgrywać także działalność informacyjno-edukacyjna wśród społeczności lokalnej, która powinna być bardzo dobrze poinformowana i w porę powiadamiana o możliwości wystąpienia powodzi i szkodach jakie może wyrządzić.

(12)

5. Zakres i dostępność dotychczasowych opracowań map ryzyka powodziowego w Europie

W Europie tylko nieliczne kraje opracowały mapy ryzyka powodziowego przed wejściem w życie Dyrektywy 2007/60/WE. Znacznie więcej państw dysponuje mapami zagrożenia powodziowego ze strefami potencjalnego zalewu powodziowego.

Mapy zawierające informacje o konsekwencjach powodzi, czyli mapy ryzyka powodziowego w większości krajów zostały wykonane głównie przez organizacje pozarządowe lub władze lokalne a także przez towarzystwa ubezpieczeniowe.

Wykorzystywane są one przede wszystkim do celów planowania przestrzennego, ubezpieczeniowych czy planowania akcji ewakuacyjnych.

Niektóre kraje jak Francja, Włochy czy Hiszpania oceniają ryzyko powodziowe w sposób jakościowy. Na przykład we Włoszech opracowano mapy ryzyka z czterema jego poziomami od R1 (najmniejsze) do R4 (największe).

Współczynnik ryzyka R został określony na podstawie dwóch parametrów:

prawdopodobieństwa wystąpienia powodzi oraz informacji o użytkowaniu terenu i urbanistyce. Na włoskich mapach uwzględniono m.in. typy budynków, obiekty sportowe, lotniska, dworce, wysypiska śmieci oraz inne obiekty, przy czym rozpatrywano również przyszły układ urbanistyczny (EXCIMAP 2007a, 2007b).

Innym podejściem, lecz także jakościowym, charakteryzują się mapy szwajcarskie. W Szwajcarii ryzyko powodziowe oceniono poprzez nałożenie strefy zagrożenia powodziowego na różne klasy użytkowania gruntów, wykorzystując jednocześnie informacje topograficzne oraz Map of Safety Deficits, łącząc ryzyko powodziowe z obiektami chronionymi. Bazując również na mapie pokrycia terenu i prawdopodobieństwie 1000-letniego zalewu Chorwacja w 2004 r. wykonała pilotażowy projekt swojej mapy ryzyka powodziowego w skali 1: 100 000 dla zlewni Krapiny (EXCIMAP 2007a).

Mapy ryzyka Flandrii (Belgia) bazują na dokładnym cyfrowym modelu wysokościowym (Digital Elevation Model) i mapach użytkowania terenu. Na ich podstawie, przy uwzględnieniu scenariusza powodzi określono potencjalne strefy ryzyka. Tu także oprócz podejścia jakościowego ryzyko powodziowe oszacowano ilościowo w euro/obszar/rok (de Moel i in. 2009).

W Niemczech wydano dość szczegółowe instrukcje i wytyczne określające wartości potencjału szkód powodziowych, wykorzystując matematyczne funkcje szkód

(13)

odpowiednio do każdej z klas użytkowania gruntów. Metoda ta bazuje na wycenie poszczególnych obiektów majątku ruchomego, nieruchomego oraz klas użytkowania i wprowadzeniu koncepcji zależności funkcyjnych strat w zależności od głębokości zalania (Ślizewski 2008). Wartości dla każdej klasy użytkowania wyznaczono odrębnie dla różnych krajów związkowych Niemiec. Przykładowo wartości majątku trwałego dla terenów zasiedlonych w Badenii-Wirtembergii oszacowano na 322 euro/m² (w tym wartość majątku nieruchomego 268 euro/m², ruchomego 54 euro/m²), natomiast dla Nadrenii-Palatynatu na 222 euro/m² (majątek nieruchomy to 181 euro/m², ruchomy 41 euro/m²). Stopień szkód wylicza się na podstawie odpowiednio zdefiniowanych funkcji i jest on wyrażony w %. Przykładowo dla obszarów zasiedlonych to y=2x²+2x (gdzie: x oznacza głębokość zalania, y natomiast to stopień szkód). Wyliczone wartości przedstawia się na mapach ryzyka powodziowego w odniesieniu do poszczególnych powierzchni (Ślizewski 2008).

Ciekawe rozwiązanie zastosowano w Wielkiej Brytanii, która nie ma co prawda opracowanej mapy ryzyka powodziowego lecz oszacowany tzw. Social Flood Vulnerability Index, przy pomocy którego podzielono obszar zagrożony powodzią na cztery strefy ryzyka dzięki temu możliwe jest określenie stopnia zagrożenia w każdym miejscu w kraju (http://maps.environment-agency.gov.uk). Mapy te są dostępne on-line i opracowano je w celu podniesienia świadomości społecznej.

Mapy ryzyka powodziowego powstały także dla kilku obszarów transgranicznych. Jednym z projektów, w którym uczestniczą Niemcy, Czechy i Polska jest OderRegio obejmujący dorzecze Odry. Wynikiem projektu jest m.in. Atlas Odry (2006) zawierający mapy ryzyka powodziowego, pokazujące potencjalne szkody dla terenów zalanych w przypadku wystąpienia powodzi o prawdopodobieństwie 1% i ekstremalnej. Mapy zostały wykonane w skali 1:50 000. Szkody przedstawiono na mapach w trzech kategoriach: strat ilościowych (w ha i euro), liczbie ludności dotkniętej bądź zagrożonej powodzią (te informacje znajdują się na mapach zagrożenia powodziowego) oraz lokalizacją obiektów zagrożonych. Finansowe oszacowanie szkód w tym wypadku nie jest takie proste, ze względu na różnice w wartości majątku czy gruntów w poszczególnych krajach (www.oderregio.org).

Do innych projektów transgranicznych należy także IKSR (Internationale Kommission zum Schutz des Rheins) obejmujący dorzecze Renu, oceniający szkody w 3 kategoriach: powierzchni rolniczych (2-10 euro/m²), powierzchni przemysłowych i komunikacyjnych (poniżej i powyżej 25 euro/m²) i powierzchni zamieszkałych (poniżej

(14)

i powyżej 50 euro/m²) oraz liczbę osób poszkodowanych (www.iksr.org). Pozostałe projekty to m.in.: ELLA (ELBE-LABE Preventive flood management measures by transnational spatial planning) obejmujący dorzecze Łaby (www.ella-interreg.org), czy ICPDR (International Commission for the Protection of the Danube) w dorzeczu Dunaju (www.danube-floodrisk.eu).

Większość map ryzyka powodziowego opracowanych w poszczególnych krajach lub w projektach transgranicznych wykorzystuje dane dotyczące liczby ludności, pokrycia terenu czy obiektów zagrożonych. Straty przedstawiane są czasami ilościowo lecz w większości przypadków jakościowo poprzez wyznaczenie obszarów o zróżnicowanym ryzyku. Charakterystyczną cechą tych opracowań jest to, że w większości przypadków mapy ryzyka powodziowego są ogólnie dostępne w sieci dla wszystkich jej użytkowników. Łatwe w obsłudze przeglądarki internetowe umożliwiają wykorzystanie zasobu do różnorodnych celów. Większość map udostępniana jest na podkładzie ortofotomap bądź map topograficznych w różnych skalach.

Polskie doświadczenia w tym zakresie są niezwykle skromne. Jak do tej pory wykonano projekt pilotażowy obejmujący swoim zasięgiem zlewnię Silnicy (lewobrzeżny dopływ Bobrzy) w zlewni Nidy na terenie Kielc. Wiele przyjętych rozwiązań przy realizacji tej mapy opartych zostało o doświadczenia niemieckie (Drożdżal i in. 2009). W wyniku tego projektu opracowano: mapę zagrożenia powodziowego, mapę zagrożenia ludności oraz mapę potencjalnych strat powodziowych, mapę przedstawiającą kategorie działalności przemysłowej, obszary chronione oraz inne istotne źródła zanieczyszczeń. W projekcie tym zwrócono uwagę na duże możliwości wykorzystania Topograficznej Bazy Danych (TBD) ale raczej tylko poprzez wykorzystanie warstw z pokryciem i użytkowaniem terenu.

(15)

6. Propozycja struktury warstw i ich atrybutów dla mapy ryzyka powodziowego

Przy tworzeniu struktury warstw i ich atrybutów zwracano uwagę, aby były one zgodne z założeniami Dyrektywy 2007/60/WE Parlamentu Europejskiego i Rady oraz prawa wodnego obowiązującego w Polsce, a także częściowo z metodyką map ryzyka powodziowego zaproponowaną przez KZGW. Opracowana metodyka KZGW wydaje się, że bardziej skupia się na kartograficznej prezentacji tego zagadnienia.

Wskazuje na to chociażby słabo rozbudowana struktura atrybutowa zaproponowanych warstw, z których ma być zbudowana mapa. Celem tej pracy jest wskazanie dużo większej przydatności mapy numerycznej ryzyka powodziowego z rozbudowaną strukturą atrybutową warstw, która poza wizualizacją pozwoli na znacznie szersze wykorzystanie zgromadzonych danych. Dzięki takiej konstrukcji mapy, możliwe jest również dokładniejsze określenie negatywnych konsekwencji powodziowych i większe możliwości analityczne. Mapa numeryczna z zaproponowaną strukturą warstw może pomóc:

• w szacowaniu strat potencjalnych w przypadku wystąpienia powodzi o określonym prawdopodobieństwie oraz podjęciu decyzji o lokalizacji i doborze konkretnych środków technicznych lub niebudowlanych ochrony przeciwpowodziowej;

• w określaniu i szacowaniu strat powodziowych będących skutkiem powodzi, która już się wydarzyła;

• podczas przygotowywania planu operacyjnego ochrony przed powodzią;

• w czasie akcji ewakuacyjnej.

Zaproponowana poniżej struktura warstw i ich atrybutów obejmuje elementy, które wydają się być istotne dla mapy ryzyka powodziowego, lecz nie wszystkie wykorzystano przy opracowaniu mapy dla Kalisza. Związane to było przede wszystkim z dostępem do informacji lub brakiem danego typu obiektów.

Warstwy numeryczne wchodzące w zakres opracowania mapy ryzyka powodziowego zostały podzielone na trzy części: warstwy referencyjne, warstwy z obiektami szczególnie zagrożonymi w przypadku zalania wodami powodziowymi, warstwy z obiektami zagrożonymi i jednocześnie stwarzającymi zagrożenie dla środowiska i ludzi w przypadku wystąpienia powodzi.

(16)

6.1. Warstwy referencyjne

W opracowaniu wykorzystano warstwy z Bazy Danych Obiektów Topograficznych (BDOT), przejmując także częściowo ich strukturę atrybutową, głównie dlatego, aby przy kolejnych aktualizacjach mapy ryzyka powodziowego lub BDOT z łatwością można było zidentyfikować poszczególne obiekty, wykorzystując ich numer id. Utworzone warstwy mają w swojej strukturze atrybut określający ich relację z Bazą Danych Obiektów Topograficznych. W tabelach zamieszczonych w tym rozdziale w polach typ atrybutu wprowadzono następujące oznaczenia T – pole tekstowe, N – pole numeryczne. Wartość podana w nawiasie oznacza długość pola.

Do warstw referencyjnych zaliczono:

• rzeki i kanały (tab.2) - odcinki głównych cieków naturalnych z nazewnictwem zgodnym z Państwowym Rejestrem Nazw Geograficznych przyjętym jako oficjalne nazewnictwo w Polsce;

• cieki pozostałe (tab.3) - warstwa obejmująca pozostałe cieki naturalne lub sztuczne, głównie rowy melioracyjne;

• wody powierzchniowe (tab.4) - powierzchnie zajęte przez wody stojące (jeziora, stawy, zbiorniki wodne) oraz przez wody płynące (rzeki, których powierzchnia jest możliwa do przedstawienia w skali mapy 1:10 000);

• wały przeciwpowodziowe (tab.5) – warstwa przedstawiająca odcinki wałów przeciwpowodziowych, należące również do obiektów szczególnie zagrożonych w przypadku wystąpienia powodzi. Ich odbudowa czy naprawa objęta jest priorytetem podczas usuwania skutków powodzi. Uszkodzenia wałów przeciwpowodziowych zwiększają straty powodziowe.

Tabela 2. Struktura atrybutowa warstwy: rzeki i kanały – warstwa liniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

Opis Odniesienie do Bazy Danych

Obiektów Topograficznych [Nazwa atrybutu/Nazwa klasy

obiektu] z BDOT id_BDOT T(38) Identyfikator obiektu z BDOT [ID/SWKR_L]

id_cieku T(38) Identyfikator cieku [ID_CIEKU/SWKR_L]

rodzaj T(3) Rodzaj gdzie:Rz – rzeka, Kn – kanał, St – strumień lub potok

[RODZAJ/SWKR_L]

szer N(4,1) Szerokość cieku [SZEROKOSC/SWRK_L]

(17)

okres N(3) Określenie czy ciek jest stale wypełniony wodą czy okresowo:

1- okresowy, 0- stały

[OKRESOWOSC/SWRK_L]

nazwa T(254) Nazwa cieku [NAZWA/CIEKI]

Tabela 3. Struktura atrybutowa warstwy: cieki pozostałe – warstwa liniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT id_BDOT T(38) Identyfikator obiektu z BDOT [ID/SWML_L]

rodzaj T(3) Rodzaj cieku: Rm - rów melioracyjny, Rb - rów melioracyjny zbiorczy

[RODZAJ/SWML_L]

szer N(4,1) Szerokość cieku [SZEROKOSC/ SWML_L]

okres N(1) Wypełnienie wodą 0 – stałe, 1 - okresowe

[OKRESOWOSC/ SWML_L]

Tabela 4. Struktura atrybutowa warstwy: wody powierzchniowe – warstwa powierzchniowa

Nazwa atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT id_BDOT T(38) Identyfikator obiektu z BDOT [ID/PKWO_A]

rodz T(3) Rodzaj powierzchni:

Pp – wody płynące Ps – wody stojące Pm – wody morskie

[RODZAJ/PKWO_A]

id_rzeki T(38) Identyfikator cieku [ID_CIEKU/PKWO_A]

id_zbior T(38) Identyfikator zbiornika [ID_ZBIORNIKA/PKWO_A]

nazwa T(254) Nazwa cieku/zbiornika [NAZWA/CIEKI, ZBIORNIKI]

Tabela 5. Struktura atrybutowa warstwy: wały przeciwpowodziowe – warstwa liniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT id_BDOT T(38) Identyfikator obiektu z BDOT [ID/BBZM_L]

materiał T(3) Rodzaj materiału budującego wał lub groblę:

1 – z okładziną betonową 2 – ziemny

[MATERIAL/BBZM_L]

szer_kor N(3,1) Szerokość w koronie wału lub grobli

[SZER_KORONY/BBZM_L]

(18)

wys N(3,1) Wysokość wału lub grobli [WYSOKOSC/BBZM_L]

id_rzeki T(38) Identyfikator zabezpieczanego cieku

[ID_CIEKU/BBZM_L]

id_zbior T(38) Identyfikator zabezpieczanego zbiornika

[ID_ZBIORNIKA/BBZM_L]

kl_obiektu T(3) Klasa obiektu -

W przypadku map ryzyka powodziowego najbardziej istotnym wydaje się określenie szerokości cieków oraz ich okresowości. Obok geometrii atrybuty te pomagają w scharakteryzowaniu sieci hydrograficznej na danym obszarze. Ważnymi informacjami są również parametry wałów przeciwpowodziowych oraz ich klasa, która wskazuje ich rangę ważności. Obiekty danej klasy od I-IV chronią obszary o określonej powierzchni np. I klasy (powierzchnie >300km²) a IV klasy (powierzchnie ≤ 10km²).

Do warstw referencyjnych zaliczono także:

• drogi (tab.6) - drogi ogólnodostępne przeznaczone do ruchu kołowego, bez dróg wewnętrznych oraz krótkich odcinków dróg dojazdowych do gospodarstw.

Warstwa nie obejmuje ścieżek rowerowych;

• koleje (tab.7) - szlaki kolejowe czynne lub nieczynne, ale na których ruch może zostać w każdym momencie przywrócony.

Tabela 6. Struktura atrybutowa warstwy: drogi – warstwa liniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT id_BDOT T(38) Identyfikator obiektu z BDOT [ID/SKJZ_L]

typ T(3) Typ drogi: K – droga krajowa, P – droga powiatowa, G – droga gminna I – pozostałe drogi

[KAT_ZARZ/SKJZ_L]

id_ulicy T(38) id_ulicy lub 999 – nie dotyczy [ID_TERYT/ULICE]

szer_drogi N(3,1) Szerokość korony drogi z jezdnią [SZER_KORONY_DR/SKJZ_L]

szer_naw N(3,1) Szerokość nawierzchni [SZER_NAWIERZCHNI/SKJZ_L]

rodz_naw T(3) Rodzaj nawierzchni:

Mb – masa bitumiczna Bt – betonowa

Br – bruk

Kk – kostka kamienna Kp – kostka prefabrykowana Pb – płyty betonowe

Tl – tłuczeń Zw – żwir

Gz – stabilizowana żwirem lub

[NAWIERZCHNIA/SKJZ_L]

(19)

żużlem

Gr – grunt naturalny In – inna

Kl - klinkier

Tabela 7. Struktura atrybutowa warstwy: koleje – warstwa liniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT id_BDOT T(38) Identyfikator obiektu z BDOT [ID/SKKL_L]

l_tor N(1) Liczba torów [LICZBA_TOROW/SKKL_L]

r_tor T(3) Rodzaj torów: Ts – szeroki, Tn – normalny, Tw - wąski

[RODZAJ_TOROW/SKKL_L]

Przy ocenie strat mogących wystąpić w przypadku powodzi, cenną informacją będzie rodzaj nawierzchni dróg oraz ich ranga a także parametry szerokości. Dla kolei istotna jest liczba torów i rodzaj torowiska.

Pozostałe warstwy referencyjne związane są z przebiegiem granic jednostek administracyjnych kraju:

• województwo (tab.8);

• powiat (tab.9);

• gmina (tab.10);

• obręb ewidencyjny (tab.11) – warstwa związana z katastrem nieruchomości wyodrębniona dla celów ewidencji gruntów i budynków.

Tabela 8. Struktura atrybutowa warstwy: województwo – warstwa powierzchniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT

nazwa T(30) Nazwa województwa -

teryt T(2) TERYT województwa -

Tabela 9. Struktura atrybutowa warstwy: powiat – warstwa powierzchniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT

nazwa T(30) Nazwa powiatu -

teryt T(4) TERYT powiatu -

(20)

Tabela 10. Struktura atrybutowa warstwy: gmina – warstwa powierzchniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT

nazwa T(30) Nazwa gminy -

teryt T(7) TERYT gminy -

Tabela 11. Struktura atrybutowa warstwy: obręb ewidencyjny – warstwa powierzchniowa

Nazwa atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT id_BDOT T(38) Identyfikator obiektu z BDOT [ID/ADOE_A]

numer T(13) Numer obrębu ewidencyjnego [NR_OBREBU/ADOE_A]

nazwa T(254) Nazwa obrębu ewidencyjnego [NAZWA/ADOE_A]

rodzaj T(3) Rodzaj obrębu: W-wiejski, M- miejski, L-leśny

[RODZAJ/ADOE_A]

teryt_gm T(7) TERYT gminy, w której znajduje się obręb ewidencyjny

[ID_TERYT_ADM/ADOE_A]

Organa administracji samorządowej są odpowiedzialne za zbieranie i kompletowanie danych o szkodach i stratach powodziowych. Prowadzą one także obsługę administracyjno-biurową komisji ds. szacowania szkód zgodnie z zasadami uruchamiania środków budżetu państwa dla jednostek samorządu terytorialnego na zadania związane z przeciwdziałaniem i usuwaniem skutków zdarzeń noszących znamiona klęski żywiołowej (Urząd Miejski w Kaliszu, 2011). Warstwy z podziałem terytorialnym mogą więc stanowić jednostkę powierzchni, w stosunku do której możliwe będzie oszacowanie wstępnych strat powodziowych a także wyznaczenie obszarów szczególnie narażonych na ryzyko. Wprowadzenie do struktury warstw identyfikatorów TERYT (Krajowy Rejestr Urzędowy Podziału Terytorialnego Kraju), umożliwia w przyszłości rozbudowanie warstw o dodatkowe atrybuty.

Do warstw referencyjnych zaliczono również formy pokrycia terenu (tab.12), które jednocześnie są obszarami szczególnie zagrożonymi w przypadku wystąpienia powodzi i jedną z głównych części składowych wpływających na wysokość strat powodziowych. Obejmują one:

• tereny zabudowane, w skład których wchodzą obszary o zabudowie zwartej i luźnej wraz z terenami charakterystycznymi dla zabudowy mieszkaniowej np.

(21)

placami zabaw, zieleńcami, terenami handlowo-usługowymi, ogródkami przydomowymi, podwórkami itp.;

• tereny przemysłowe – obejmują obszary zakładów przemysłowych wraz z magazynami i składami;

• tereny komunikacyjne – związane z infrastrukturą drogową czyli tereny pod drogami wraz z poboczem, duże parkingi, torowiska, rampy kolejowe, bocznice oraz pasy startowe dla samolotów itp.;

• lasy – obszary zalesione oraz szkółki leśne, które powinny stanowić osobno wydzielone powierzchnie, gdyż są one bardzo podatne na zniszczenia wskutek zalania. Ich straty sięgają często 100% zniszczenia materiału zalesieniowego (Bednarczyk i in. 2006);

• tereny zielone i rekreacyjne – obejmują głównie zieleń miejską, ogródki działkowe, obiekty sportowo-rekreacyjne takie jak np. boiska;

• użytki rolne – to grunty użytkowane rolniczo (grunty orne), sady i plantacje, także obszary pod szklarniami i tunelami foliowymi;

• użytki zielone – obszary użytkowane jako łąki lub pastwiska;

• wody powierzchniowe płynące lub stojące poszerzone o obszary przybrzeżne czasowo zalewane wodą podczas wysokich stanów zwykle porośnięte roślinnością krzaczastą lub inną;

• tereny pozostałe;

• tereny mogące stanowić zagrożenie – to obszary składowania odpadów przemysłowych, komunalnych i innych oraz zwałowiska i wyrobiska poeksploatacyjne.

Tabela 12. Struktura atrybutowa warstwy: pokrycie terenu – warstwa powierzchniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT

id_BDOT T(38) Identyfikator obiektu z BDOT [ID/PKWO_A, PKZB_A, PKLA_A, PKKR_A, PKUT_A, PKTR_A, PKTK_A, PKBR_A, PKNT_A]

kompleks T(13) Rodzaj kompleksu z BDOT np.

PKZB_A

[PKWO_A, PKZB_A, PKLA_A, PKKR_A, PKUT_A, PKTR_A, PKTK_A, PKBR_A, PKNT_A]

rodzaj T(254) Rodzaj pokrycia terenu:

1 – tereny zabudowane [X_KOD_TBD/PKZB_A] – PKZB01-PKZB03, PKZB05

(22)

2 – tereny przemysłowe 3 – tereny komunikacyjne 4 – lasy

5 – tereny zielone i sportowe 6 – użytki rolne

7 – użytki zielone

8 – wody powierzchniowe 9 – tereny pozostałe

10 – tereny mogące stanowić zagrożenie

[X_KOD_TBD/PKZB_A, PKNT_A]

– PKZB04, PKNT06

[X_KOD_TBD/PKTK_A,PKNT_A]

– PKTK, PKNT02, PKNT07 [X_KOD_TBD/PKLA_A] – PKLA01, PKLA02

[X_KOD_TBD/PKUT_A] – PKUT03

[X_KOD_TBD/PKUT_A, PKTR_A]

– PKUT01, PKUT02, PKTR01 [X_KOD_TBD/PKTR_A] – PKTR02

[X_KOD_TBD/PKWO_A] – PKWO [X_KOD_TBD/PKBR_A,PKNT_A]

– PKBR, PKNT01

[X_KOD_TBD/PKNT_A] – PKNT03-PKNT05

Do warstw referencyjnych należy również zaliczyć numeryczny model terenu (DEM), który będzie można wykorzystać do przeprowadzanych analiz.

6.2. Obiekty szczególnie zagrożone w przypadku zalania ich podczas wystąpienia powodzi

W strukturze warstw wyróżniono budynki dzieląc je na:

• budynki mieszkalne (tab.13) – to obiekty, których przynajmniej połowa powierzchni użytkowej jest zamieszkana;

• budynki przemysłowe (tab.14) – to budynki przeznaczone na cele produkcyjne z włączeniem warsztatów np. remontowych;

• pozostałe budynki (tab.15) – budynki spełniające różne funkcje: handlowo- usługowe, kulturalno-oświatowe, biurowe, ochrony zdrowia, sakralne, transportu i łączności oraz magazyny.

Podziału takiego dokonano w celu szczególnego wyodrębnienia obiektów mieszkalnych oraz określenia liczby osób zamieszkujących w zagrożonym terenie.

Oprócz danych adresowych budynków za ważny element uznano także funkcję jaką pełnią. Ma to znaczenie przy ocenie ryzyka powodziowego.

(23)

Tabela 13. Struktura atrybutowa warstwy: budynki mieszkalne – warstwa powierzchniowa

Nazwa atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT id_BDOT T(38) Identyfikator obiektu z BDOT [ID/BBBD_A]

id_miejsc T(38) TERYT miejscowości [ID_MIEJSCOWOSCI/ULICE]

miejsc T(30) Nazwa miejscowości -

id_ulicy T(7) TERYT ulicy [ID_TERYT/ULICE]

n1_ul T(15) Przedrostek nazwy np. al., ul. [PRZEDROSTEK_1/ULICE]

n2_ul T(30) Przedrostek nazwy np. Św., Marszałka

[PRZEDROSTEK_2/ULICE]

n3_ul T(100) Pierwsza część nazwy np. Jana [NAZWA_CZ1/ULICE]

n4_ul T(100) Główna część nazwy ulicy [NAZWA_CZ2/ULICE]

numer T(10) Numer adresowy [NUMER/ARAD_P]

kondyg N(3) Liczba kondygnacji (parter liczony jest jako pierwsza kondygnacja)

[L_KONDYGNACJI/BBBD_A]

l_miesz N(4) Liczba mieszkańców zameldowanych w budynku

- funkcja T(3) Funkcja szczegółowa budynku:

Mc – dom dziecka Md – dom studencki Mi – internat

Mj – dom jednorodzinny Mk – klasztor

Mo – dom opieki społecznej Mp – dom parafialny Mw – dom3 wielorodzinny

[FUNKCJA_SZCZEGOLOWA/BB BD_A]

info T(254) Informacje dodatkowe -

powierz N(6,1) Powierzchnia geometrii obiektu w m²

- szac_l_m T(1) Informacja o szacowanej liczbie

mieszkańców

T - oznacza, że liczba mieszkańców została oszacowana

-

Tabela 14. Struktura atrybutowa warstwy: budynki przemysłowe – warstwa powierzchniowa

Nazwa atrybutu

Typ atrybutu

(24)

id_ulicy T(7) TERYT ulicy [ID_TERYT/ULICE]

n1_ulicy T(15) Przedrostek nazwy np. al., ul. [PRZEDROSTEK_1/ULICE]

n2_ulicy T(30) Przedrostek nazwy np. Św., Marszałka

[PRZEDROSTEK_2/ULICE]

n3_ulicy T(100) Pierwsza część nazwy np. Jana [NAZWA_CZ1/ULICE]

n4_ulicy T(100) Główna część nazwy ulicy [NAZWA_CZ2/ULICE]

numer T(10) Numer adresowy [NUMER/ARAD_P]

fun_szcz T(3) Funkcja szczegółowa budynku:

Pc – elektrociepłownia, kotłownia Pe – elektrownia

Pp – produkcyjny Pr – warsztat remontowo- naprawczy

branza T(50) Określa kategorię działalności przemysłowej

-

Tabela 15. Struktura atrybutowa warstwy: pozostałe budynki (biurowe, gospodarcze, handlowe, oświatowe, sakralne, transportu, magazynowe, ochrony zdrowia, inne) – warstwa powierzchniowa

Nazwa atrybutu

Typ atrybutu

funkcja T(3) Kategoria budynku:

h – handlowy/usługowy b – biurowy

g – gospodarczy/gospodarczo- produkcyjny

i – inny budynek nie mieszkalny k – budynek oświaty, nauki, kultury lub sportu

r – budynek sakralny s – budynek magazynowy t – budynek transportu lub łączności

z – budynek ochrony zdrowia lub opieki socjalnej

[FUNKCJA_OGOLNA/BBBD_A]

(25)

fun_szcz T(3) Funkcja szczegółowa budynku:

funkcje dostępne w słowniku [SL_FUN_SZ_BUD]

Do pozostałych obiektów szczególnie zagrożonych oraz wymagających stałego nadzoru w przypadku ogłoszenia alarmu powodziowego należą:

• mosty (tab.16) – warstwa obejmuje mosty drogowe, kolejowe oraz kładki dla pieszych;

• obiekty hydrotechniczne (tab.17) – na warstwę wprowadza się głównie obiekty piętrzące;

• ujęcia wody (tab.18);

• strefy ochronne ujęć wody (tab.19);

• kąpieliska (tab.20) – raportowane do Unii Europejskiej oraz znajdujące się w wykazie Głównego Inspektoratu Sanitarnego;

• zabytki kultury (tab.21) – skatalogowane na wojewódzkiej liście ochrony zabytków oraz zabytki z listy UNESCO;

• transformatory (tab.22);

• linie elektroenergetyczne (tab.23).

Tabela 16. Struktura atrybutowa warstwy: mosty – warstwa liniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT id_BDOT T(38) Identyfikator obiektu z BDOT [ID/BBMO_L]

typ T(1) Rodzaj obiektu m-most; k-kładka [RODZAJ/BBMO_L]

nosnosc N(3,1) Nośność mostu [NOSNOSC/BBMO_L]

wys N(3,1) Wysokość mostu [WYSOKOSC/BBMO_L]

szer N(3,1) Szerokość mostu [SZEROKOSC/BBMO_L]

dl N(4,1) Długość mostu [DŁUGOSC/BBMO_L]

nazwa_rzek T(50) Nazwa rzeki -

fot_obiekt T(100) Fotografia obiektu -

(26)

Tabela 17. Struktura atrybutowa warstwy: obiekty hydrotechniczne – warstwa liniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT id_BDOT T(38) Identyfikator obiektu z BDOT [ID/BBHY_L]

typ T(3) Typ obiektu:

J – jaz, Z – zastawka, Ś – śluza Z – zapora, P – próg (stopień)

częściowo [RODZAJ/BBHY_L]

kl_ob T(3) Klasa obiektu -

zarzadz T(100) Zarządzający obiektem -

fot_obiekt T(100) Fotografia obiektu -

Tabela 18. Struktura atrybutowa warstwy: ujęcia wody i infrastruktura – warstwa punktowa

Nazwa atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT obiekt T(3) Typ obiektu:

P – pompownie

S – stacje uzdatniania wody UW – ujęcie wód

powierzchniowych

UP – ujęcie wód podziemnych UI - ujęcie wód

infiltracyjne/lewarowe

-

Tabela 19. Struktura atrybutowa warstwy: strefa ochronna ujęcia wody – warstwa powierzchniowa

Nazwa atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT rodzaj T(3) Typ ujęcia:

UW – powierzchniowe UP – podziemne

UI - infiltracyjne/lewarowe

-

Tabela 20. Struktura atrybutowa warstwy: kąpieliska – warstwa powierzchniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT id_cieku T(38) Identyfikator cieku lub zbiornika -

nazwa T(254) Nazwa cieku lub zbiornika -

(27)

Tabela 21. Struktura atrybutowa warstwy: zabytki kultury – warstwa powierzchniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT

nr_rej T(254) Numer z rejestru zabytków -

opis T(254) Dodatkowy opis zabytku z uwzględnieniem listy zabytków UNESCO

-

Tabela 22. Struktura atrybutowa warstwy: transformatory – warstwa punktowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT id_BDOT T(38) Identyfikator obiektu z BDOT [ID/BBIU_P]

rodzaj T(2) Rodzaj urządzenia:

T – transformator

ZT – zespół transformatorów

-

Tabela 23. Struktura atrybutowa warstwy: linie elektroenergetyczne – warstwa liniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT id_BDOT T(38) Identyfikator obiektu z BDOT [ID/SUEN_L]

napiecie T(2) Rodzaj napięcia:

NN – niskie SN – średnie WN – wysokie

-

Za istotne atrybuty uznano tutaj w przypadku mostów ich parametry, w przypadku pozostałych obiektów ich typ oraz zarządzającego. Klasa obiektu hydrograficznego świadczy podobnie jak w przypadku wałów przeciwpowodziowych o jego randze (I-najwyższa, IV-najniższa). Zakwalifikowanie budowli do jednej z czterech klas ważności zależy od wskaźnika wynikającego m.in. z wysokości piętrzenia budowli, obszaru, który może być zatopiony falą powodziową w przypadku zniszczenia budowli, liczby ludności na zatopionym obszarze (Bednarczyk i in. 2006), dlatego wydaje się słuszne zamieszczenie takiej informacji. Dodanie fotografii obiektu wizualizuje dodatkowo jego położenie i określa przynajmniej częściowo jego stan techniczny.

Zalanie wodami powodziowymi ujęć wody oraz transformatorów ma natomiast ogromny wpływ na funkcjonowanie mieszkańców na zagrożonym terenie. Cennym

(28)

źródłem informacji będzie także zinwentaryzowany spis zabytków kultury zagrożonych w przypadku wystąpienia powodzi na danym terenie.

Niewątpliwie niejednokrotnie duże straty w środowisku, chociaż trudne do oszacowania, występują na obszarach chronionych wyróżniających się walorami przyrodniczymi i krajobrazowymi, dlatego do struktury warstw wprowadzono także obszary ochrony przyrody (tab.24).

Tabela 24. Struktura atrybutowa warstwy: obszary ochrony przyrody – warstwa powierzchniowa

Nazwa atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT id_BDOT T(38) Identyfikator obiektu z BDOT [ID/TCPX_A]

[ID/TCPY_A]

[ID/TCRE_A]

typ T(2) Typ formy ochrony:

PN – park narodowy PK – park krajobrazowy RP – rezerwat przyrody N – Natura 2000

OK – obszar chronionego krajobrazu

-

nazwa T(255) Nazwa obszaru -

opis T(255) Dodatkowe informacje o obiekcie np. rodzaj rezerwatu, gatunki szczególnie chronione

-

6.3. Obiekty mogące stwarzać zagrożenie dla środowiska i ludzi w przypadku zalania ich podczas powodzi

Na warstwach wyróżniono głównie obiekty punktowe, które wskazywać mają miejsca potencjalnie mogące doprowadzić do degradacji środowiska w przypadku wystąpienia powodzi lub podtopień. Obiekty te mogą dodatkowo mieć wpływ na powiększenie strat wywołanych wskutek powodzi. Wyróżniono:

• cmentarze (tab.25);

• oczyszczalnie ścieków i przepompownie ścieków (tab.26) – wszystkie typy oczyszczalni ścieków oraz osadniki ścieków nie będące częścią oczyszczalni oraz miejsca przepompowywania ścieków;

• składowiska paliw (tab.27) – miejsca składowania paliw płynnych lub gazowych, głównie zbiorniki, zlokalizowane także na stacjach benzynowych;

(29)

• składowiska odpadów (tab.28) - zaliczono tutaj składowiska odpadów komunalnych lub przemysłowych, stwarzające zagrożenie w przypadku ich zalania;

• magazyny materiałów niebezpiecznych różnego typu (tab.29), mogące w czasie powodzi doprowadzić do zanieczyszczenia środowiska i zagrozić ludziom;

• wylewiska i obszary pozbawione kanalizacji (tab.30) - wylewiska odpadów różnego typu, także pola irygacyjne gromadzące zanieczyszczenia oraz umowny zasięg terenów zamieszkanych i miejskich pozbawionych kanalizacji. W przypadku wystąpienia powodzi obszary takie stanowią miejsca potencjalnego zagrożenia dla środowiska przyrodniczego i ludzi.

Tabela 25. Struktura atrybutowa warstwy: cmentarze – warstwa powierzchniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT

powierz N(6) Powierzchnia cmentarza w ha -

Tabela 26. Struktura atrybutowa warstwy: oczyszczalnie ścieków i przepompownie ścieków – warstwa punktowa

Nazwa atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT rodzaj T(3) Rodzaj oczyszczalni ścieków lub

przepompownia:

MB – mechaniczno-biologiczna MC – mechaniczno-chemiczna MBC – mechaniczno-biologiczno- chemiczna

M – mechaniczna

P – przepompownia ścieków

-

uzytk T(255) Nazwa użytkownika -

Tabela 27. Struktura atrybutowa warstwy: składowiska paliw – warstwa punktowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT rodz_ pal T(2) Rodzaj składowanego paliwa:

P – paliwa płynne: benzyna, olej napędowy

G – paliwa gazowe

PG – paliwa płynne i gazowe

-

(30)

Tabela 28. Struktura atrybutowa warstwy: składowiska odpadów – warstwa punktowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT typ T(1) Typ składowanych odpadów:

K – komunalne P – przemysłowe M - mieszane

-

Tabela 29. Struktura atrybutowa warstwy: magazyny materiałów niebezpiecznych – warstwa punktowa

Nazwa atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT rodzaj T(1) Rodzaj składowanych odpadów:

K – komunalne P – przemysłowe M – mieszane

-

opis T(100) Opis dominujących odpadów: np.

odpady zawierające PCB,

azbestowe, oleje smarowe, baterie i akumulatory, odpady medyczne lub weterynaryjne itp.

-

Tabela 30. Struktura atrybutowa warstwy: wylewiska – warstwa powierzchniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT typ T(2) Typ obiektu lub obszaru:

W – wylewisko P – pole irygacyjne BK – obszary pozbawione kanalizacji

-

Do obiektów tego typu zaliczono także zrzuty ścieków, których dopływ na obszary zagrożone powodzią może mieć negatywny wpływ na środowisko lub powodować dodatkowy spływ np. wód opadowych z obszarów niezagrożonych:

• zrzuty ścieków (tab.31) – wskazują miejsca zrzutu wód oczyszczonych z oczyszczalni ścieków, wód deszczowych oraz wód zanieczyszczonych różnego typu;

oraz rurociągi, których uszkodzenie lub zalanie może mieć także negatywne konsekwencje

• rurociągi (tab.32).

(31)

Tabela 31. Struktura atrybutowa warstwy: zrzuty ścieków – warstwa punktowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT rodzaj T(1) Rodzaj zrzutu ścieków:

K – komunalne P – przemysłowe

M – mieszane komunalno- przemysłowe

R – rolnicze I – zrzuty inne D – wody deszczowe

-

ilosc N(7,1) Ilość zrzucanych ścieków w m³/d -

zarzadz T(255) Podmiot zrzucający ścieki -

Tabela 32. Struktura atrybutowa warstwy: rurociągi – warstwa liniowa Nazwa

atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT id_BDOT T(38) Identyfikator obiektu z BDOT [ID/SURU_L]

typ T(3) Typ przewodu rurowego:

W – wodociągowy K – kanalizacyjny G – gazowy B – benzynowy N - naftowy C – ciepłowniczy In – inny

[RODZAJ/SURU_L]

polozenie T(3) Położenie: 1 – naziemny, 2 – naziemny na podporach, 3 – naziemny zawieszony, 4 – podziemny

[POLOZENIE/SURU_L]

6.4. Strefa zagrożenia powodziowego

Jedną z najbardziej istotnych warstw numerycznej mapy ryzyka powodziowego jest zasięg potencjalnej strefy zagrożenia powodziowego, w obrębie której określane jest ryzyko powodziowe oraz związane z nim straty. Zgodnie z metodyką KZGW i Dyrektywą 2007/60/WE są to obszary wyznaczone dla trzech scenariuszy o różnym prawdopodobieństwie wystąpienia powodzi.

W przypadku braku wyznaczonej strefy, proponuje się wykonanie analiz określających ryzyko powodziowe w oparciu o strefy zalewów historycznych. Można by wykorzystać zasięg takiej strefy, szczególnie w przypadkach, na które zwracają uwagę J. Ostrowski i in. (1999). Przyjmuje się bowiem często, że największe

(32)

zagrożenie powodziowe powodują duże rzeki nizinne i średniej wielkości rzeki górskie.

Okazuje się natomiast, iż powodzie wywołane przez takie cieki występują niezwykle rzadko. Częściej mamy do czynienia z lokalnymi powodziami w małych zlewniach (nie objętych obserwacjami hydrologicznymi) wywołanymi np. nawalnymi deszczami.

Wykorzystując zasięgi historycznych zalewów powodziowych możliwe byłoby przynajmniej częściowe oszacowanie wstępnych potencjalnych strat na obszarach, na których zjawisko się powtarza, a brakuje informacji otrzymywanych z modelowania hydraulicznego. Propozycję prostej struktury atrybutowej dla tej warstwy zamieszczono poniżej w tabeli 33.

Tabela 33. Struktura atrybutowa warstwy: strefa zagrożenia powodziowego – warstwa powierzchniowa

Nazwa atrybutu

Typ atrybutu

obiektu] z BDOT

info T(250) Opis strefy -

(33)

7. Opracowanie numerycznej mapy ryzyka powodziowego na przykładzie Kalisza

Na węzeł wodny Kalisza składają się: Prosna wraz z Kanałem Rypinkowskim, Kanał Bernardyński oraz ujściowy odcinek Swędrni (ryc. 1). Numeryczną mapę ryzyka powodziowego wykonano dla obszaru znajdującego się w obrębie granicy administracyjnej miasta w strefie zagrożenia wodami o prawdopodobieństwie 1%.

Ryc. 1. Węzeł wodny Kalisza

Warstwy referencyjne przygotowano w zasięgu 5 arkuszy mapy topograficznej 1:10 000 (M-34-1-C-a-3 Kościelna Wieś, M-34-1-C-a-4 Kalisz, M-34-1-C-b-3 Tłokinia Kościelna, M-34-1-C-c-2 Kalisz-Zagorzynek, M-34-1-C-d-1 Kalisz-Winiary) za wyjątkiem warstwy pokrycie terenu. Pozostałe obiekty są analizowane w strefie zagrożenia powodziowego.

7.1. Charakterystyka obszaru zainteresowania

Prosna należy do dorzecza Odry i jest średniej wielkości rzeką południowej Wielkopolski oraz największym dopływem lewobrzeżnym Warty (ryc. 2).

(34)

Ryc. 2. Lokalizacja zlewni Prosny

Zgodnie z podziałem Hydrograficznym Polski jest rzeką III rzędu o długości ok. 217 km. Jej źródła znajdują się w okolicach wsi Wolęcin na wysokości ok. 260 m n.p.m., natomiast ujście do Warty znajduje się na wysokości ok. 70 m n.p.m. we wsi Modlica, niedaleko miejscowości Pyzdry. Główne dopływy Prosny to: Pratwa, Pomianka, Niesób, Struga Węglewska, Łużyca, Ołobok, Piwonia, Pokrzywnica, Swędrnia i Garbacz. Profesor B. Biliński nazwę rzeki tłumaczy etymologią słowiańską cyt.: “Prosna od prosa, które było powszechnym pokarmem Słowian i całe pola były nim obsiane” (za Małeckim 2009).

W Kaliszu koryto Prosny (ryc. 3) zostało silnie przeobrażone przez człowieka w XIX wieku głównie z powodu licznych wylewów rzeki.

“Prosna tymczasem okazywała się rzeką bardzo kapryśną: wiosną i jesienią zalewała miasto, wdzierała się do piwnic najbliższych domów, latem zaś jej koryto wysychało tak bardzo, że nikły strumyczek nie mógł unieść nagromadzonych nieczystości. W dodatku kaprysy rzeki ujawniały się w zmianach koryta.” (Polanowski 1979).

(35)

Ryc. 3. Prosna w Kaliszu (J. Czarnecka)

W latach 1841-1842 dokonano regulacji rzeki na terenie miasta poprzez wykopanie dwóch kanałów: Bernardyńskiego (ryc. 4) i Rypinkowskiego (ryc. 5).

Poszerzono także i pogłębiono istniejące dotychczas koryto. Wielka regulacja pomimo ponownej przebudowy w latach siedemdziesiątych XIX wieku nie zapobiegła całkowicie powodziom. Kronikarz Kalisza Adam Chodyński wskazuje, że powodzie były zawsze obecne w mieście nawet po przeprowadzonych regulacjach. Najwięcej powodzi miało miejsce w XIX wieku po częściowej regulacji w latach 1810, 1816, 1828, 1830, 1833, 1837, 1840, 1845*, sierpień 1854 (powódź zwana Jakubówką)*, 1865/66, 1871/72 i po drugiej regulacji w 1879, sierpień 1880*, 1885*, 1888*. (za Małeckim, 2009). W wieku XX i XXI ich częstotliwość zmalała co należałoby wiązać z obniżeniem poziomu wód podziemnych i bardziej intensywną gospodarką człowieka.

Znaczące powodzie wystąpiły w marcu 1924*, luty/marzec 1947, lipiec 1957, marzec/kwiecień 1979*, styczeń 1982, lipiec/sierpień 1985, lipiec 1997*, maj 2010*r.

(*) - oznaczono duże powodzie.

(36)

Ryc. 4. Kanał Bernardyński (D. Ciszewski)

Ryc. 5. Kanał Rypinkowski (D. Ciszewski)

W obrębie miasta zlokalizowanych jest sześć budowli hydrotechnicznych (trzy na Prośnie – ryc. 6, dwie na Kanale Bernardyńskim oraz jedna na Kanale Rypinkowskim). Są to jazy i progi pełniące funkcje piętrzące i regulujące poziom wody.

(37)

Ryc. 6. Jeden z jazów piętrzący na Prośnie (D. Ciszewski)

Zarówno obydwa kanały jak i Prosna posiadają częściowo wały przeciwpowodziowe oraz zabudowę brzegów koryta. Wały przeciwpowodziowe są w stanie dobrym głównie klasy IV i mają stanowić ochronę dla części miasta w przypadku powodzi. Oprócz regulacji samych rzek wiele obszarów zostało zdrenowanych i zmeliorowanych co spowodowało zmiany przebiegu mniejszych cieków naturalnych. Z kolei część drobnych cieków poprzez pogłębienie i wyprostowanie koryt ma obecnie charakter rowów melioracyjnych odwadniających tereny podmokłe. (Kaniecki i in.

2001).

Do kolejnych przekształceń sieci hydrograficznej omawianego terenu należałoby zaliczyć budowę zbiornika retencyjnego Szałe (Ryc. 7, 8) na rzece Pokrzywnicy (prawy dopływ Prosny) tuż przy granicy administracyjnej miasta.

Zbiornik wybudowano w 1978 r., ma on powierzchnię około 154 ha i ma za zadanie zmniejszać falę powodziową na Pokrzywnicy. Drugi zbiornik retencyjny na Prośnie powyżej Kalisza w Wielowsi Klasztornej pozostaje od wielu lat nadal tylko w projektach.

(38)

Ryc. 7. Zbiornik Szałe (J. Czarnecka)

Ryc 8. Zapora na zbiorniku Szałe z jazem przelewowym (J. Czarnecka)

Zgodnie z podziałem fizycznogeograficznym Kondrackiego Kalisz położony jest w obrębie Wysoczyzny Kaliskiej będącej częścią składową Niziny Południowowielkopolskiej i leży w podprowincji Niziny Środkowopolskie (Kondracki 1988). B. Krygowski w swoim podziale geomorfologicznym zalicza ten teren do regionu Wysoczyzny Kaliskiej i subregionu Równiny Kaliskiej (za Kanieckim i in.

2001). Krajobraz omawianego obszaru ma charakter raczej monotonnej wysoczyzny z kilkoma większymi wzniesieniami w okolicach Kalisza do ok. 190 m n.p.m.

Wzniesienia te to ostańce wzgórz morenowych, zbudowane głównie ze spiętrzonych osadów trzeciorzędowych i czwartorzędowych. Samą wysoczyznę budują