Przyczyny i obszary występowania powodzi w Polsce

Wezbrania i powodzie

Pojęcia te są często mylone. Oto poprawne definicje: wezbraniem nazywamy wzrost poziomu wody (w rzece, jeziorze lub morzu) natomiast powodzią nazywamy wezbranie powodujące zagrożenie życia ludzi oraz szkody społeczno - ekonomiczne i środowiskowe (zniszczenie domów, dróg, upraw, zabytków kultury materialnej i duchowej, demoralizację, dezorganizację życia społecznego, skażenie terenu i wód substancjami szkodliwymi i in.). Wezbrania są zjawiskiem naturalnym i pożytecznym dla środowiska przyrodniczego, jeśli nie powodują rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń powstających w wyniku działalności człowieka. Oczywiście pierwotną przyczyną powodzi są wezbrania. Wywołują one powódź, wskutek użytkowania przez człowieka terenów zalewowych w taki sposób, że ich zalanie powoduje szkody. Jeżeli teren zalewowy użytkowany jest np. jako pastwisko, wówczas okresowe zalanie pastwiska może być pożyteczne (zwiększyć plony traw). Jeżeli natomiast na terenie zalewowym zostaje wybudowane miasto, to zalew wodami wezbraniowymi powoduje wielkie szkody i często śmierć ludzi. Z tego co powiedziano wyżej wynika jasno, że najskuteczniejszą (praktycznie jedyną w pełni skuteczną) metodą ochrony przed powodzią jest zaniechanie użytkowania przez człowieka terenów zalewowych w sposób podatny na szkody wywoływane zalaniem.

Przyczyny wezbrań

Generalnie przyczyny wezbrań rzek i jezior to:
- zwiększony dopływ wody wskutek intensywnych opadów deszczu lub tajania śniegu (często zjawiska te występują łącznie);
- utrudniony odpływ wody np. wskutek powstania zatoru lodowego w rzece, zarośnięcia koryta i doliny rzeki roślinnością, spiętrzenia wód w recypiencie itp.

Często wymienione przyczyny występują łącznie. Przykładowo, jednocześnie topi się pokrywa śnieżna, pada deszcz, a spływająca rzeką kra (pokruszona wskutek odwilży pokrywa lodowa) zatrzymuje się na mieliznach i krzakach w korycie rzeki, tworząc zatory lodowe.

Wezbrania Bałtyku u jego polskich wybrzeży, powodowane są sztormowymi wiatrami wiejącymi z północy i zachodu - na Bałtyku nie występują bowiem pływy. Ze względu na przyczyny, na obszarze Polski wyróżnić można następujące rodzaje wezbrań:

- Wezbrania opadowe spowodowane intensywnymi opadami deszczu. Pojawiają się na wszystkich rzekach kraju. Najgroźniejsze rozmiary przyjmują na rzekach górskich i podgórskich (np. Nysie Kłodzkiej, Dunajcu, Kamiennej) oraz na rzekach wypływających z gór do których należą Wisła i Odra. Na dużych rzekach nizinnych (np. Narwi, Bugu, Noteci) oraz na rzekach pojeziernych (np. Pisie, Omulwi, Drawie) nie powodują istotnych zagrożeń powodziowych. Natomiast na małych i średnich rzekach nizinnych (np. Pilicy, Bzurze, Wkrze) powodują wielkie zagrożenia podobne jak wezbrania roztopowe. Największe wezbrania opadowe bieżącego stulecia wystąpiły w lipcu 1934 roku w dorzeczu Wisły oraz w lipcu 1997 roku w dorzeczu Odry. Te katastrofalne w skutkach wezbrania wywołane były opadami deszczu w górach. Kilkudniowe sumy opadów, które spowodowały te powodzie osiągały 300 - 500 mm. Specyficznym typem wezbrań opadowych są wezbrania spowodowane opadami nawalnymi o wielkim natężeniu (100 i więcej mm/godz) lecz małym zasięgu (od kilku do kilkudziesięciu km2 i krótkim czasie trwania (od kilkunastu minut do kilku godzin). Ostatnio katastrofalne wezbranie tego typu wystąpiło w 1998 roku w zlewni Białej Głuchołazkiej.

- Wezbrania roztopowe spowodowane tajaniem pokrywy śnieżnej. Często jednocześnie występują opady deszczu, co zwiększa wysokość wezbrania. Pojawiają się na wszystkich rzekach kraju. Najgroźniejsze rozmiary przyjmują na dużych rzekach nizinnych (np. Narwi, Bugu, Warcie, Noteci). Groźne są w środkowym i dolnym biegu Wisły oraz dolnym biegu Odry. Na średniej wielkości rzekach nizinnych (np. Pilicy, Bzurze, Wkrze) powodują podobne zagrożenia jak wezbrania opadowe. Na rzekach górskich i podgórskich (np. Nysie Kłodzkiej, Dunajcu, Kamiennej) nie powodują większych zagrożeń, pomimo iż w górach jest najwięcej śniegu. Wynika to z faktu, iż intensywność tajania śniegu ograniczona dopływem energii słonecznej jest znacznie mniejsza od intensywności ulewnych opadów deszczu. Ponadto śnieg w górach taje powoli, najpierw w dolinach, a na końcu w partiach szczytowych. Wezbrania roztopowe to jedyne wezbrania powodujące istotne zagrożenia powodziowe na rzekach pojeziernych (np. Pisie, Omulwi, Drawie) charakteryzujących się ogólnie najmniejszymi zagrożeniami w skali kraju. Najgroźniejsze wezbranie roztopowe bieżącego stulecia w Polsce wystąpiło wiosną 1979 roku obejmując płn. wsch. połowę kraju.

- Wezbrania zatorowe. Powstają na rzekach w dwóch sytuacjach: (1) W okresie zamarzania rzeki, gdy w masie płynącej wychłodzonej wody powstaje śryż, który zatrzymuje się na płyciznach i innych przeszkodach tworząc zatory. (2) W okresie tajania pokrywy lodowej, gdy płynąca kra tj. pokruszona pokrywa lodowa, tworzy zatory w podobnych sytuacjach jak w przypadku zatorów śryżowych. Najgroźniejsze wezbrania zatorowe powstają podczas wezbrań roztopowych, na dużych rzekach nizinnych (np. środkowej i dolnej Wiśle, dolnej Odrze, Narwi, Warcie, Noteci). Podczas każdej mroźnej zimy powstają zatory lodowe powyżej sztucznych zapór wodnych i stopni piętrzących wodę. Na ogół nie powoduje to powodzi, ponieważ jednocześnie z budową zapory wybudowano solidne wały. Wyjątkiem jest przypadek katastrofalnej powodzi spowodowanej w styczniu 1982 roku przez zator śryżowy powyżej zapory we Włocławku na Wiśle. Podobnie jak sztuczne zapory, oddziaływuje Bałtyk na ujściowe odcinki uchodzących do niego rzek. W ubiegłych stuleciach powodowało to katastrofalne powodzie na wybrzeżu. Wielkimi nakładami zdołano ograniczyć te zagrożenia (m. in. poprzez regulację rzek i pracę lodołamaczy) lecz potencjalnie są to nadal bardzo istotne zagrożenia dla wielu miast nadmorskich w tym dla Gdańska Najgroźniejsze wezbrania zatorowe w Polsce (połączone z wezbraniem roztopowym) zarejestrowano w bieżącym stuleciu wiosną 1924 roku.

- Wezbrania sztormowe. Jak powiedziano wyżej, sztormowe wiatry powodują wezbrania Bałtyku i związanych hydraulicznie z Bałtykiem zalewów. Wody morskie zalewają niekiedy miasta i osiedla przybrzeżne. Wezbrania morza utrudniają odpływ wody i lodów z rzek, powodując wezbrania na ich ujściowych odcinkach. Sztormy występują najczęściej jesienią, zimą i wiosną. Jeżeli nastąpi łączne oddziaływanie wezbrania roztopowego, zatoru lodowego i wezbrania sztormowego, grozi katastrofalna powódź na wybrzeżu. W podobnej sytuacji wiosną 1829 roku zniszczona została znaczna część Gdańska powodując ogromne szkody materialne i śmierć wielu ludzi. Obszarem szczególnie zagrożonym wezbraniami sztormowymi są Żuławy Wiślane. Ostatnie większe wezbranie wystąpiło tam wiosną 1983 roku.

Jak widać z powyższego zestawienia, przyczyną wezbrań są naturalne zjawiska związane z klimatem i pogodą. Możliwości oddziaływania człowieka na te zjawiska są bardzo ograniczone, ponieważ nie potrafimy kształtować pogody. Pewne możliwości oddziaływania w przypadku powodzi zatorowych, stwarzają lodołamacze, prace minerskie, regulacja koryt rzecznych i tzw. zapory śryżowe. Możliwości te sprawdzają się w przypadku średniej wielkości wezbrań, lecz zawodzą w przypadku wezbrań katastrofalnych.

Przyczyny powodzi

Jak powiedziano wyżej, wezbrania wywołują powódź tylko wówczas, gdy wody wezbraniowe zalewają tereny użytkowane przez człowieka w taki sposób, że zalanie powoduje szkody. Powtórzmy więc, że najskuteczniejszą metodą ochrony przed powodzią jest zaniechanie użytkowania przez człowieka terenów zalewowych w sposób podatny na szkody wywoływane zalaniem. Niestety słuszna zasada "odsunąć człowieka od wody", może być stosowana tylko w ograniczonym zakresie. Zarówno w Polsce jak i w innych krajach, historyczne miasta i centra cywilizacji rozwijały się w dolinach rzek, często na terenach zalewowych. Nierealne jest przeniesienie Wrocławia, Krakowa, Warszawy, czy Gdańska na teren bezpieczny. Natomiast możliwe i niezbędne jest ograniczenie zabudowy terenów zalewowych w przyszłości. Jest to trudny problem legislacyjny, wykraczający poza problematykę niniejszego wykładu.

W Polsce znakomita większość terenów zalewowych użytkowanych, w sposób wrażliwy na skutki zalania - jest chroniona wałami. Większe powodzie są zazwyczaj spowodowane awariami obwałowań podczas wezbrań. Niektóre doliny rzeczne, zwłaszcza w górach i na podgórzu, są chronione poprzez zbiorniki retencyjne. Jeżeli pomimo istnienia zbiorników, występują szkody powodziowe w dolinach bezpośrednio poniżej zbiorników oznacza to, że zbiornik nie spełnił przypisanych mu funkcji przeciwpowodziowych.

Lokalna powódź wywołana nawalnym deszczem może wystąpić w każdym punkcie kraju, nawet jeśli nie ma tam rzeki. Silnie zagrożone są wszystkie miasta (ściślej zabudowane tereny zalewowe) położone w dolinach rzek górskich. Duże rzeki podgórskie (np. górna Wisła, Górna Odra) oraz duże rzeki nizinne, stanowią również silne zagrożenie. W rzekach tych występują wielometrowe wezbrania, a ich doliny są gęsto zaludnione i znajdują się w nich największe miasta (np. Wrocław, Kraków, Warszawa, Gdańsk, Racibórz, Opole Brzeg i wiele innych,). Doliny takie są zazwyczaj chronione wałami, co zmniejsza zagrożenie małymi i średnimi wezbraniami, lecz nie zabezpiecza przed wezbraniami katastrofalnymi. Do terenów szczególnie zagrożonych zaliczyć należy Żuławy delty Wisły, na których położone są częściowo wielkie miasta Gdańsk i Elbląg.

W pracach nad strategią ochrony przeciwpowodziowej, prowadzonych w ramach programu finansowanego z pożyczki Banku Światowego przyjęto, że celem ochrony przeciwpowodziowej jest:
- ochrona życia ludzi;
- mnimalizacja szkód społeczno – ekonomicznych i środowiskowych wywołanych powodziami (środowisko traktowane jest szeroko z uwzględnieniem zarówno środowiska przyrodniczego jak i kulturowego).

Kolejność w jakiej wymienione zostały powyższe dwa cele, wyznacza ich hierarchię. Wydaje się, że jest ona niezwykle ważna. Dlatego w rozważaniach nad strategią ochrony przeciwpowodziowej, należy uwzględniać wszystkie powodzie będące przyczyną śmierci ludzi. Również powodzie, które spowodowały istotne szkody społeczno – ekonomiczne i środowiskowe.

Wszędzie tam, gdzie występują wezbrania, a w terenie zalewowowym chronionym środkami technicznymi i niechronionym mieszkają i gospodarują ludzie, istnieje zagrożenie powodziowe i powódź prędzej czy później wystąpi.

Ze stwierdzenia powyższego wynika konieczność:
- rozbudowy niezawodnych systemów ostrzegawczo – alarmowych;
- utrzymywania sprawnych służb ratowniczych;
- prowadzenia edukacji uświadamiającej mieszkańcom zagrożenie i sposoby właściwego zachowania się w obliczu powodzi.

Są to zalecenia zawsze aktualne i ważne, niezależnie od wyboru strategii ochrony przeciwpowodziowej. Miast i osiedli położonych w dolinach rzek nie można przenieść w tereny bezpieczne, zaś możliwość eliminacji zagrożeń poprzez techniczne środki ochrony - jest utopią (problem ten będzie przedmiotem następnego wykładu).

Obszary występowania powodzi i wezbrań

Wezbrania i powodzie półrocza zimowego (XI - IV), przeważające nas terenach nizinnych:
- roztopowe, wywołane nagłym topnieniem śniegu na nizinach;
- lodowozatorowe, spowodowane piętrzeniem wody przez zator lodowy;
- śryżowozatorowe, występuje na rzekach nizinnych, powstaje na skutek zatkania przekroju rzeki zatorem śryżowym;
- sztormowe, powstaje na wybrzeżu morskim w ujściowych odcinkach rzek przy sztormach od morza (następuje zalewanie obszarów przybrzeżnych).

Wezbrania i powodzie półrocza letniego (V-X), przeważają w górach i na wyżynach:
- opadowonawalne, krótkotrwałe i miejscowe, spowodowane gwałtownymi ulewami (wyżyny);
- opadoworozlewne, trwają dłużej i są o szerokim zasięgu (góry).