22 października 2017 Zaloguj
Drukuj   Wróć
Hydrologiczne przyczyny powodzi

Położenie geograficzne Polski powoduje, że na jej obszarze mogą występować różnego rodzaju powodzie: opadowe, roztopowe, zatorowe, sztormowe. Każdy z tych typów powodzi ma inną genezę i przebieg, inna jest też możliwość przewidywania (prognozowania) miejsca i czasu wystąpienia powodzi oraz jej zasięgu terytorialnego. Skutkiem wszystkich rodzajów powodzi są straty społeczne, ekonomiczne i przyrodnicze. W Polsce występują najczęściej wiosenne, roztopowe wezbrania powodziowe oraz letnie i jesienne wezbrania opadowe, spowodowane krócej lub dłużej trwającymi deszczami.

Z uwagi na intensywność i czas trwania deszczu wyróżnia się trzy ich typy [Cebulak E., Przegląd opadów ekstremalnych, które wywołały powodzie w XX wieku w dorzeczu górnej Wisły, Powódź w dorzeczu górnej Wisły w lipcu 1997 roku, materiały Konferencji Naukowej, Wyd. PAN, Kraków 1998]: deszcze rozlewne, nawalne i ciągłe.

Najgroźniejsze w skutkach są deszcze rozlewne o znacznej intensywności, trwające przez kilka dni z rzędu. Obejmują one duże obszary i są najczęstszą przyczynę powodzi. Okres największego nasilenia tego typu deszczów to miesiące lipiec i sierpień. W czasie wezbrań spowodowanych deszczami rozlewnymi obserwuje się fale powodziowe o wysokich kulminacjach, przemieszczające się ze znacznymi prędkościami.

Opady nawalne (burzowe, ulewne) trwają od kilku minut do kilku godzin; są krótkotrwałe, ale o dużej intensywności i mają zasięg lokalny. Ulewy występują zazwyczaj w drugiej połowie czerwca (deszcze świętojańskie), choć zdarzają się też we wrześniu. Wezbrania wywołane deszczami nawalnymi są przyczyną powodzi, które odznaczają się krótkim czasem trwania, lecz bardzo gwałtownym przebiegiem.

Opady ciągłe, o dość równomiernym natężeniu, trwają po kilkanaście dni i zasięgiem swym ogarniają duże obszary. Ten rodzaj deszczów, nazywany też słotą, nie powoduje większych powodzi, ale wyrządza duże szkody w rolnictwie i wywołuje procesy erozyjne stoków górskich.

Prócz natężenia oraz czasowego i przestrzennego rozkładu opadów decydujący wpływ na rozmiary i skutki powodzi ma naturalna retencja w dorzeczu. Retencjonowanie wód deszczowych w pobliżu miejsca opadu, gdyż zmniejsza odpływ powierzchniowy, co w efekcie obniża przepływy kulminacyjne w rzekach.

Wielkość odpływu powierzchniowego ulega zmniejszeniu na skutek parowanie wody do atmosfery bezpośrednio z gruntu, z pokrycia terenu oraz oddawanie wody przez rośliny w procesie transpiracji.

Naturalna retencja uwarunkowana jest ukształtowaniem terenu i jego pokryciem, warunkami hydrogeologicznymi, a także stopniem zagospodarowania zlewni.

W przypadku powierzchni pokrytych roślinnością retencja terenu jest znaczna. Jeśli występuje odpływ powierzchniowy wody, to odbywa się on z opóźnieniem. Z powierzchni umocnionych roślinnością odpływa powierzchniowo 0-20% wody opadowej [Geiger W. Dreiseitl H., Nowe sposoby odprowadzania wód deszczowych, Oficyna Wydawnicza Projprzem-EKO, Bydgoszcz 1999], natomiast retencja powierzchni uszczelnionych jest znacznie mniejsza. Z powierzchni tych następuje szybki oraz znaczny odpływ. W przypadku dachów oraz powierzchni wybetonowanych spływający opad może stanowić nawet od 90-ciu do 100% całkowitego opadu [Geiger W. Dreiseitl H., Nowe sposoby odprowadzania wód deszczowych, Oficyna Wydawnicza Projprzem-EKO, Bydgoszcz 1999].

Od rodzaju gleby, jej pokrycia (tab.1), stopnia nawilżenia oraz od rodzaju deszczu i orografii terenu zależy także ilość wody infiltrującej w głąb gruntu.

 

Tabela 1. Wpływ pokrycia terenu na ilość wody opadowej wsiąkającej w grunt, [Mielcarzewicz E.W., Melioracje miejskie i przemysłowe, PWN, Warszawa 1970]

 

Lp.

Rodzaj gruntu

Ilość infiltrującej wody opadowej
w [%]

1.

Piasek

bez pokrycia

65

pokryty trawą

14

2.

Ziemia gliniasta

bez pokrycia

33

pokryty trawą

13

3.

Torf

bez pokrycia

44

pokryty trawą

9

 

Odsetek opadów atmosferycznych wsiąkających w głąb gruntu waha się na obszarze Europy w granicach 16-17% w stosunku rocznym, na terenie Polski wynosi około 18% [Mielcarzewicz E.W., Melioracje miejskie i przemysłowe, PWN, Warszawa 1970] .

 

Bardzo korzystne warunki dla retencjonowania opadów atmosferycznych stwarzają lasy, szczególnie o gęstym poszyciu. Wpływ lasów na wsiąkanie wody w glebę jest zależny od składu gatunkowego i stopnia zwarcia koron drzew. Warunki do wsiąkania najkorzystniej kształtują się pod starodrzewami mieszanymi, utrzymanymi w pełnym zwarciu. W drzewostanie świerkowym czas potrzebny na wsiąkanie wody w glebę jest dziesięciokrotnie dłuższy niż przy drzewostanach mieszanych [Tałataj Z., Funkcja lasów i zadrzewień w sterowaniu fali powodziowej, Polder nr 17/1999]. Duża porowatość gleby leśnej spowodowana przerośnięciem jej przez korzenie krzewów i drzew, występowaniem korytarzy wydrążonych w obrębie lasu oraz płytki przemarzanie, wpływa na poprawienie właściwości infiltracyjnych w obrębie zadrzewienia. Gleba leśna o powierzchni jednego metra kwadratowego jest w stanie zatrzymać tyle wody opadowej, ile gleba pastwiskowa o powierzchni siedemnastu metrów kwadratowych [Wawręty R., Walkowicz T., Kanały wylały, Zielone Brygady nr 8(98)/97]. Las gromadzi śnieg i wydłuża czas jego topnienia, co znacznie opóźnia spływ roztopowych wód. Drzewa w zbiorowiskach leśnych wychwytują także osady poziome, w postaci mgły, szronu, szadzi. Las nie tylko skutecznie zmniejsza zagrożenie powodziowe, lecz chroni także glebę przed erozją. Dzięki silnie rozbudowanemu systemowi korzeniowemu drzew i krzewów las przeciwdziała rozmywaniu gleby oraz chroni glebę przed niszczeniem jej przez wiatr.

Intensywność wsiąkania wody opadowej jest większa przy długotrwałych deszczach o małym natężeniu i przy małych spadkach terenu. Przy dużych spadkach i znacznym natężeniu krótkotrwałych deszczów ulewnych przeważająca część wody odpływa, a tylko mała jej ilość wsiąka w grunt. Intensywny spływ wód opadowych obserwuje się zwłaszcza w górskich częściach dorzeczy. Występujący w czasie wezbrań silny ruch rumowiska skalnego w rzekach i potokach powoduje, że rumosz zalega koryto cieków i pogłębia niszczycielskie działanie wód powodziowych. W terenach górskich spływające wody opadowe, obok szkód spowodowanych zalaniem przybrzeżnych terenów, wyrządzają szkody w formie mechanicznego niszczenia powierzchni terenu (erozja). Płynąca ze znaczną prędkością woda uszkodzić może wiele budowli wodnych i lądowych (mosty, drogi). Jako przykład tego rodzaju zniszczeń można podać okolice Makowa Podhalańskiego w czasie powodzi w 2001 roku.

Duży wpływ na zmniejszenie rozmiarów i skutków powodzi ma naturalna retencja w bezpośrednim sąsiedztwie rzek. Istnienie dużych powierzchni stanowiących tereny zalewowe umożliwia rozlewanie się wód wezbraniowych, które tworzą zastoiska albo płyną nie mając jednak ani dużej głębokości, ani niszczącej prędkości [Nachlik E., Kostecki S., Gądek W., Stochmal R., Strefy zagrożenia powodziowego, Wyd. Biuro Koordynacji Projektu Banku Światowego, Wrocław 2000].

 


tekst pochodzi z pracy doktorskiej pt. „Skuteczność działania zielonego dachu jako obiektu służącego retencji wód deszczowych na obszarach zurbanizowanych” autorstwa E.Drożdżal, Politechnika Krakowska, Kraków 2004.

Do góry   Wróć