Powodzie błyskawiczne w miastach zdarzają się coraz częściej. Potrzeba więcej zieleni i… [WYWIAD]

– W niektórych przypadkach miejskie powodzie błyskawiczne występują nawet kilkunastokrotnie częściej niż jeszcze 15-20 lat temu – mówi dr Kamil Jawgiel, hydrolog. W rozmowie z Nauką o Klimacie podpowiada też, co warto zrobić, by na takie sytuacje być lepiej przygotowanym.

Zmiana klimatu a powodzie błyskawiczne

Szymon Bujalski: Powodzie błyskawiczne to zjawiska, które jeszcze jakiś czas temu w Polsce nie występowały zbyt często? Czy też występowały, ale nie były tak uświadomione, jak obecnie?

Dr Kamil Jawgiel: Przede wszystkim musimy zdefiniować, co rozumiemy przez powódź błyskawiczną. Przez lata klasyfikacja ta obejmowała jedynie rzeczne powodzie błyskawiczne, które rejestrowane były przez IMGW-PIB głównie na obszarach górskich i wyżynnych, co mogło prowadzić do niedoszacowania liczby tych zjawisk. Obecnie w świadomości Polaków pod tym pojęciem istnieją przede wszystkim tzw. miejskie powodzie błyskawiczne, które zdarzają się nie tylko coraz częściej, ale są przez nas bardziej namacalne. W wielu miastach wzrost ilości odnotowywanych zjawisk wiąże się na pewno z upowszechnieniem dostępu do Internetu, wiedzy i technologii. Wcześniej nie mieliśmy do dyspozycji tych narzędzi i tym samym świadomości, że one występują w takiej skali i częstotliwości.

Trzeba jednak przyznać, że jest ich po prostu więcej, na co w uproszczeniu składają się dwa czynniki. Pierwszy z nich to zmiana klimatu i idąca wraz z nią zmiana struktury opadów. Pomimo że suma rocznych opadów nie zmienia się znacząco, to spada ich częstotliwość, przez co pada rzadziej, ale zdecydowanie intensywniej. Prowadzi to do częstszych i głębszych susz, przeplatanych ulewnymi deszczami – z tego powodu powodzie błyskawiczne powstają szybciej i gwałtowniej. 

Drugi czynnik jest już bardzo lokalny i uzależniony jest od struktury pokrycia terenu. Uszczelnienie gruntu wzmaga skutki wspomnianych opadów, przez co woda nie jest w stanie wsiąkać w głąb podłoża, dodatkowo nie idzie ono w parze z rozwojem i odpowiednim planowaniem zieleni w wielu miastach.

W niektórych przypadkach miejskie powodzie błyskawiczne występują nawet kilkunastokrotnie częściej niż jeszcze 15-20 lat temu. Wzrost jest wyraźny, co klarownie pokazują raporty Państwowych Straży Pożarnych dotyczące interwencji, które mają na celu odpompowywanie wód po intensywnych opadach deszczu, oprócz częstotliwości wyjazdów wzrasta też ilość aktywizowanych jednostek i czas trwania interwencji. Do tego więcej informacji o podtopieniach pojawia się też w mediach społecznościowych, a dzięki badaniom z wykorzystaniem modeli hydraulicznych jesteśmy w stanie lepiej identyfikować prawidłowości i miejsca, w których występują powodzie błyskawiczne.

Czyli poza tym, że powodzi błyskawicznych jest coraz więcej, są też coraz bardziej intensywne? 

– Zgadza się, opady o wysokim natężeniu występują coraz częściej, przez co, szczególnie latem, zalana może zostać znaczna część obszaru. Jedno zdarzenie opadowe może wywołać nawet kilkadziesiąt lokalnych podtopień, podczas gdy opad o takiej samej wydajności w niedalekiej przeszłości wywoływał mniejsze skutki. 

W tym miejscu należy podkreślić, że obszary zurbanizowane charakteryzują się warunkami klimatycznymi odrębnymi od terenów je otaczających. Dzieje się tak ze względu na zjawisko miejskiej wyspy ciepła, co prowadzi do powstawania chmur o budowie pionowej, będących przyczyną opadów o charakterze nawalnym. Co za tym idzie – w mieście pada więcej niż poza nim. Trzeba jednak pamiętać, że każdy obszar, każde miasto charakteryzuje się innymi uwarunkowaniami i prawidłowościami występowania opadów nawalnych.

Na ile do problemu powodzi dokłada się „betonoza”?

Wiemy, w jakim stopniu za zmiany w trendach dotyczących powodzi błyskawicznych odpowiada zmiana klimatu, a w jakim tak zwana „betonoza”?– Ciężko to precyzyjnie ocenić, bo odpowiedź na takie pytanie jest uzależniona od lokalnych uwarunkowań. W każdej cząstkowej zlewni hydrologicznej czy kanalizacyjnej występują zupełnie odmienne warunki i czynniki, które mogą wpływać na przebieg takiego zjawiska. Jeżeli będziemy mieli do czynienia z uszczelnioną zlewnią, wtedy czynnik „betonozy” będzie dominujący, jak podaje Blum i in. (2020) – wzrost uszczelnienia powierzchni o 1% to wzrost ryzyka powodzi o 3,3% (za Świat Wody). Jeżeli zlewnia będzie na wpół naturalna, dominujący okaże się inny czynnik jak np. spadki terenu lub zmiana klimatu.

Do tego znaczenie mają m.in. takie elementy jak spadki terenu, stan infrastruktury podziemnej, stopień uwilgotnienia gruntu i  przepuszczalności gruntu. Oznacza to, że dwa obszary zbliżone przestrzennie mogą mieć zupełnie inną charakterystykę i generować zupełnie odmienne reakcje na tak samo intensywny opad deszczu. Dlatego, żeby określić zagrożenie, potrzebne są bardzo dokładne i lokalne badania modelowe. 

I są one prowadzone? 

– Tak, przy czym nie są to opracowania naukowe, a bardziej eksperckie, branżowe i pragmatyczne. Wykonywane są na zlecenie miast, gmin lub Wód Polskich. Dają one precyzyjną odpowiedź co dzieje się z wodą na danym obszarze. Fachowo nazywa się to modelowaniem hydraulicznym. Dzięki niemu uzyskujemy wiedzę, w których miejscach i z jakiego powodu mogą występować powodzie błyskawiczne. Na tej podstawie można podjąć konkretne działania strategiczne, które zmniejszą ryzyka z tym związane. Modelowanie pozwala też projektantom znaleźć rozwiązania „szyte na miarę”, czyli precyzyjnie dopasowane działania retencyjne, będące efektywne hydraulicznie i środowiskowo, a jednocześnie optymalne finansowo.

Zna pan samorządy, które na podstawie takich modeli faktycznie zaczęły coś zmieniać? 

– Sporo dużych miast w Polsce już działa w ten sposób, są to m.in. Poznań, Warszawa, Kraków, Bydgoszcz i Gdańsk, który jest liderem w zakresie zagospodarowywania wód opadowych w Polsce. Jednak wiele ośrodków wciąż nie jest przygotowana na skutki zmian klimatu na swoim terenie. 

Dlaczego Gdańsk jest liderem?

– Gdańsk zaczął wdrażać strategię opartą na systemach małej retencji, zielono-niebieskiej infrastrukturze. Sukcesywnie obszary zielone są dostosowywane w taki sposób, żeby pełniły też funkcje retencyjne. To wdrażane na szeroką skalę ogrody deszczowe, niecki retencyjne, rowy filtracyjne. Tego typu rozwiązania bardzo rozpowszechnione, dzięki czemu Gdańsk przyjmuje charakter miasta-gąbki. Miasto to prowadzi nawet ciekawą ewidencję zielono-niebieskiej infrastruktury, na której pokazano dziesiątki wdrażanych rozwiązań. Czasami są one bardzo proste – jak zwykłe obniżenie krawężnika, umożliwiające spływ wód opadowych na teren zielony i stopniowe wsiąkanie ich w teren.

Czy warto przygotowywać miasta na ryzyko powodzi?

Takie dostosowanie miasta na pewno kosztuje. Pytanie, czy kosztuje mniej niż straty?

– Tak, wszystko ma swoją cenę, jednak koszty inwestycyjne są znacznie mniejsze niż potencjalne straty. Przykładem miasta, które dobrze bilansuje wydatki, może być Kopenhaga. Stolicę Danii najpierw w 2010, a następnie w 2011 roku nawiedziły tzw. powodzie kilkusetletnie (zdarzające się raz na ponad 100 lat). Po pierwszym zdarzeniu opadowym mówiono, że taka powódź szybko się nie powtórzy, jednak kolejna pokazała mieszkańcom nieprzewidywalność tych zjawisk.

Straty w Kopenhadze oszacowano wówczas na 800 milionów euro. Na tej podstawie stwierdzono, że koszty zaniechania działań i potencjalne straty są dużo większe niż zapobiegawcze koszty inwestycyjne. Uświadomiło to włodarzom miasta, że z powodu zmiany klimatu takie zjawiska będą zdarzać się coraz częściej i konieczna jest reorganizacja działania w zakresie wód opadowych. Tym samym zupełnie odwrócono sposób myślenia o wodach opadowych, zamiast tradycyjnej koncepcji odwodnieniowej, czyli „z chmury do rury”, wdrażane jest holistyczne podejście do retencjonowania wód opadowych, które jest oparte o zielono-niebieską infrastrukturę.

Jak może wyglądać adaptacja miast do większego ryzyka ulew i zalań?

Kto powinien odpowiadać za tą adaptację? Na razie skupiamy się na samorządach, ale to chyba nie tylko ich zadanie?

– Adaptacja ma charakter lokalny, ale zdecydowanie nie tylko samorządy powinny brać za nią odpowiedzialność, potrzebna jest znacznie szersza współpraca. Gminy powinny tak naprawdę mieć wiedzę lokalną, dobrze inwentaryzować tego typu zjawiska i samodzielnie bądź przy współpracy ekspertów znajdować odpowiednie metody adaptacji. Dobrze, jeżeli posiadają ku temu narzędzia w formie modelu hydraulicznego, co pozwala im dopasować nie tylko rozwiązania techniczne, ale również rozwiązania oparte o naturę (NBS, ang. Nature Based Solutions). Czyli na przykład posadzić precyzyjnie dobrane gatunki roślin tam, gdzie będzie to najbardziej efektywne pod względem adaptacji do zmiany klimatu czy wzrostu bioróżnorodności i skierować na nie spływ wód opadowych. Takie podejście do zarządzania naturą w połączeniu ze zintegrowanym planowaniem przestrzennym można uznać za nasadzenia strategiczne.

Jednakże nie o efekt lokalny chodzi, konieczna jest też współpraca międzygminna. Woda nie zna granic administracyjnych, co jest szczególnie skomplikowane na obszarach o urozmaiconej topografii, gdzie przebieg ulic, chodników, a nawet krawężników warunkuje zróżnicowane kierunki spływu wody opadowej. Co za tym idzie, wody z terenu jednej gminy mogą zalewać obszar drugiej. Ponadto bez wsparcia i koordynacyjnej roli rządu, a także odpowiednich narzędzi formalnych, które pozwolą gminom adaptować się do zmiany klimatu, gminy nie będą w stanie udźwignąć kosztów inwestycyjnych.

Jak więc widać, chodzi o szeroko zakrojony pakiet działań. W ostatnim czasie mam jednak bardzo pozytywne odczucia, jeżeli chodzi o wzrost świadomości i współpracę pomiędzy poszczególnymi szczeblami administracyjnymi. Słowo „retencja” odmieniane jest już przez wszystkie przypadki wśród radnych i urzędników. Ale skala działań jest nadal zbyt mała. Trzeba przyznać, że w przestrzeni zurbanizowanej ściera się wiele interesów i to, co przynosi korzyści jednej grupie społecznej, dla drugiej może być niedostrzegalne. Z tego powodu nieustannie należy stawiać na edukację społeczeństwa w zakresie zmiany klimatu i konieczności adaptacji do niej. 

Wcześniej sugerowałem, że przygotowanie gmin na powodzie błyskawiczne musi kosztować. Ale właśnie – czy musi? Wspominał pan przecież o tym, że czasami wystarczy obniżyć krawężnik.

– Wszystko zależy od skali wyzwań i posiadanego budżetu. Tak naprawdę zmiany w podejściu do wód opadowych powinny nastąpić na każdym poziomie: od skali lokalnej po skalę zlewni, czyli działania Wód Polskich czy całego miasta.

Ważne, by były to działania precyzyjnie celowane, czyli tworzone tam, gdzie efekt i zasięg oddziaływania będą największe. Konieczne jest, by planować rozwiązania zarówno wymiarowane na niewielkie lub coroczne opady, jak i na bardzo wydajne opady katastrofalne. Jeżeli dostosujemy obszar w najbliższym otoczeniu zlewni, zatrzymamy wodę na powierzchni terenu, zamiast odprowadzać ją do systemu kanalizacji deszczowej, wtedy jesteśmy w stanie efektywnie zminimalizować ryzyko podtopienia stosunkowo niewielkim kosztem. Lokalne i wielofunkcyjne rozwiązania mogą nie tylko minimalizować skutki opadów, ale również pełnić inne funkcje w okresach bezopadowych. 

A co możemy zrobić na poziomie jednostek – danego domu, wspólnoty, spółdzielni? 

Działań do wyboru jest dużo, najprostsze to odłączenie rynny od kanalizacji i skierowanie wody opadowej na pobliski teren zielony, można uznać to za rozwiązanie bezkosztowe. Idąc dalej, doskonale sprawdza się zwykła beczka przy rynnie, którą można kupić za kilkaset złotych. Woda gromadzi się w takiej beczce, a następnie można ją wykorzystać na przykład do podlewania ogródka. 

Kolejna opcja to ogród deszczowy na naszym podwórku. Chodzi o skierowanie wód opadowych z rynny do niewielkiej niecki terenowej, w której znajdują się specjalnie dobrane rośliny będące w stanie pochłonąć nadmiar wody. W uproszczeniu w okresach suchych przypomina on bardzo estetyczny skalniak, natomiast w okresach deszczowych gromadzi spływającą do niego wodę. Tak naprawdę im większa jest połać dachowa, z której ściągniemy wodę do ogrodu deszczowego, tym większy będzie uzyskany efekt, więc rozwiązanie to doskonale sprawdzi się także na blokowiskach.

Zasada jest przy tym prosta: jak najwięcej wody musi postać w miejscu, w którym spada deszcz. Tak, żeby nie odpływała ona dalej do sieci kanalizacyjnej czy rzeki tworząc tam wezbrania. Koszty z tym związane są tak naprawdę niewielkie w porównaniu z problemami, które generują nawalne opady i powodzie błyskawiczne. W skali jednostki rozwiązania te może nie przyniosą wielkiej zmiany, ale jeżeli wdrożą je dziesiątki mieszkańców to zlewnia i kanalizacja zostaną odciążone w znaczącym stopniu podczas intensywnych opadów.

A co zrobić z deweloperami, którzy często zabudowują zielone przestrzenie, natomiast niechętnie zagospodarowują już wodę, która na ich tereny spada?

– W dyskusji z deweloperami potrzebne jest rozwiązanie systemowe. Bardzo dobrze w tej sprawie zadziałał Poznań, który wprowadził tzw. standardy retencyjne. Obligują one inwestorów (indywidualnych, deweloperów czy inwestorów miejskich) do zagospodarowania konkretnej ilości wody na swoim terenie. Inwestorzy nie dostają pozwolenia na przyłączenie rynien do sieci kanalizacyjnej, jeżeli nie spełnią określonych wymogów. We wspomnianym Poznaniu należy przygotować inwestycje i zretencjonować na swoim terenie opad minimum 40 mm (40 l / 1 m²) – to całkiem sporo. Dopiero potencjalną nadwyżkę można odprowadzić po określonym czasie do kanalizacji. Oprócz efektu retencyjnego, czyli zatrzymania spływu wód opadowych, mamy więc też do czynienia z efektem detencyjnym, a więc z opóźnieniem spływu. 

Bardzo dobrym rozwiązaniem byłoby też zobligowanie deweloperów do waloryzowania powierzchni retencyjnej. Obecnie w polskim prawodawstwie mocno zakorzenione jest pojęcie powierzchni biologicznie czynnej. Wszystkie powierzchnie, które nie są zabudowane lub uszczelnione, uznawane są za „biologicznie czynne”. W żaden sposób nie różnicuje się jednak typu pokrycia terenu, w tożsamy  sposób jest więc traktowana bujna, intensywna zieleń, która ma wysokie walory retencyjne, jak „klepisko”, które kiedyś było trawnikiem, ale zostało rozjechane przez samochody. Dzięki waloryzacji tych terenów, np. z wykorzystaniem współczynnika BAF (ang. Biotop Area Factor), deweloperzy mogliby być zobowiązani do wprowadzania intensywnej zieleni, która pełni funkcje retencyjne, zwiększa bioróżnorodność, ogranicza efekt miejskiej wyspy ciepła i daje wiele innych korzyści mieszkańcom.

Jeżeli mówimy o deweloperach, nie sposób nie wspomnieć o Miejscowych Planach Zagospodarowania Przestrzennego.

– To kolejny bardzo obszerny temat. Przede wszystkim warto mieć przy tym na uwadze, że w niedalekiej przyszłości wejdą w życie tzw. Plany Ogólne, które zrewolucjonizują podejście do planowania przestrzennego w Polsce. Dzięki nim planowanie obejmie skalę całej jednostki administracyjnej, a nie tylko jej niewielkiego wycinka jak w przypadku MPZP. 

Upatruję w tym dużą nadzieję, bo dzięki temu będziemy mogli uwzględnić w planowaniu chociażby skalę większych zlewni i lokalny układ hydrograficzny, który ujawnia się podczas opadu i determinuje spływ powierzchniowy. Zatem planując otoczenie, będziemy zwracali uwagę, w jakim kierunku i z jaką intensywnością spływa woda po powierzchni terenu. Dzięki temu odpowiednie i skuteczne rozwiązania retencyjne będzie można wprowadzać tam, gdzie woda zaczyna spływać intensywniej, nie dopuszczając do zalewania terenów znajdujących się niżej.

Czy żeby stworzyć zielone przestrzenie, które przyjmą deszcz i odciążą kanalizację, należy liczyć się z ograniczaniem przestrzeni dla samochodów?

– To zależy od lokalnych uwarunkowań i możliwości. W mieście ściera się bardzo dużo konkurujących o przestrzeń interesów. Bardzo często na szali stawia się rywalizację o przestrzeń pomiędzy miejscem na zieleń a miejscami parkingowymi. Jednak taki konflikt w wielu przypadkach nie jest jednowymiarowy, gdyż oba te interesy mają wiele wspólnych mianowników. Przemyślane planowanie pozwala jednak wprowadzać zmiany bez uszczerbku dla funkcjonalności ruchu kołowego. Przykładem mogą być tutaj takie rozwiązania jak wprowadzenie ruchu jednokierunkowego lub sytuowanie tzw. wpustek ulicznych na ulicach lokalnych, osiedlowych, a tym samym zyskanie dodatkowej przestrzeni.

Przykładowo na jednej z moich lokalnych ulic wspólnie z radnymi doszliśmy do porozumienia, żeby drogę dwukierunkową zastąpić jednokierunkową, a miejsca postojowe równoległe zastąpić prostopadłymi, co nie uszczupli znacząco ich liczby. Dzięki temu będziemy w stanie niemal cały pas jezdni przeznaczyć właśnie na szeroko rozumianą zieleń.

I – z tego, co rozumiem – nie jest to zgniły kompromis?

– Ważne, żeby w takich rozmowach przyjąć odpowiednie nastawienie i być gotowym na ustępstwa. Odnoszę wrażenie, że pomimo wzrostu świadomości na temat zmiany klimatu nadal przyrodnicze argumenty traktowane są marginalnie. Z tego powodu nie należy ignorować potrzeb mieszkańców i jako priorytetową kwestię wskazywać ich komfort i bezpieczeństwo. 

Jeżeli podczas rozmów wskaże się, że przyjemnie parkuje się w zacienionym miejscu, a także spokojniej i bezpieczniej jeździ się po jednokierunkowej ulicy, a biegające przy niej dzieci są lepiej widoczne, to perspektywa potencjalnych oponentów zieleni zaczyna się zmieniać. W pewien sposób trzeba więc dążyć do konsensusu w sprawach przyrodniczych, nie używając argumentów środowiskowych.

Czy zielono-niebieska infrastruktura może zastąpić tę szarą, czyli np. kanalizację i podziemne zbiorniki na wodę?

– Trzeba podkreślić, że to nie są dwa przeciwstawne modele, ale oba rozwiązania powinny iść w parze i wzajemnie się uzupełniać. Można powiedzieć, że przez lata w Polsce dominowało technokratyczne podejście zdominowane przez szarą infrastrukturę, czyli szeroko rozumianą sieć odwodnieniowo-kanalizacyjną.

Monokierunkowe inwestycje w kanalizacje są bardzo kosztowne, a pomimo to nie gwarantują nam pełni bezpieczeństwa. Zawsze bowiem może przyjść opad, który tę szarą infrastrukturę wypełni i spowoduje podtopienie. Optymalny model bazuje na synergii obu tych typów, a zielono-niebieska infrastruktura może być nie tylko doskonałym uzupełnieniem, co w wielu przypadkach pełnić rolę wiodącą w systemie miasta.

Wyobraźmy sobie, że jest pan prezydentem jednego z polskich miast, a w budżecie ma tylko tyle pieniędzy, by zrealizować jeden projekt związany z retencją. Jaki to projekt?

– Dobre pytanie, bo potrzeb jest dużo, a każde z miast ma nieco inne uwarunkowania i predyspozycje. W pierwszej kolejności zasadne jest dobre rozpoznanie stanu istniejącego, tak więc najpierw opracowuję szersze strategie i koncepcje zarządzania wodami opadowymi. Dopiero później, na podstawie wyników wspomnianego wcześniej modelowania, planuję inwestycje. Ważne jest holistyczne myślenie o mieście, o całej jego infrastrukturze, jego funkcjach, słabych i mocnych punktach. Na tej podstawie przede wszystkim wybieram obszar, który jest najbardziej zagrożony skutkami intensywnych opadów deszczu. W większości miast będzie to uszczelnione centrum miasta – zazwyczaj jest to obszar reprezentatywny, gęsto zaludniony, bardzo funkcjonalny. 

Ze względu na gęstą zabudowę i infrastrukturę podziemną jest to zapewne bardzo trudny inwestycyjnie obszar, dlatego w drugiej kolejności na tym terenie szukam wszystkich terenów należących do miasta – od pojedynczych budynków, działek po niewielkie place i skwerki. Na tym terenie dopasowuję rozwiązania bardzo lokalnie i tym samym skupiam się na większej liczbie niewielkich rozwiązań, które w skali całego miasta przyniosą znacznie większy efekt synergii niż jedna, duża, spektakularna inwestycja. Do tego stawiam na rozwiązania wielofunkcyjne.

Wielofunkcyjne, czyli jakie?

Wielofunkcyjne, czyli pełniące różne funkcje podczas okresów suchych i podczas opadów. Dobrym przykładem są place zabaw, będące placami deszczowymi, które w okresie opadowym są fragmentarycznie zalewane, tworząc bufor dla infrastruktury krytycznej. Woda gromadzi się w różnego typu zagłębieniach, a urozmaicony teren stanowi frajdę dla dzieciaków. W niektórych miastach funkcje zalewową pełnią nawet całe obszary parkowe, gdzie tylko specjalnie wyniesione ścieżki są wolne od zalewu. Należy podkreślić, że takie intencjonalne zalania wybranych obszarów nie zdarzają się przy każdym opadzie ani nawet każdego roku. Obiekty te znajdują zastosowanie podczas bardzo intensywnych lub obfitych opadach, aby zmniejszyć ryzyko zalania innych, znaczących obiektów. 

Kamil Jawgiel – hydrolog, doktor nauk o Ziemi i środowisku. Zajmuje się szeroko rozumianą gospodarką wodną w zakresie adaptacji do zmian klimatu – przeciwdziałaniu skutkom suszy i powodzi. Specjalizuje się w hydrologii miejskiej, gdzie skutki tych zjawisk są szczególnie odczuwalne. Lider wielu projektów realizowanych w Polsce i za granicą w zakresie modelowania hydrodynamicznego, zagospodarowaniu wód opadowych czy wielokryterialnych analiz przestrzennych GIS.

Rozmawiał Szymon Bujalski