Powodzie są najczęstszymi katastrofami naturalnymi występującymi na świecie, wywołującymi do tego ogromne szkody. Co więcej, ekstremalne zjawiska powodziowe będą występować coraz częściej ze względu na zmiany klimatu i formy użytkowania terenu, również na terenie Polski. Z drugiej strony ostatnie dwie dekady przyniosły w naszym kraju niezwykle dynamiczny wzrost poziomu motoryzacji oraz rozrost i poprawę jakości infrastruktury drogowej. Doktor Szymon Wiśniewski z Uniwersytetu Łódzkiego analizuje te zjawiska. Opisuje możliwe procedury zaradcze, które należy wdrożyć przed wystąpieniem powodzi oraz sytuacje kryzysowe zagrażające stabilnemu funkcjonowaniu transportu drogowego, gdy ona już nastąpi. Wskazuje także na obszary w Polsce, gdzie powodzie generują najwyższe szkody.
W wyniku wystąpienia zdarzeń nietypowych (np. powodzi) zarządzanie systemem transportowym jest wyjątkowo utrudnione. Konieczne wtedy staje się szczególnie racjonalne i efektywne dysponowanie infrastrukturą, tak aby w związku z wyłączeniami (np. zalaniem drogi, zalaniem dróg sąsiednich, prewencyjnym zamknięciem drogi) zagrożonych jej odcinków, obniżeniem poziomu dostępności i zmianami w obciążeniu sieci nie wystąpiło wykluczenie transportowe, które zaważyć może na bezpieczeństwie ludności i stanie gospodarki.
Należy mieć również na uwadze, że wystąpienie zjawisk nietypowych, jak np. zniszczenie odcinka drogi przez wody powodziowe, może ponadto skutkować określonym zestawem zachowań użytkowników sieci transportowej, niemożliwych do zaobserwowania w warunkach „normalnych”. Działanie w stresie, bardziej niż zwykle ograniczona wiedza na temat stanu sieci drogowej to przykłady czynników, które mogą dalece zmodyfikować typowe zachowania uczestników ruchu. Ujawnia to żywotną potrzebę prowadzenia tego rodzaju badań, tak aby w przyszłości mogły się one przyczynić do bardziej efektywnego reagowania w przypadku wystąpienia sytuacji kryzysowych.
Analizy poświęcone problematyce zmian funkcjonowania sieci drogowej w sytuacji wystąpienia powodzi swoją istotność wywodzą zasadniczo z dwóch sfer. Pierwsza, to kwestie utylitarne, dotyczące zarządzania infrastrukturą krytyczną (do której należy infrastruktura transportowa) w przypadku wystąpienia sytuacji kryzysowej oraz ograniczenia potencjalnych negatywnych skutków, przede wszystkim w zakresie życia i zdrowia ludzi oraz działalności gospodarczej. Jest to równolegle nadrzędny cel zarządzania ryzykiem powodziowym - ograniczenie wrażliwości obiektów (w tym przypadku infrastruktury transportowej) i społeczności (które można wprost postrzegać jako użytkowników infrastruktury transportowej) na zagrożenia powodziowe, doskonalenie skuteczności odbudowy (sieci drogowej) i powrotu (systemu transportowego) do stanu sprzed powodzi oraz budowa programów edukacyjnych zwiększających świadomość i wiedzę na temat źródeł zagrożenia i ryzyka powodziowego (np. podczas samoewakuacji ludności z terenów zagrożonych).
Druga sfera natomiast, to ważny wymiar poznawczy tego rodzaju analiz. Dzięki nim możliwa staje się ocena wrażliwości polskiej sieci drogowej oraz funkcjonującego w oparciu o nią transportu drogowego na niszczące działanie wód powodziowych mogących wystąpić w poszczególnych regionach kraju w scenariuszu o określonym prawdopodobieństwie.
Zarządzanie systemem transportowym na obszarach zagrożonych powodzią należy prowadzić mając na uwadze dwie zasadnicze perspektywy czasowe. Okres po wystąpieniu tego zjawiska jest przecież jednocześnie czasem swego rodzaju oczekiwania na jego kolejne wystąpienie. Dlatego też względnie spokojny okres warunków „normalnych” to dla zarządców sieci drogowej czas, który powinien zostać poświęcony na jej przygotowywanie (do kolejnego wystąpienia powodzi), zapobieganie (negatywnym konsekwencjom wystąpienia powodzi) i odtwarzanie (tych elementów sieci, które utraciły swoje pierwotną funkcjonalność w wyniku wystąpienia powodzi).
W czasie powodzi przychodzi natomiast konieczność reagowania na często bardzo dynamicznie zmieniającą się sytuację. Nieuchronne stać się mogą wyłączenia mostów czy też zalanych odcinków dróg z użytkowania oraz będące ich efektem wyznaczanie objazdów. Należy w tym miejscu podkreślić, że działania dotyczące bezpośredniej ochrony infrastruktury drogowej (infrastruktury krytycznej) przed powodzią przestają przyjmować charakter zarządzania powodziowego, a stają się zarządzaniem kryzysowym (Fox 2003, Piepiora 2019).
Powodzie mogą doprowadzić do całkowitego zamknięcia dróg dla ruchu, przyczynić się do ewakuacji z obszarów zagrożonych i jednocześnie pochłaniać ogromne środki finansowe. Zdarzenia te mogą spowodować ponadto między innymi: wzrost zużycia paliwa, opóźnienia, wzrost liczby wypadków i generalnie znacząco wpłynąć na wydajność systemu transportowego (Rakha i in. 2007, Cools i in. 2010). Powodzie, w szczególności te o charakterze błyskawicznym, które pojawiają się gwałtownie na skutek intensywnych opadów deszczu, stanowią główną przyczynę zakłóceń w transporcie (Brown i in. 2014, Pregnolato i in. 2017). Są one szczególnie niebezpieczne dla sieci drogowej na obszarach miejskich. Jest to związane z wysokim udziałem powierzchni nieprzepuszczalnych, które uniemożliwiają infiltrację wody do gleby (Pregnolato i in. 2017).
Nie wszystkie odcinki sieci drogowej, w tym drogowe obiekty inżynierskie, są równie istotne dla jej funkcjonowania w czasie, kiedy cała sieć wystawiona jest na działanie powodzi (Balijepalli i Oppong 2014). Kluczowa jest więc ocena podatności sieci transportowych na zagrożenia, aby móc przygotować plany reagowania kryzysowego i zminimalizować utratę wydajności systemu po wystąpieniu powodzi (Chen i in. 2007, Kim i Yeo 2016). Aby to jednak było możliwe, zarówno badacze, jak i praktycy muszą dysponować zestawem danych charakteryzujących powódź o określonym prawdopodobieństwie wystąpienia (które w Polsce można pozyskać z map zagrożenia i ryzyka powodziowego) – m.in.: granicami obszarów zagrożonych, głębokościami wody czy jej prędkościami. Niezbędne są również modele analityczne, dzięki którym możliwe jest zestawianie cech ruchu pojazdów z konkretnymi warunkami występującymi podczas powodzi (Rakha i in. 2007) i to na każdym jej etapie. W trakcie wystąpienia powodzi można bowiem, dla przykładu, tak zarządzać ruchem pojazdów, aby zawczasu zminimalizować jego przepływ przez potencjalnie zagrożone odcinki sieci.
Badania wskazują, że istnieje co najmniej kilka możliwych reakcji na obniżenie wydajności systemu transportowego dotkniętego destrukcyjnym działaniem wód powodziowych czy też samym ryzykiem takiej degradacji w różnych lokalizacjach. W niektórych przypadkach reakcja ta może polegać na zmianie parametrów użytkowych lub technicznych kluczowych elementów infrastruktury transportowej, poprzez na przykład podniesienie ich rzędnych powyżej zakładanych maksymalnych poziomów zalewowych (obniżenie podatności). W związku z tak daleko idącymi ingerencjami poprawie ulegają zazwyczaj również warunki drogowe. Może to pociągnąć za sobą większe uzależnienie sieci od tych właśnie kluczowych elementów (wzrasta ich istotność). Tym samym staje się przez to bardziej wrażliwa na ich awarię. Innym rozwiązaniem jest wprowadzanie nowych odcinków do sieci (szczególnie alternatywnych dla zagrożonych segmentów), zwiększających jej wariantowość (Taylor i D’Este 2007, Wiśniewski 2021).
Znaczenie transportu drogowego w okolicznościach wystąpienia katastrof naturalnych czy związanych z nimi awarii technicznych omawiać można jeszcze z jednej, niebywale istotnej perspektywy. Wystąpienie powodzi czy też pojawienie się jej symptomów skutkować może bowiem realizacją procesu ewakuacji. Nie pozostaje ona bez wpływu na funkcjonowanie systemu transportowego. Sieć drogowa może zostać obciążona ruchem w związku z przemieszczaniem się ludności (czy transportem zwierząt lub mienia) z terenów zagrożonych do miejsc bezpiecznych. Jednocześnie część podróży o innych motywacjach – np. dojazdy do pracy, podróże służbowe czy na zakupy (w tym tych realizowanych z wykorzystaniem indywidualnego transportu samochodowego) może nie zostać zrealizowana. Konsekwencje dla transportu drogowego można zatem rozpatrywać zarówno w odniesieniu do podróży związanych z ewakuacją, jak i do ich wpływu na równowagę całego systemu.
Ruch pojazdów związany z samoewakuacją ludności czy ewakuacją realizowaną przez stosowne służby (niezależnie, czy planowaną, czy doraźną) nie pozostaje bez wpływu na równowagę systemu transportowego. Wpływ ten może być szczególnie wyraźny wobec równolegle planowanych lub realizowanych wyłączeń odcinków sieci drogowej z użytkowania (np. na skutek groźby zalania czy naruszenia stabilności konstrukcji). Należy mieć na uwadze, że samoewakuacja nie może stanowić wyłącznej formy przemieszczania ludności ze strefy zagrożenia do miejsc bezpiecznych (Gromek i in. 2014). Niezbędne jest przecież zorganizowanie transportu osób samotnych, starszych, chorych (zwłaszcza tych o ograniczonej mobilności) czy przebywających np. w zakładach penitencjarnych. Są to bowiem grupy ludności, które nie są w stanie lub nie mogą ewakuować się samodzielnie (Gromek 2014). Dla realizacji transportu zorganizowanego przez odpowiedzialne za to służby, potoki pojazdów związane z samoewakuacją mogą stanowić istotną barierę. Aktywowane mogą zostać np. lokalne ograniczenia przepustowości – wąskie gardła sieci drogowej. W zakresie zagrożeń wtórnych w sferze zagadnień transportowych, których doświadczyć może ewakuująca się ludność, wymienić należy chociażby kolizje i wypadki komunikacyjne czy niewydolność systemu transportu drogowego w czasie przejazdów ewakuacyjnych (Gromek 2015).
Mając na uwadze rolę badań nad funkcjonowaniem transportu drogowego w świetle katastrof naturalnych dla zapewnienia bezpieczeństwa ludności, trzeba jednocześnie pamiętać o funkcjonujących w literaturze przedmiotu dwóch generalnych podejściach do procesu zarządzania w czasie wystąpienia zdarzeń nietypowych (w tym powodzi).
Zgodnie z pierwszym z nich, wszelkie planowanie i powstałe w jego wyniku dokumenty nie przynoszą spodziewanych rezultatów. Drugie natomiast mówi, że efektywniejsze planowanie może poprawić poziom bezpieczeństwa (Cook i Zurita 2016). Wedle opinii części autorów, niemożliwe jest opracowanie dokładnych prognoz czy skutecznych planów działań (Clarke 1999, McConnell i Drennan 2006). Badania mające na celu poprawę zarządzania w sytuacji kryzysowej pozostają ograniczone przede wszystkim do lepszych przewidywań i lepszych reakcji, zwykle planowanych jako optymalizacja komponentu transportowego (Cook i Zurita 2016). Nawet jeśli zostanie zaakceptowana częściowa nieskuteczność tego rodzaju zabiegów (Boin i McConnell 2007), to efekt łagodzenia poczucia niebezpieczeństwa ludności zamieszkującej zagrożone tereny, wydaje się je uzasadniać (Clarke 1999, Kendra i Wachtendorf 2003). Nie można jednocześnie doprowadzić do sytuacji, w której ufność planom kryzysowym czyni jednostki odpowiedzialne za zarządzanie kryzysowe mniej czujnymi i nieskorymi do uczenia się. Zbyt daleko posunięta wiara w skuteczny plan działania w czasie sytuacji kryzysowej może ponadto skutkować zignorowaniem konieczności prowadzenie działań zapobiegawczych.
Analiza wybranych cech powodzi w Polsce dowodzi, że generują one najwyższe szkody w Polsce południowej (w dorzeczu górnej i środkowej Odry oraz górnej Wisły). Badania przeprowadzone w ramach projektu Zmiany teoretycznej dostępności transportowej i obciążenia sieci drogowej na skutek wystąpienia powodzi na terytorium Polski (2018/29/B/HS4/01020, finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki) wskazały, że w znacznej mierze ta właściwość przestrzenna znajduje swoje potwierdzenie także w przypadku konsekwencji w zakresie ingerencji w sieć drogową i perturbacji dla całego krajowego systemu transportu drogowego. Uwzględnienie w zakresie projektu realiów prawno-administracyjnych towarzyszących gospodarowaniu na terenach zagrożonych powodzią dowodzi, że zasadniczą cechą zarządzania nimi powinna być stabilność głównych zasad mu przyświecających. Zmienność reguł gospodarowania, choć zapewne dokonywana w dobrej wierze, czyni niemożliwym wykrystalizowanie się zakładanych pozytywnych rezultatów ze względu na zbyt wąski horyzont czasowy, który wyznacza kolejna zmiana (Wiśniewski 2021). Z perspektywy utrzymania i rozwoju sieci drogowych problematyczna jest ponadto niespójność ustaleń i to zarówno w rozumieniu przestrzennym, jak i rzeczowym. Dzięki wzmacnianiu świadomości społecznej i odpowiedzialności środowiskowej możliwa wydaje się sytuacja, w której będzie można liczyć na czynny udział społeczności lokalnych w prawidłowym kształtowaniu roli tych terenów, któremu towarzyszyć będzie spadek ich ruchotwórczości bez jednoczesnego angażowania działań zagrażających samorządności poszczególnych społeczności lokalnych w kwestii gospodarowania ich przestrzenią.
Rezultaty projektu wskazują na potrzebę sporządzania analiz zmian dostępności transportowej towarzyszących wystąpieniu powodzi szczególnie dla obszarów nią bezpośrednio zagrożonych. Niezbędna jest ponadto stała aktualizacja analiz w związku z rozwojem sieci transportowej, zmianą liczby, rozmieszczenia i siły oddziaływania potencjałów ruchotwórczych oraz cech samej powodzi (np. granic obszaru, który może być nią dotknięty). Bezzwłoczne doprowadzenie systemu transportowego do równowagi na nowym poziomie stanie się znacznie bardziej osiągalne dzięki prewencyjnie opracowanym zmianom w organizacji ruchu i wskazaniu kanałów informacyjnych, którymi zmiany te można odpowiednio wcześnie przekazać użytkownikom sieci drogowej w sytuacji pojawienia się zagrożenia lub jego symptomów. Bardzo cenny w tego rodzaju procesach byłby udział operatorów Inteligentnych Systemów Transportowych. Mają oni bowiem do dyspozycji różnego rodzaju narzędzia, przy pomocy których komunikować się mogą z podróżującymi, przekazując im informacje o utrudnieniach na sieci drogowej i jednocześnie wskazówki dla ich uniknięcia w czasie rzeczywistym. Na poziomie regionalnym i krajowym tego rodzaju działania mogą przyczynić się do kształtowania pożądanych w sytuacjach kryzysowych zachowań transportowych. Na poziomie lokalnym natomiast, gdzie powódź bezpośrednio i natychmiastowo dotyka lokalnej społeczności, poza opracowaniem strategii i planów operacyjnych na poziomie zarządców i organizatorów transportu, kluczowe wydają się jednak wyuczone zachowania mieszkańców odnoszące się do wyboru środka transportu, trasy przejazdu oraz czasu rozpoczęcia podróży związanych np. z samoewakuacją.
Wartym rozważenia uzupełnieniem dla obowiązującej polityki w zakresie zarządzania terenami zagrożonymi powodzią, również ze względu na funkcjonowanie i rozwój infrastruktury drogowej, jest uwzględnienie sytuacji, w której przebieg ich granic ulega modyfikacji. Zagrożone stać się mogą wtedy obszary, których zagospodarowanie w żaden sposób nie było dotychczas ograniczane z racji braku niebezpieczeństwa powodzi. Niemniej jednak ogólnoświatowe przekształcenia środowiska przyrodniczego i lokalne gospodarowanie człowieka może przyczynić się do sytuacji, w której np. granice wyznaczające tereny o 1% prawdopodobieństwie wystąpienia powodzi obejmą częściowo obszary cechujące się teraz prawdopodobieństwem na poziomie 0.2%. W świadomości społecznej są to tereny całkowicie bezpieczne. Cechują się one w związku z tym zgoła inną strukturą użytkowania ziemi, której przekształcenia prowadzą często w kierunku intensyfikacji zagospodarowania. To zaś pociąga za sobą wzrost wartościami szkód, w tym w infrastrukturze drogowej, w wyniku potencjalnego zalania. Szansę na wypracowanie rozwiązań, które pogodziłby potencjał zagospodarowania transportowego tych terenów przy równoległym uwzględnieniu wystąpienia katastrof naturalnych, w tym w szczególności powodzi, daje jedynie odpowiednio wcześnie uwzględnienie ewentualnego zagrożenia.
Dr Szymon Wiśniewski – adiunkt w Instytucie Zagospodarowania Środowiska i Polityki Przestrzennej Uniwersytetu Łódzkiego. Autor i współautor ponad 80 publikacji, w tym czterech monografii. Wykonawca jedenastu projektów badawczych (w tym kierownik trzech grantów finansowanych przez Narodowe Centrum Nauki). Jego zainteresowania badawcze koncentrują się wokół geografii transportu, a w szczególności dostępności transportowej i mobilności przestrzennej. Członek Zarządu Komisji Geografii Komunikacji Polskiego Towarzystwa Geograficznego. Autor monografii naukowej opublikowanej nakładem Wydawnictwa UŁ pt. Dostępność transportowa i obciążenie sieci drogowej w Polsce w świetle zagrożeń powodziowych. Publikacja dostępna nieodpłatnie pod tym linkiem: https://wydawnictwo.uni.lodz.pl/produkt/dostepnosc-transportowa-i-obciazenie-sieci-drogowej-w-polsce-w-swietle-zagrozen-powodziowych/
Spis literatury:
Balijepalli, C., & Oppong, O. (2014). Measuring vulnerability of road network considering the extent of serviceability of critical road links in urban areas. Journal of Transport Geography, 39, 145–155.
Boin, A., & McConnell, A. (2007). Preparing for critical infrastructure breakdowns: the limits of crisis management and the need for resilience. Journal of Contingencies and Crisis Management, 15(1), 50–59.
Brown, J.D., & Damery, S.L. (2002). Managing flood risk in the UK: towards an integration of social and technical perspectives. Transactions of the institute of British Geographers, 27(4), 412–426.
Brown, R., Curley, J., & Smith, B. (2014). Transport Resilience Review: A review of the resilience of the transport network to extreme weather events. Department for Transport: London (UK).
Chen, A., Yang, C., Kongsomsaksakul, S., & Lee, M. (2007). Network-based accessibility measures for vulnerability analysis of degradable transportation networks. Networks and Spatial Economics, 7(3), 241–256.
Clarke, L. (1999). Mission improbable: Using fantasy documents to tame disaster. University of Chicago Press.
Cook, B.R., & Zurita, M.D.L.M. (2016). Planning to learn: an insurgency for disaster risk reduction (DRR). International Journal of Disaster Risk Reduction, 19, 265–272.
Cools, M., Moons, E., & Wets, G. (2010). Assessing the impact of weather on traffic intensity. Weather, Climate, and Society, 2(1), 60–68.
Fox, I.B. (2003). Introduction to Flood Management–Getting ADB’s Water Policy to Work. The Impact of Floods, Drought, and Other Water Disasters on the Poor.
Gromek, P. (2014). Aspekt społeczny analizy ryzyka ewakuacji ludności w obliczu klęski żywiołowej w Polsce. Prace i Studia Geograficzne, 53, 43–53.
Gromek, P., & Kozioł, J. (2015). Wpływ samoewakuacji na wybrane parametry ruchu drogowego podczas masowej ewakuacji ludności – część 1. Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej, 53 (1), 58–70.
Gromek, P., Gawroński, W., & Wróbel, R. (2014). Wpływ samoewakuacji na masową ewakuację ludności w Polsce – wprowadzenie do problematyki. Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej, 51(3), 70–83.
Jenelius, E., & Mattsson, L.G. (2006). Developing a methodology for road network vulnerability analysis. Nectar Cluster, 1, 1–9.
Jonkman, S.N. (2005). Global perspectives on loss of human life caused by floods. Natural Hazards, 34(2), 151–175.
Kendra, J.M., & Wachtendorf, T. (2003). Elements of resilience after the world trade center disaster: reconstituting New York City’s Emergency Operations Centre. Disasters, 27(1), 37–53.
Kim, S., & Yeo, H. (2016). A flow-based vulnerability measure for the resilience of urban road network. Procedia-Social and Behavioral Sciences, 218, 13–23.
Koetse, M.J., & Rietveld, P. (2009). The impact of climate change and weather on transport: An overview of empirical findings. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 14(3), 205–221.
McConnell, A., & Drennan, L. (2006). Mission impossible? Planning and preparing for crisis. Journal of Contingencies and Crisis management, 14(2), 59–70.
Okazawa, Y., Yeh, P.J.F., Kanae, S., & Oki, T. (2011). Development of a global flood risk index based on natural and socio-economic factors. Hydrological Sciences Journal, 56(5), 789–804.
Piepiora, Z. (2019). Ekonomiczna efektywność strukturalnej ochrony przeciwpowodziowej w Polsce. Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Wrocław.
Posthumus, H., Hewett, C.J.M., Morris, J., & Quinn, P.F. (2008). Agricultural land use and flood risk management: engaging with stakeholders in North Yorkshire. Agricultural Water Management, 95(7), 787–798.
Pregnolato, M., Ford, A., Wilkinson, S. M., & Dawson, R. J. (2017). The impact of flooding on road transport: A depth-disruption function. Transportation Research Part D: Transport and Environment, 55, 67–81.
Rakha, H., Farzaneh, M., Arafeh, M., Hranac, R., Sterzin, E., & Krechmer, D. (2007). Empirical studies on traffic flow in inclement weather. Final Report–Phase I, 385.
Reynard, N.S., Prudhomme, C., & Crooks, S.M. (2001). The flood characteristics of large UK rivers: potential effects of changing climate and land use. Climatic Change, 48(2-3), 343–359.
Taylor, M.A., & D’Este, G.M. (2007). Transport network vulnerability: a method for diagnosis of critical locations in transport infrastructure systems. Critical Infrastructure (pp. 9–30). Springer, Berlin, Heidelberg.
Ustawa z dnia 18 kwietnia 2002 r. o stanie klęski żywiołowej (Dz.U. 2002 nr 62 poz. 558 z późn. zm.).
Wiśniewski S. (2021). Dostępność transportowa i obciążenie sieci drogowej w Polsce w świetle zagrożeń powodziowych. Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, Łódź.