Regionální zvládání povodní kombinací měkkých a tvrdých inženýrských řešení, Norfolk Broadlands

Po mnoho staletí hrály řeky Broadland důležitou roli při přepravě zboží a zařízení pro obchod a průmysl. Dnes je Broadland stále rušnou oblastí, i když pro různé účely. Padesát procent půdy je využíváno k tradičnímu zemědělství. Řeky nadále poskytují hlavní vnitrozemskou plavbu, která spolu s Broads poskytuje přístup k 125 mil vodní cesty. Rekreace a cestovní ruch se staly velmi důležitými a každoročně navštíví celou oblast Broads více než 7 milionů lidí (internetovéstránky Broads Authority). V reakci na to odvětví pronájmu lodí významně přispívá k místní ekonomice: celkem 584 milionů liber bylo vytvořeno v rámci místní ekonomiky prostřednictvím výdajů na návštěvníky a cestovní ruch.

Přitažlivost oblasti úzce souvisí s její rozmanitostí krajiny a mokřadních stanovišť, které jí dávají kvalitu, kterou nikde jinde v zemi nenajdete. Oblast je mezinárodně důležitá pro ochranu přírody: v roce 1988 byl celý Broadland označen jako národní park a v roce 2015 Broads obdržel oficiální grant národního parku. O národní park Broads se stará Broads Authority, místní plánovací orgán.

Vzhledem k tomu, že Norfolk je nízko položené pobřežní hrabství, patří změna klimatu, a zejména zvýšení hladiny moří, k hlavním obavám o tuto lokalitu s tidální převahou. V roce 2016 vypracoval úřad Broads Authority plán pro přizpůsobení se změně klimatu, který vycházel z hloubkové analýzy možných klimatických změn, které se v regionu Broads předpokládají. Předpokládané změny byly porovnány s průměrným pozorovaným klimatem v letech 1961 až 1990. Údaje použité pro studii se soustředily na scénář s vysokými emisemi (RCP8.5). Očekává se, že průměrná maximální měsíční teplota vzroste do roku 2080 o 3,5 °C. Předpokládá se, že průměrné měsíční srážky vzrostou do roku 2050 v průměru o 0,62 mm a do 80. let 20. století o 1,4 mm. Klimatické modely jsou v rozumné míře konzistentní s téměř všemi, které vykazují vlhčí zimy, a s výjimkou dvou, které vykazují sušší léta. Předpokládá se, že nárůst srážek v zimě bude do roku 2050 řádově 5–8 mm a do 80. let 20. století 8–13 mm. Zároveň se očekává nárůst extrémních událostí: jak intenzivnější srážky v kratších obdobích, tak i v delších obdobích sucha.

Ve stejném roce (80. léta 20. století) odhadují projekce absolutní zvýšení hladiny moře o téměř 40 cm ve srovnání se základní úrovní z roku 1990 podle scénáře se středními emisemi. Zvýšení hladiny moří zhorší události prudkého nárůstu bouří; Hladina vody v širém moři se pravděpodobně zvýší. Vyšší hladina moře může zadržet vodu, která se snaží odtékat z řek, což může přímo způsobit povodně.

Záplavové břehy (asi 260 km) poskytují ochranu přibližně 30 000 ha půdy, která leží pod hladinou moře. Všechny povodňové banky podléhají zhoršování stavu. Není-li tento jev řádně udržován a přizpůsoben novým podmínkám, vede ke snížení úrovně poskytované obrany, což je činí náchylnějšími k dopadům povodní.

Stávající náspy byly obecně postaveny za použití původních bažinatých rašelinišť a měkkých jílů. Historická údržba obrany nedržela krok s mírou zhoršování a na počátku 90. let byla náchylná k převýšení a narušení dokonce i mírnými přílivovými vlnami. Kromě toho byla ohrožena integrita základů nábřeží v důsledku eroze břehů řek, která byla způsobena především mytím lodí. V roce 1996 byla vypracována protipovodňová strategie pro Broadland, založená na posílení náspů, aby odolaly prolomení s dostatečným zvýšením hřebenu, aby bylo možné chránit osídlení a řešit předpokládané dopady změny klimatu. Prvním krokem projektu BFAP je posílení stávajících protipovodňových zábran a jejich obnova na výšku, která existovala v roce 1995, s přihlédnutím k vzestupu námořní páky a budoucímu osídlení povodňových břehů v budoucích krocích. Neočekává se, že projekt zabrání všem budoucím povodním v důsledku přeplnění, ale výrazně sníží riziko porušení. Tento krok rovněž zahrnoval nahrazení stávající ochrany ve špatných podmínkách za použití metod šetrnějších k životnímu prostředí, pokud je to možné. Druhý krok, plánovaný do roku 2021, spočívá v provádění programu údržby stávajících povodňových břehů. Jedná se například o sečení trávy, regulaci eroze, odklízení kanálu a bezpečnostní práce. Zahrnuje také doplňování povodňových bank, které se usadily od doby, kdy byly v rámci projektu dříve zlepšeny.

Kromě toho se projekt zaměřuje na ochranu a posílení mokřadních oblastí Broadlands, které jsou bohaté na biologickou rozmanitost, a zároveň poskytuje lepší úroveň služeb v oblasti ochrany před povodněmi.

Nízko položené pozemky, o které se projekt zajímá, jsou rozděleny do 40 protipovodňových úseků. Jedná se o diskrétní oblasti ohraničené vysokými terénními nebo protipovodňovými stěnami, takže pokud dojde k zaplavení, je pravděpodobné, že budou uvnitř oddělení uzavřeny.

Mnoho povodňových břehů se usadilo od doby, kdy byly postaveny nebo naposledy vylepšeny, a hrozí, že budou překryty i poměrně malými přílivovými vlnami. Očekává se, že to bude ještě zhoršeno vzestupem hladiny moří a možným zvýšením četnosti bouří. Navíc v některých částech Broadlandu jsou stávající obrany ohroženy v důsledku eroze okraje řeky (rondu) větrem a vlnami, umýváním lodí, normálními říčními toky a působením přílivu. Ačkoli některé délky byly chráněny ocelovými nebo dřevěnými štětovnicemi, většina z nich byla instalována za posledních 40 let a nyní je třeba je nahradit nebo odstranit. Stávající infrastruktura a stupeň jejího zhoršování nebyly považovány za dostatečné k tomu, aby vyvážily rostoucí tlak způsobený kombinovaným účinkem změny klimatu, vzestupu hladiny moří a současného tlaku způsobeného lidskou činností.

Z historického hlediska byla velká část nákladů na údržbu protipovodňových zábran způsobena opatřeními na ochranu proti erozi ocelového a dřevěného plechu, která byla zavedena s cílem zabránit tomu, aby záplavové břehy byly ohroženy přílivovými proudy a mytím lodí. BFAP se snažil nahradit co nejvíce tohoto tvrdého inženýrství měkkými řešeními, jako je vytvoření přírodních rákosových stanovišť podél okraje řeky. To se ukázalo jako účinné při působení jako přirozený nárazník škodlivých účinků mytí lodí a silných říčních toků. Poskytla také další výhody vhodné pro národní park jako zlepšení krajiny a ekologie.

Projekt navazuje na regionální koncepci protipovodňové ochrany, která spočívá v kombinaci tvrdých a měkkých technických řešení realizovaných v první fázi BFAP:

• Posílení povodňových bank. Toto řešení se používá tam, kde je stávající rákosí podél okraje řeky širší než 5 m nebo je systém ochrany proti erozi nebo štětovnice v dobrém stavu. To zahrnuje posílení stávajícího povodňového břehu v jeho současné poloze umístěním materiálu na přední a / nebo zadní svah břehu. Zvýšení úrovně hřebene může být také nezbytné, a to je obvykle dosaženo umístěním další hlíny v době posilování. Materiál pochází buď z rozšíření stávající hrázové hráze, nebo z výkopu nové hráze v pastevním močálu. Zpevněné břehy mají obvykle minimální šířku hřebene 2 m a zadní svah větší než 1 m ve 3 m. Bankovní hřebeny jsou navrženy tak, aby byly dostatečně široké, aby umožňovaly přístup k údržbě a v případě potřeby další doplňování.

• Povodňový útlum banky. Tato možnost spočívá ve výstavbě nového hlinitého náspu, který se nachází 15 až 30 metrů za stávající hrází, příkopem na bažinaté straně břehu řeky, který zachycuje slanou vodu, která prosakuje z řeky, a zabraňuje jejímu šíření po rákosu. Skutečná vzdálenost neúspěchu závisí na místní míře eroze, hloubce řeky a kvalitě půdy za stávajícím povodňovým břehem. Po zřízení nového břehu je odstraněna stávající ochrana proti hromadění nebo erozi, stávající povodňový břeh je vyrovnán a nové okraje řek jsou profilovány tak, aby podporovaly stabilní okraj řeky. Jedná se o preferované řešení, kdy by se břeh mohl stát nestabilním v důsledku neúspěšného hromadění nebo erodujícího okraje rákosu řeky. Jeho použití je podmíněno vhodnými půdními podmínkami a dostupností dostatečného materiálu pro novou konstrukci hrází.

• Zrušení protipovodňových opatření. Tato možnost je podobná povodňovému útlumu, avšak vzdálenost, kterou je povodňový břeh přesunut do vnitrozemí, je podstatně menší. Tento přístup snižuje množství zabrané půdy, ale vyžaduje další materiál k vyplnění stávajících hrází (z důvodu stability). To je upřednostňované řešení, pokud je ochrana proti erozi nedostatečná. Umožňuje pouze posílení bank a tam, kde pozemní podmínky, topografické rysy nebo struktury neumožňují úplné zhoršení. Využívá celkovou životnost jakéhokoli existujícího stohu, ale spoléhá se na odpovídající zbývající životnost.

Projekt byl zahájen v roce 2001 a bude pokračovat až do roku 2021, přičemž předpokládá prováděcí fázi k dokončení zlepšovacích prací, po níž bude následovat fáze údržby. Do roku 2016 dosáhl BAFP konce první fáze dokončení všech zlepšovacích prací ve 40 oddílech: i) posílení protipovodňových břehů v délce téměř 200 km; ii) zhoršení stavu povodňových břehů v délce 50 km; iii) opětovné hromadění záplavových břehů v délce 7 km; iv) jiná ochrana proti erozi, včetně asfaltových rohoží a dřevěných tyčí v kombinaci s rákosem podél 20 km; v) odstranění hromad spojených s překážkami podél 14,5 km. BFAP nyní postupuje s průběžnými požadavky na údržbu, které obvykle spočívají v lokálním zvedání hřebenů a ochraně proti erozi. Ochrana proti erozi je prováděna za použití ekologicky šetrných forem ochrany bank. Techniky, které se v současné době používají, zahrnují například asfaltové rohože: rákosí jsou vysazeny pro růst přes rohož, což dává přirozenější vzhled na břehu řeky. Broads Authority vypracovala příručku na ochranu bank pro další informace.

Navíc vzhledem k tomu, že banky v rámci společnosti Broadland se neustále usazují, má společnost Broadland Environmental Services Ltd (BESL, soukromá společnost odpovědná za některé funkce řízení povodňových rizik ) roční program zvyšování hřebenu, který se zabývá částmi bank, které se blíží požadavkům na úroveň služeb nebo byly předmětem nepředvídatelného vypořádání. V neposlední řadě projekt rovněž poskytuje 24hodinový rozpis služeb a pohotovostní tým pro případ rozsáhlých povodní.

Účast veřejnosti je nedílnou součástí BFAP, který se snaží zapojit zúčastněné strany při každé příležitosti. BFAP vytvořil konzultační databázi, která obsahuje podrobnosti o více než 1200 zúčastněných stranách. Patří mezi ně zájmové skupiny, podniky, statutární a nestatutární orgány a více než 500 vlastníků půdy. Ke konzultacím se zúčastněnými stranami byl přijat otevřený přístup, který podporuje účast jednotlivců a místních zájmových skupin na vypracovávání strategických návrhů i návrhů týkajících se konkrétních lokalit. Samostatné participativní konzultace probíhají v místech, kde se plánuje poskytnutí první protipovodňové ochrany pro nemovitosti na břehu řeky a loděnice.

Změna z vertikálního stohování na přirozenější břehy řek nebyla většinou lodních zájmů vítána. Piling poskytl zařízení pro příležitostné kotvení, k němuž se přidávají obavy, že odstranění pilot bude mít za následek zvýšenou míru sedimentace v řekách. Byly vypracovány akční plány pro řešení těchto otázek. Například místní plán pro širší regiony na období 2015–2036 obsahuje pokyny pro ustanovení o kotvení, která zohledňují různé zájmy zúčastněných stran, jako je hospodářství, cestovní ruch a ochrana biologické rozmanitosti. Poskytnutí sítě kotvišť v celém systému Broads je zásadní pro místní komunity, podniky a návštěvníky Broads. Naopak, koncentrace návštěvníků, kde je kotvení nejhojnější, má nepříznivý vliv na klid a klid požitku z Broads. Kontrolní úřad proto bude chránit stávající kotviště a podporovat poskytování nových regulovaných kotvišť v celém systému.

Počáteční obavy veřejnosti, že by projekt trpěl inovativním přístupem partnerství soukromého a veřejného sektoru kvůli potřebě maximalizovat ziskové marže, byly do značné míry rozptýleny, neboť partneři projevili ochotu přijmout širší přínosy. Ve skutečnosti poskytla jedinečnou příležitost integrovat protipovodňové práce s dalšími iniciativami veřejného zájmu.

Protipovodňové ochrany byly navrženy tak, aby byly udržitelné a v rámci přísných finančních limitů projektu. Proces účasti veřejnosti pomáhá tuto skutečnost zajistit, a to jak pro projekt jako celek, tak pro každý jednotlivý režim v rámci projektu, tím, že objasňuje, že každá část je:

• nákladově efektivní a ekonomicky životaschopné;
• technicky proveditelné;
• společensky přijatelné, např. určením možných dopadů a přínosů pro místní komunity;
• Šetrné k životnímu prostředí, např. určením přínosů pro životní prostředí tam, kde je to možné, a minimalizací potenciálních negativních dopadů tam, kde je to relevantní.

Hlavním faktorem úspěchu projektu je efektivní partnerství soukromého a veřejného sektoru. V roce 1992 zahájila britská vláda iniciativu soukromého financování, program partnerství veřejného a soukromého sektoru, jako způsob poskytování kvalitnějších a nákladově efektivnějších veřejných služeb. Prostřednictvím smlouvy Broadland agentura pro životní prostředí delegovala některé funkce řízení povodňových rizik na soukromou společnost Broadland Environmental Services Ltd. Tato krycí společnost Private Finance Initiative se používá k dodání smlouvy, která zahrnuje podíly 90 % BAM Nuttall Ltd a 10 % Halcrow Group Ltd (nyní CH2M HILL). Toto konsorcium je pověřeno zlepšováním a údržbou aktiv agentury, poskytováním záchranných služeb a činností správce životního prostředí. Hlavním důvodem úspěchu projektu Broadland byla rovnost mezi oběma partnerskými organizacemi (jedna veřejná a druhá soukromá). Výběr partnerů a uznání toho, že každý z nich vyžaduje silné stránky toho druhého, byly klíčem k vybudování silného týmu.

Navzdory všem pozitivním stránkám realizace tohoto projektu má masivní zásah protipovodňové ochrany ve velké oblasti, jako je ta zvažovaná, také negativní dopady. Hlavní zjištěná omezení (většina z nich pouze dočasná) by mohla být uvedena takto:

• dočasné vyrušování obytných nemovitostí;
• možné změny ve využívání půdy v důsledku výstavby protipovodňové ochrany;
• Možné dopady na nechráněné komunity změnou povodňového vzorce;
• Dočasné vizuální efekty prací během výstavby;
• Dočasná ztráta vegetačních ploch;
• Vizuální dopady nových velkých hrází;
• Dočasné narušení flóry a fauny.

Kromě toho, ačkoli projekt zahrnoval vysokou míru zapojení zúčastněných stran, několik vlastníků půdy bylo proti „zrušení“ protipovodňových zábran na jejich půdě. V takových případech umožnilo určení nového uspořádání povodňových břehů dokončit fázi provádění projektu, vyhnout se půdě zemědělce, který je proti, ale zároveň nezaručit jeho ochranu před budoucími povodněmi.

V roce 2017 získal projekt Broadland Flood Alleviation Project ocenění East of England Merit Awards od Institution of Civil Engineers, které oceňuje excelenci v oblasti designu a výstavby.

Očekává se, že do konce projektu v roce 2021 budou celkové náklady činit 136 milionů britských liber: 107,7 milionu lze připsat na nové stavby a inženýrské práce a 31,3 milionu na zajištění údržbových prací do roku 2021. Projekt je nákladově omezený. Tento strop nákladů znamená, že všechny jednotlivé režimy v rámci projektu musí být striktně navrženy tak, aby byly nákladově efektivní a v rámci plánovaného programu.

Očekává se, že ekonomické náklady projektu budou kompenzovány přínosy, které představují významné snížení ztrát pro odvětví zemědělství způsobených povodněmi v mořské vodě. Jedním z hlavních rysů tohoto projektu je konsolidace povodňových břehů s cílem zabránit jejich narušení. Když povodňová banka prolomí, nízko položené sladkovodní bažiny jsou ponořeny do slané vody po dlouhou dobu, tak dlouho, jak to trvá provést opravy, možná několik týdnů. To pravděpodobně způsobí dlouhodobé, a tedy nákladné škody na zemědělských a přírodních kvalitách půdy. Když dojde k přeplnění, stále dochází k zaplavení slané vody, ale protože objem vody je mnohem menší a opravy na povodňovém břehu nejsou obvykle nutné, může být povodňová voda čerpána zpět do řeky během 2-3 dnů. To je obvykle dostatečně rychlé, aby se zabránilo významným dlouhodobým škodám na zemědělské půdě. Rozdíl mezi náklady na škody způsobené porušením a překrytím je jedním z přínosů, které se berou v úvahu při navrhování projektu. Na straně nákladů výpočtu byl na místě k dispozici pouze dostatek vhodného materiálu, který by zvýšil výšku bank zpět na úroveň roku 1995. Aby se dále zvyšovaly výšky bank a zcela se zabránilo překrývání, musely by být velké objemy stavebních materiálů přepravovány na dlouhé vzdálenosti, jejichž náklady by výrazně převážily nad přínosy.

Výskyt tří velkých povodní charakterizovaných vysokou hladinou vody v období 2006–2013 umožnil prakticky prokázat přínosy projektu. Zlepšená protipovodňová ochrana v celé oblasti Broadland při těchto příležitostech nezaznamenala vážné strukturální škody. V roce 2013 zaznamenala oblast úroveň vody srovnatelnou s velkou povodní v roce 1953, ke které došlo před doplněním povodňových břehů. Díky intervencím realizovaným v rámci projektu vedla akce v roce 2013 pouze ke dvěma porušením a žádný majetek nebyl zaplaven; v roce 1953, místo toho byl počet porušení výrazně vyšší, což vedlo k rozsáhlým záplavám.

Celkově systém poskytuje protipovodňovou ochranu 1 700 nemovitostí, dálnici A47, železniční trať Norwich-Great Yarmouth a 24 000 hektarů zemědělské půdy. Kromě pozitivních hospodářských účinků je dosahováno i mnoha druhotných sociálních a environmentálních přínosů. Mezi tyto vedlejší přínosy patří lepší přístup pro chodce prostřednictvím modernizace 100 km stezek pro pěší, zařízení pro rybáře a zajištění kotvení pro odvětví rekreačních a rekreačních plaveb. Projekt byl vyvinut ve spolupráci s Norfolk Wildlife Trust a dalšími podobnými institucemi s cílem zlepšit mokřadní stanoviště kolem národní přírodní rezervace Hickling Broad. Úpravy povodňových břehů proto rovněž vedly ke zlepšení rozsahu a kvality přírodních stanovišť: Vzniklo 55 hektarů sladkovodního rákosí, které novému povodňovému korytu poskytuje udržitelnou a dlouhodobou ochranu před erozí. Vytvoření přírodních stanovišť s rákosím rovněž přispívá k cíli požadovanému podle nařízení o stanovištích, pokud jde o ztráty způsobené systémy řízení povodňových rizik na pobřeží Suffolku.

Formální posouzení rozsahu přínosů projektu bude pravděpodobně následovat po jeho dokončení v květnu 2021.

V roce 1996 zahájila Agentura pro životní prostředí Spojeného království proces zvažování možného využití přístupu iniciativy soukromého financování pro zadávání zakázek na služby řízení povodňových rizik. V důsledku toho byl projekt Broadland Flood Alleiation Project (BFAP) jedním z pouhých dvou vybraných a označených ministerstvem financí jako „významné projekty se statusem průkopníka“. Klíčovým rysem iniciativy je, že v oblasti Broadland je soukromý partner odpovědný za poskytování stanoveného standardu služeb řízení povodňových rizik, včetně údržby, zlepšovacích prací a reakce na mimořádné události. Účelem tohoto partnerství mezi veřejným a soukromým sektorem je dále usilovat o nákladově efektivní poskytování veřejných služeb prostřednictvím provozní účinnosti a inovací, což je zakotveno ve formuláři smlouvy na míru.

Plná realizace plánovaných zlepšovacích prací trvala 15 let (2001–2016). Fáze údržby stále probíhá a bude systematicky prováděna až do konce projektu BFAP v roce 2021. Po roce 2021 bude výchozí stav infrastruktury spadat do běžného programu agentury pro životní prostředí pro monitorování a údržbu.

Životnost intervencí lze odhadnout na 50 až 100 let. Vzhledem k měkké povaze podkladové půdy v oblasti projektu bude neustále zapotřebí pravidelně doplňovat záplavové banky.

Paul Mitchelmore
UK Environment Agency
Broadland Flood Alleviation Project
E-mail: paul.mitchelmore@environment-agency.gov.uk 

Kevin Marsh
CH2M HILL
Broadland Flood Alleviation Project
E-mail: kevin.marsh@ch2m.com 

Broadland Flood Alleiation Project a britská agentura pro životní prostředí