Ulepszona konstrukcja wałów i wałów

Wały i wały są strukturami hydraulicznymi zbudowanymi w celu zatrzymywania wody:

• Wały zwykle biegną równolegle do zbiornika wodnego (takiego jak rzeka lub morze) i mają wodę tylko po jednej stronie. Wały zostały po raz pierwszy zbudowane, aby odzyskać ziemię z morza, a tym samym chronić ziemię, która w naturalny sposób byłaby pod wodą przez większość czasu. Zapewniają również ochronę przed powodziami z morza podczas ekstremalnych zdarzeń.
• Lewy są nasypami zbudowanymi dla ochrony przeciwpowodziowej. Są to zazwyczaj nasypy gliniane i podobnie jak wały mają wodę tylko po jednej stronie. Lewy chronią tereny, które są zwykle suche, ale mogą być zalane podczas ekstremalnych zdarzeń.

Wały i wały przeciwpowodziowe wymagają regularnej konserwacji i wzmocnienia, aby zapewnić ich zdolność ochrony i spełnić wymagania bezpieczeństwa. Nowe prognozy dotyczące wzrostu poziomu morza, skali i częstotliwości ekstremalnych zdarzeń pogodowych oraz zwiększonego ryzyka powodzi przybrzeżnych i rzecznych mogą prowadzić do ponownego rozważenia wymogów bezpieczeństwa. Może to prowadzić do zbudowania nowych zabezpieczeń na zidentyfikowanych słabych punktach lub zwiększenia i wzmocnienia istniejących. Wzmocnienie wałów i wałów przeciwpowodziowych może zwiększyć ich stabilność i odporność na złamanie oraz ich bezpieczeństwo przed zalaniem. Najczęstszymi metodami wzmacniania wałów i wałów są:

• Roboty ziemne mające na celu spłaszczenie zbocza grobli lub wałów przeciwpowodziowych, podniesienie i poszerzenie grobli lub wałów przeciwpowodziowych lub budowę ławic.

• Środki strukturalne mające na celu wzmocnienie wałów i wałów przeciwpowodziowych, w tym ścianki przesiąkające lub odcinające, uszczelnienie powierzchni lub dodatkowy budynek ruchomych lub nieruchomych ścian przeciwpowodziowych.
• Ulepszenia materiału wałów i wałów przeciwpowodziowych, na przykład poprzez poprawę gleby lub zastosowanie materiałów geosyntetycznych.
• Ochrona powierzchni grobli i wałów przeciwpowodziowych, na przykład przez warstwy skalne, aby zapobiec erozji lub umożliwić przepełnienie.
• Ochrona wałów i wałów przeciwpowodziowych poprzez plantację roślin drzewiastych.

Jednym z najczęstszych mechanizmów awarii wałów i wałów przeciwpowodziowych jest naruszenie w przypadku, gdy woda je zatopi. Wały i wały mogą być budowane w sposób pozwalający na przepełnienie (np. poprzez wzmocnienie ściany wewnętrznej lub poszerzenie i wzmocnienie powierzchni). Takie wały i wały zapobiegają niekontrolowanym katastrofalnym przerwom związanym z niszczycielskimi powodziami w głębi lądu. Uszkodzenia mogą nadal wystąpić z powodu wody, która znajduje się nad konstrukcjami, ale są one znacznie mniejsze w porównaniu z pęknięciem grobli lub wałów przeciwpowodziowych. Odmienne podejście adaptacyjne do wzmacniania wałów i wałów przeciwpowodziowych polega na ich częściowej lub całkowitej dekonstrukcji, zwłaszcza na potencjalnych równinach zalewowych, aby zapewnić więcej miejsca dla rzeki lub morza (zob. wariant adaptacyjny polegający na rekultywacji i odbudowie rzek i równin zalewowych). W takim przypadku wały lub wały przeciwpowodziowe można całkowicie zdemontować, otworzyć przez cięcie wzdłużne lub w razie potrzeby przenieść dalej w głąb lądu, oferując bardziej zrównoważony i długoterminowy potencjał adaptacyjny. W przypadku grobli opracowanie równoległego systemu grobli z zamkniętym polderem retencyjnym jest również opcją łagodzenia ekstremalnych szczytów powodzi: konstrukcja systemów podwójnego wgłębienia umożliwia wykorzystanie przestrzeni pomiędzy nimi w celu zatrzymania wody, która się myje.

W związku z tym należy zawsze oceniać alternatywne rozwiązania oparte na zasobach przyrody, aby zapewnić długoterminową trwałość ochrony przeciwpowodziowej, zminimalizować związane z tym kompromisy i zapewnić wiele korzyści dla środowiska i społeczeństwa.

Wybór rodzaju interwencji wałów lub wałów przeciwpowodziowych ma istotne implikacje nie tylko dla bezpieczeństwa ludzi i aktywów stojących za tą infrastrukturą, ale także pod względem oddziaływania wizualnego i krajobrazowego. Zaangażowanie zainteresowanych stron na etapie projektowania jest ważne, aby informować ludzi o pozytywnych skutkach w zakresie przystosowania się do zmiany klimatu i bezpieczeństwa. Udział zainteresowanych stron może również pomóc w określeniu środków łagodzących, które mogą zmniejszyć wizualny i krajobrazowy wpływ ulepszonych grobli i wałów przeciwpowodziowych oraz zwiększyć ich akceptację społeczną.

Wzmocnienie wałów lub wałów przeciwnych ma silnych zwolenników i przeciwników, a obawy i preferencje zmieniają się z czasem i są silnie uzależnione od lokalnych priorytetów. Wsparcie jest zazwyczaj silne po zdarzeniu powodziowym. Tam, gdzie planowane jest wzmocnienie w celu proaktywnego przystosowania się do zmiany klimatu, istnieje większe prawdopodobieństwo, że spotka się ono z pewnym oporem. Podwyższenie i wzmocnienie wałów i wałów może negatywnie wpłynąć na otaczający krajobraz. Ponadto zwiększenie wałów rzecznych może zwiększyć wielkość przepływów szczytowych w dolnym biegu rzeki, zwiększając w ten sposób zagrożenie powodziowe i ryzyko w dolnym biegu rzeki. Ponadto zwiększenie ochrony przeciwpowodziowej i wynikające z tego zmniejszenie częstotliwości powodzi sprzyja „utracie pamięci powodziowej”. Może to prowadzić do zwiększenia narażenia na obszarach narażonych na powodzie, co zwykle określa się mianem „efektu zrzutu”. W przypadku nieoczekiwanych i nagłych awarii ochrony przeciwpowodziowej może to prowadzić do katastrofalnych konsekwencji (projekt JRC PESETA IV, Dottori i in., 2020).

Biorąc pod uwagę fizyczne ograniczenia dotyczące tego, jak wysokie i mocne wały i wały mogą być budowane, ważne jest, aby ocenić i rozważyć alternatywne i integracyjne rozwiązania. Oznacza to skupienie się szczególnie na rozwiązaniach, które pozwalają na więcej miejsca dla rzeki lub morza. Co więcej, wiele istniejących wałów i wałów zostało zbudowanych dekady temu. Mogą one nie spełniać obecnych norm ochrony przeciwpowodziowej, co wymaga kosztownych modernizacji.

Budowa wałów i wałów wymaga znacznych inwestycji finansowych. Finansowanie może stanowić poważną przeszkodę, zwłaszcza w regionach mniej zamożnych gospodarczo. Szacunki kosztów adaptacji wałów i wałów różnią się w zależności od rodzaju konstrukcji i metody wzmacniania. Niektóre orientacyjne koszty przedstawiono w badaniu przeglądowym (Aerts, 2018): 20,8–25 mln USD/km wału morskiego pozyskanego w Niderlandach; 21,8–31,2 mln USD/km grobli morskiej pozyskanej dla miast europejskich; 5,3 mln USD/km za 1 mln wałów przeciwpowodziowych pozyskanych w Kanadzie; 1,9 mln USD/km na m wałów ziemnych pozyskanych w Kanadzie; 5,6 mln USD/km na mobilne zalewy w Stanach Zjednoczonych; 130–330 USD/m2 na opancerzenie linii brzegowych ze skałami lub innym materiałem w Zjednoczonym Królestwie. Koszty te nie obejmują kosztów utrzymania. Są one kluczowe dla skuteczności tych środków. Mogą one być szczególnie wysokie w przypadku dużej infrastruktury, zwłaszcza biorąc pod uwagę nowe wyzwania związane ze zmianą klimatu.

Korzyści wynikające z wdrożenia różnych środków przystosowania się do powodzi są zazwyczaj wyrażane jako zmniejszone ryzyko powodziowe lub zmniejszone szkody, co zwiększa bezpieczeństwo i dobrostan społeczności. Ochrona własności, bezpieczeństwo rolnictwa i gospodarka turystyczna czerpią korzyści z tych struktur. Za każdym razem, gdy konstrukcja wałów i wałów jest dobrze zintegrowana z terytorium, te środki ochrony mogą zwiększyć możliwości rekreacyjne i turystyczne. Przykładami są promenady (zob. np. studium przypadku „Wdrażanie zintegrowanego centralnego planu bezpieczeństwa przybrzeżnego we Flandrii”).

Inwestycje w wały i wały przeciwpowodziowe mogą być atrakcyjne z ekonomicznego punktu widzenia w celu zmniejszenia ryzyka powodziowego w dużych częściach świata, ale nie wszędzie. W związku z tym należy zawsze oceniać rozwiązania alternatywne i należy zauważyć, że środki, które dają więcej miejsca morzu lub rzece, często przynoszą ekosystemom szereg dodatkowych korzyści.

Wszelkie zmiany w istniejących systemach wałów i wałów przeciwpowodziowych muszą być zgodne z wymogami ramowej dyrektywy wodnej, które wymagają dobrego stanu europejskich jednolitych części wód. Ponadto, począwszy od drugiego cyklu wdrażania, uwzględnienie skutków zmiany klimatu jest obowiązkowe na mocy unijnej dyrektywy powodziowej. Aby zapobiec szkodom wyrządzonym środowisku naturalnemu, dyrektywa UE w sprawie oceny oddziaływania na środowisko (OOŚ) wymaga poddania niektórych projektów infrastrukturalnych OOŚ. W załączniku II do dyrektywy OOŚ uwzględniono budowę obiektów nadbrzeżnych w celu złagodzenia erozji i ochrony wód twardych „zdolnych do zmiany wybrzeża”, takich jak wały, a także prace przeciwpowodziowe w głębi lądu. Państwa członkowskie decydują, czy przedsięwzięcia wymienione w załączniku II powinny zostać poddane procedurze OOŚ, czy to indywidualnie dla każdego przypadku, czy też pod względem progów i kryteriów. Konserwacja i przebudowa tych prac są wyraźnie wykluczone. Wszelkie przedsięwzięcia infrastrukturalne, w tym wały i wały przeciwpowodziowe, które mogą mieć znaczący wpływ na siedliska i gatunki chronione w ramach unijnej sieci Natura 2000, podlegają „odpowiedniej ocenie ich skutków dla danego terenu” w celu ustalenia, czy przedsięwzięcie wpłynie niekorzystnie na integralność terenu.

Czas wdrożenia środków dostosowawczych dla wałów i wałów przeciwpowodziowych różni się znacznie w zależności od typologii struktury, wybranego środka wzmacniającego oraz od tego, czy należy przeprowadzić OOŚ. Czas realizacji mieści się w przybliżonym przedziale 5-25 lat.

Przewidywany okres użytkowania przystosowanych wałów i wałów wynosi zwykle ponad 30 lat. Należy jednak zauważyć, że utrzymanie odgrywa ważną rolę i że wymagania dotyczące utrzymania zmieniają się z czasem ze względu na starzenie się struktur i zmiany w zrzutach rzek i poziomie mórz.