Vylepšený dizajn hrádzí a hrádzí

Vodné hrádze a hrádze sú hydraulické konštrukcie, ktoré sú postavené na zadržiavanie vody:

• Diky zvyčajne bežia paralelne s vodným útvarom (ako je rieka alebo more) a majú vodu len na jednej strane. Dikes boli prvýkrát postavené na rekultiváciu pôdy z mora, a tým chrániť pôdu, ktorá by bola prirodzene pod vodou väčšinu času. Poskytujú tiež ochranu pred povodňami z mora počas extrémnych udalostí.
• Levy sú násypy postavené na ochranu pred povodňami. Zvyčajne sú to hlinené násypy a podobne ako hrádze majú vodu len na jednej strane. Levy chránia pôdu, ktorá je zvyčajne suchá, ale môže byť zaplavená počas extrémnych udalostí.

Priekopy a hrádze si vyžadujú pravidelnú údržbu a posilňovanie, aby sa zabezpečili ich ochranné kapacity a splnili bezpečnostné požiadavky. Nové prognózy zvyšovania hladiny morí, rozsahu a frekvencie extrémnych poveternostných javov a zvýšeného rizika pobrežných a riečnych povodní môžu viesť k prehodnoteniu bezpečnostných požiadaviek. To môže viesť k vytvoreniu novej ochrany na identifikovaných slabých miestach alebo k zvýšeniu a posilneniu existujúcich slabých miest. Opätovné presadenie hrádzí a hrádzí môže zvýšiť ich stabilitu a odolnosť proti narušeniu a ich bezpečnosť proti povodniam. Najbežnejšie metódy na posilnenie hrádzí a hrádzí sú:

• zemné práce zamerané na sploštenie hrádze alebo sklonu hrádze, zdvíhanie a rozširovanie hrádze alebo hrádze alebo na výstavbu bermov.

• Štrukturálne opatrenia zamerané na posilnenie hrádzí a hrádzí vrátane priesakových alebo odrezaných stien, povrchových tesnení alebo dodatočnej výstavby mobilných alebo nemobilných protipovodňových stien.
• Zlepšenia materiálu hrádze a hrádze, napríklad zlepšením pôdy alebo použitím geosyntetických materiálov.
• Povrchová ochrana hrádze a hrádze, napríklad cez vrstvy hornín, aby sa zabránilo erózii alebo umožnilo prekrytie.
• Ochrana hrádze a hrádzí prostredníctvom výsadby drevín.

Jedným z najčastejších mechanizmov zlyhania hrádzí a hrádzí je porušenie v prípade, že ich voda prevyšuje. Vŕtačky a hrádze môžu byť postavené spôsobom, ktorý umožňuje prekrytie (napr. posilnením vnútornej steny alebo rozšírením a posilnením povrchu). Takéto hrádze a hrádze zabraňujú nekontrolovaným katastrofickým prestávkam spojeným s ničivými záplavami vo vnútrozemí. Škody môžu stále nastať v dôsledku vody, ktorá prevyšuje štruktúry, ale sú oveľa menšie v porovnaní s hrádzou alebo prestávkou. Odlišný adaptačný prístup k posilňovaniu hrádzí a hrádzí spočíva v ich čiastočnej alebo úplnej demontáži, najmä v potenciálnych záplavových oblastiach, aby sa vytvoril väčší priestor pre rieku alebo more (pozri možnosť adaptácie na obnovu a obnovu riek a záplavových oblastí). V tomto prípade možno hrádze alebo hrádze úplne demontovať, otvoriť rozrezaním alebo v prípade potreby premiestniť ďalej do vnútrozemia, čo ponúka udržateľnejší a dlhodobejší adaptačný potenciál. V prípade hrádzí je možné zmierniť extrémne povodňové špičky aj vytvorením paralelného systému hrádzí s uzavretým zadržiavacím poldrom: konštrukcia dvojitých hrádzových systémov umožňuje využiť priestor medzi nimi na zadržiavanie vody, ktorá sa premýva.

Preto by sa mali vždy hodnotiť alternatívne riešenia blízke prírode, aby sa zabezpečila dlhodobá udržateľnosť protipovodňovej ochrany, minimalizovali súvisiace kompromisy a zabezpečili viacnásobné prínosy pre životné prostredie a spoločnosť.

Výber typu zásahu do hrádze alebo pákového efektu, ktorý sa má vykonať, má významné dôsledky nielen pre bezpečnosť ľudí a majetku za týmito infraštruktúrami, ale aj z hľadiska vizuálnych a krajinných vplyvov. Zapojenie zainteresovaných strán počas fázy navrhovania je dôležité na informovanie ľudí o pozitívnych účinkoch z hľadiska adaptácie a bezpečnosti. Účasť zainteresovaných strán môže pomôcť aj pri identifikácii zmierňujúcich opatrení, ktoré môžu znížiť vizuálne a krajinné vplyvy vylepšených hrádzí a hrádzí a zlepšiť ich spoločenskú akceptáciu.

Posilnenie hrádze alebo levee má silných podporovateľov a oponentov, pričom obavy a preferencie sa časom menia a výrazne závisia od miestnych priorít. Podpora je zvyčajne silná po povodni. Ak sa plánuje posilnenie s cieľom proaktívne sa prispôsobiť zmene klímy, je pravdepodobnejšie, že sa stretne s určitým odporom. Zdvíhanie a spevňovanie hrádzí a hrádzí môže negatívne ovplyvniť okolitú krajinu. Zvyšovanie riečnych hrádzí môže okrem toho zvýšiť veľkosť špičkových tokov po prúde, čím sa zvyšuje povodňové nebezpečenstvo a riziko po prúde. Okrem toho zvýšenie ochrany pred povodňami a následné zníženie frekvencie povodní podporuje „stratu povodňovej“ pamäti. To môže viesť k zvýšenej expozícii v oblastiach náchylných na povodne, ktorá sa zvyčajne označuje ako „efekt páky“. V prípade neočakávaných a náhlych zlyhaní protipovodňovej obrany by to mohlo viesť ku katastrofickým dôsledkom (projekt JRC PESETA IV, Dottori a kol., 2020).

Vzhľadom na fyzické obmedzenia toho, ako možno vybudovať vysoké a silné hrádze a hrádze, je dôležité posúdiť a zvážiť alternatívne a integračné riešenia. Znamená to zamerať sa najmä na riešenia, ktoré umožňujú viac priestoru pre rieku alebo more. Okrem toho bolo pred desiatkami rokov postavených mnoho existujúcich hrádzí a hrádzí. Možno nespĺňajú súčasné normy protipovodňovej ochrany, čo si vyžaduje nákladnú modernizáciu.

Výstavba hrádzí a hrádzí si vyžaduje značné finančné investície. Financovanie môže byť hlavnou prekážkou, najmä v hospodársky menej prosperujúcich regiónoch. Odhady nákladov na úpravu hrádzí a hrádzí sa líšia v závislosti od typu konštrukcie a výstužnej metódy. Niektoré orientačné náklady sú uvedené v revíznej štúdii (Aerts, 2018): 20,8 – 25 miliónov USD/km na m morskej hrádze získanej v Holandsku; 21,8 – 31,2 milióna USD/km na m morskej hrádze získanej pre európske mestá; 5,3 milióna USD/km za m odvod získaný v Kanade; 1,9 milióna dolárov/km na m hlinenej leve získanej v Kanade; 5,6 milióna USD/km za mobilné protipovodňové steny v Spojených štátoch; 130 – 330 USD/m2 na pancierové pobrežné línie s kameňom alebo iným materiálom v Spojenom kráľovstve. Tieto náklady nezahŕňajú náklady na údržbu. Tieto náklady sú rozhodujúce pre účinnosť týchto opatrení. Môžu byť obzvlášť vysoké v prípade veľkej infraštruktúry, najmä vzhľadom na nové výzvy, ktoré predstavuje zmena klímy.

Prínosy vykonávania rôznych opatrení na adaptáciu na povodne sa zvyčajne vyjadrujú ako znížené riziko povodní alebo znížené škody, čím sa zvyšuje bezpečnosť a blahobyt komunít. Tieto štruktúry sú prínosom pre ochranu majetku, poľnohospodársku bezpečnosť a hospodárstvo cestovného ruchu. Vždy, keď je konštrukcia hrádzí a hrádzí dobre integrovaná na území, tieto ochranné opatrenia môžu zlepšiť príležitosti na rekreáciu a cestovný ruch. Príkladom sú promenády (pozri napríklad prípadovú štúdiu Vykonávanie integrovaného hlavného plánu pre pobrežnú bezpečnosť vo Flámsku).

Investície do hrádzí a hrádzí môžu byť ekonomicky atraktívne na zníženie povodňového rizika vo veľkých častiach sveta, ale nie všade. Preto by sa mali vždy hodnotiť alternatívne riešenia a malo by sa poznamenať, že opatrenia, ktoré poskytujú viac priestoru pre more alebo rieku, často poskytujú niekoľko súvisiacich prínosov pre ekosystémy.

Akékoľvek zmeny existujúcich systémov hrádzí a odvodov musia byť v súlade s požiadavkami rámcovej smernice o vode, ktoré si vyžadujú dobrý stav európskych vodných útvarov. Okrem toho, počnúc druhým cyklom vykonávania je zohľadňovanie vplyvov zmeny klímy podľa smernice EÚ o povodniach povinné. S cieľom zabrániť environmentálnym škodám sa v smernici EÚ o posudzovaní vplyvov na životné prostredie (EIA) vyžaduje, aby sa určité projekty infraštruktúry podrobili posudzovaniu vplyvov na životné prostredie. Výstavba pobrežných diel na zmiernenie erózie a tvrdých morských obranných zariadení „schopných zmeniť pobrežie“, ako sú hrádze, ako aj protipovodňové práce vo vnútrozemí patria do prílohy II k smernici o posudzovaní vplyvov na životné prostredie. Členské štáty rozhodujú o tom, či by projekty uvedené v prílohe II mali prejsť postupom posudzovania vplyvov na životné prostredie, a to buď od prípadu k prípadu, alebo z hľadiska prahových hodnôt a kritérií. Údržba a rekonštrukcia týchto prác je výslovne vylúčená. Akýkoľvek projekt infraštruktúry vrátane hrádzí a hrádzí, ktorý by mohol mať významný vplyv na biotopy a druhy chránené v rámci sústavy Natura 2000 EÚ, podlieha „primeranému posúdeniu jeho vplyvov na lokalitu“ s cieľom určiť, či projekt nepriaznivo ovplyvní integritu lokality.

Čas na vykonanie adaptačných opatrení pre hrádze a hrádze sa výrazne líši v závislosti od typológie štruktúry, zvoleného posilňujúceho opatrenia a od toho, či sa má vykonať posudzovanie vplyvov na životné prostredie. Časy realizácie sú v hrubom rozmedzí 5-25 rokov.

Očakávaná životnosť prispôsobených hrádzí a hrádzí je zvyčajne viac ako 30 rokov. Treba však poznamenať, že údržba zohráva dôležitú úlohu a že požiadavky na údržbu sa časom menia v dôsledku starnutia štruktúr a zmien vo vypúšťaní riek a hladinách morí.