CBS, hidrolik modelleme ve kamu güvenliğinin birleştirilmesi: Zemgale Bölgesi'nde (Letonya) sel riski yönetimi için erken uyarı sistemi

Zemgale bölgesi, düz arazisi, yoğun nehir ağı ve drenaj verimsizlikleri nedeniyle sel baskınlarına maruz kalan bir ova alanıdır. Taşkın yatağının yüksekliği su seviyesinden bir metreyi geçmez. * Jelgava'nın aşağısında, nehir kilometrede sadece 5–10 cm düşerken, nehir yatağı Baltık Denizi'nin ortalama seviyesinden çok daha düşüktür. Bu koşullar, bölgeyi doğal olarak su birikimine, yüksek yeraltı suyu seviyelerine ve drenaj zorluklarına, özellikle Jelgava gibi kentsel alanlarda ve düz kırsal alanlarda eğilimli hale getirir.

İklim değişikliğinin, selle ilgili mevcut güvenlik açıklarını daha da kötüleştirmesi bekleniyor. * Letonya Çevre, Jeoloji ve Meteoroloji Merkezi'ne (Çevre Koruma ve Bölgesel Kalkınma Bakanlığı, 2019) göre, 21. yüzyılın sonuna kadar (2071-2100), Letonya'daki yıllık yağışın RCP4.5 (orta sera gazı emisyon senaryosu) altında yaklaşık% 13 ve RCP8.5 (en kötü emisyon senaryosu) altında% 16 artacağı tahmin edilmektedir. % 24 –37 RCP4.5 altında ve % 35 –51 RCP8.5 senaryosu altında (LVĢMC, 2017). Kopernik İklim Değişikliği Servisi (ECMWF tarafından uygulanan ve Climate-ADAPT üzerinden erişilebilen C3S projeksiyonları) ayrıca hem RCP4.5 hem de RCP8.5 altında artan aşırı yağışa işaret etmektedir (örneğin, art arda beş gün boyunca biriken maksimum yağışa ve aşırı yıllık toplam yağışa bakınız). Zemgale üzerine yapılan son araştırmalar, 24 saatte 30 mm'yi aşan şiddetli yağış olaylarını sel ile ilgili önemli bir tehlike olarak tanımladı ve daha yoğun yağışlarla birlikte değişen kar ve buz erimesi desenlerinin bölgedeki hem nehir hem de plüvyon sel riskini artırabileceğini vurguladı (Veidemane ve ark., 2026).

(LVĢMC ’ Temmuz 2024 Letonya nehir rejimi genel bakış) Temmuz 2024 yağış 132.1 mm, aylık norm üzerinde% 75 ile, Letonya–s gözlemsel rekor üçüncü ıslak Temmuz oldu. Jelgava'da uzun süreli yağışlar sel ve altyapı hasarına neden olurken, düşük topografya ve yüksek su tablaları drenaj ve yağmur suyu sistemlerinin çalışmasını zorlaştırır. Kırsal alanlarda bu olaylar, bölge ekonomisinde önemli bir rol oynayan yerleşimleri, köyleri ve verimli tarım arazilerini etkileyebilir.

Buradaki zorluk sadece sel maruziyetini azaltmak değil, aynı zamanda hazırlığı, tahmin doğruluğunu ve kurumsal müdahale kapasitesini artırmaktır. Aşırı yağış olayları genellikle kısa süreli ve mekansal olarak lokalizedir, bu da tahmin etmeyi zorlaştırır ve uyarı sürelerini azaltır. Aynı zamanda, karmaşık bir hidrografik ağa sahip düz bir havzada taşkınları modellemek teknik olarak zordur. Tahmin doğruluğu, meteorolojik ve hidrolojik verilerin kullanılabilirliğine ve kalitesine, arazi ve nehir yatağı modellemesine ve bilgileri hızlı bir şekilde işleme kapasitesine bağlıdır.

Diğer bir zorluk, yerel ve kısmen manuel erken uyarı yaklaşımından bölgesel, otomatik ve koordineli bir sisteme geçme ihtiyacıdır. Jelgava şehir deneyimi pratik bir başlangıç noktası sağlar. Bununla birlikte, bölgesel ölçeklendirme daha iyi veri entegrasyonu, belediyeler ve ulusal izleme organları arasında işbirliği, teknik uzmanlık ve kamu güveni gerektirir. * Yanlış alarmlar veya kaçırılan olaylar vatandaşların ’'in sisteme olan güvenini zedeleyebilir. Bu nedenle, uyum önlemi sel tahminini iyileştirmeye, veri akışlarını otomatikleştirmeye ve hem kamu yetkililerine hem de sakinlere zamanında, mülk düzeyinde bilgi sağlamaya odaklanıyor.

Dava, taşkın riski yönetimi, iklim değişikliğine uyum ve sivil koruma konusundaki Avrupa ve Letonya politika çerçevesi içinde çerçevelenmiştir. AB düzeyinde, Taşkınlar Direktifi, Üye Devletlerin taşkın tehlikesi haritaları, taşkın riski haritaları ve taşkın riski yönetim planları hazırlamasını gerektiren taşkın risklerini değerlendirmek ve yönetmek için ortak bir çerçeve oluşturur. Bu planlar, sel tahmini ve erken uyarı sistemleri de dahil olmak üzere önleme, koruma ve hazırlığı ele almalıdır.

Letonya'da taşkın risk yönetimi, nehir havzası yönetimi ve taşkın risk yönetimi planları aracılığıyla uygulanmaktadır. * 2022 –2027 planlama dönemi için Letonya, Daugava, Gauja, Lielupe ve Venta nehir havzası bölgeleri için entegre nehir havzası yönetimi ve sel riski yönetimi planları hazırladı. Bu planlar, taşkın risk alanlarını, potansiyel taşkın hasarını ve kayıplarını belirlemekte ve taşkın önleme ve taşkın riskini azaltma önlemleri programlarını içermektedir. Bu, Lielupe ve Daugava nehir sistemleri tarafından geçilen Zemgale ile doğrudan ilgilidir.

Letonya Ulusal İklim Değişikliğine Uyum Planı 2030 yılına kadar ulusal iklim uyum çerçevesini sağlar. Plan, aşırı yağış, nehir akışındaki değişiklikler ve sel ile ilgili riskler dahil olmak üzere sivil koruma ve afet yönetimi için iklimle ilgili riskleri tanımlamaktadır. Ayrıca erken uyarı sistemleriyle ilgili özel endikasyonlar içerir. Erken uyarının duyarlı olması, düzenli olarak güncellenmesi ve aşırı hava koşullarının etkilerini tahmin etmek için yüksek çözünürlüklü modelleme sağlayabilmesi gerektiğini belirtiyor.

* Tedbir aynı zamanda Letonya ’'in sivil koruma çerçevesi ile de uyumludur. Sivil Koruma ve Afet Yönetimi Kanunu uyarınca, afet risk değerlendirmesi risk tanımlama, analiz ve değerlendirmeyi içerir. Yasa, insanların afet veya tehdit durumunda nasıl davranacakları konusunda erken uyarı ve tavsiye alma hakkını tanır. Bu bağlamda sel erken uyarı sistemi hem kurumsal hazırlığı hem de kamu riski iletişimini desteklemektedir.

* Bölgesel düzeyde, Zemgale Planlama Bölgesi Geliştirme Programı 2021–2027 ve 2030 yılına kadar Zemgale Planlama Bölgesi İklim Değişikliği Uyum Planı, bölgesel iklim değişikliğine uyum için planlama bağlamı sağlar.

Tedbirin temel amacı, Jelgava Şehrindeki yerel sel erken uyarı sistemini bölgesel seviyeye yükselterek ve tahmine dayalı sel modellemesini getirerek Zemgale bölgesindeki sel riski yönetimine hazırlığı artırmaktır. Önlem, gerçek zamanlı bilgi alışverişi ve analizi için bölgesel bir sistem aracılığıyla erken sel uyarılarını, karar vermeyi ve sivil korumayı desteklemektedir.

Spesifik bir amaç, bir olay meydana gelmeden önce sel risklerinin değerlendirilmesini sağlamak ve kamu kurum ve vatandaşlarına insanları, sağlığı, çevreyi ve ekonomik faaliyetleri etkin bir şekilde korumak için uygun önlemleri seçmek için gereken bilgileri sağlamaktır.

Sistem ayrıca belediyeler ve ulusal izleme organları arasındaki işbirliğini geliştirir, sel riski erken uyarı sistemini tüm bölgeye genişletir ve karar vericiler ve vatandaşlarla iletişimi geliştirir.

Adaptasyon çözümü, Taşkın Risk Yönetimi için bir Erken Uyarı Sisteminden oluşur. * Taşkın modellemesini (HEC-RAS hidrolik modeli), arazi ve nehir geometrisi verileri, hidrolojik tahminler, kadastro ve adres verileri ve taşkın haritaları dahil olmak üzere Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) tabanlı bilgilerle birlikte karar destek ve uyarı işlevleriyle (IMPETUS, Deliverable D4.3 –) birleştirir.

Sistem, düz arazi ve karmaşık hidrolojik dinamiklerle karakterize edilen bir bölgede taşkın riski tahmini ve hazırlığı ile ilgili zorlukları ele almak üzere tasarlanmıştır. Sistem, su akışını iki boyutta simüle etmek için HEC-RAS 2D hidrolik modelini kullanır. Bu model taşkın modelleme ve tahmin için kullanılır ve veri işleme ve görselleştirmeyi destekleyen CBS ile entegre edilebilir. * Sistem otomatik olarak Letonya Çevre, Jeoloji ve Meteoroloji Merkezi ’s tahmin sisteminden hidrolojik tahmin verilerini okur.

Modelleme sonuçları potansiyel taşkın alanlarını belirlemek için kullanılır. Sistem sadece kurumsal karar vermeyi desteklemekle kalmaz, aynı zamanda nüfusu doğrudan bilgilendirir ve gelişmiş hazırlık ve yanıt kapasitesine katkıda bulunur. Şu anda Zemgale bölgesinde yaklaşık 93.000 haneyi (yaklaşık 225.000 sakin) kapsamaktadır.

* Web tabanlı uygulama, sakinlerin potansiyel sel hakkında hedefli uyarılar almak için bir ev, işyeri veya çocuk ’ okulu gibi en fazla üç yeri kaydetmelerine ve seçmelerine izin verdiği için yüksek sosyal alaka düzeyine sahiptir.

Sistem şu anda selleri meydana gelmeden bir ila iki gün önce tahmin edebilir. Bir risk tespit edildiğinde, eğitimli uzmanlar uyarılır. Durumu izliyorlar, tehdit altındaki alanların gerçek zamanlı görüntülerini yakalamak için gerektiğinde dronları kullanıyorlar. Bu görüntüler, yerel sivil koruma planlarının hazırlanmasından da sorumlu olan etkilenen işbirliği bölgesinin Sivil Koruma Komisyonu ile paylaşılır ve bu komisyon riski değerlendirir ve tahliye noktaları ve prosedürlerinin hazırlanıp hazırlanmayacağına veya tehdidin sınırlı olup olmadığını izlemeye devam edip etmeyeceğine karar verir.

Acil durumları ele almanın yanı sıra, sistem uzun vadeli analizle ilgili taşkın verilerini depolar. Yakın gelecekte bu, yetkililerin sellerin ne sıklıkta meydana geldiğini, hangi alanların en çok etkilendiğini ve risklerin zaman içinde nasıl değiştiğini değerlendirmelerini sağlayacaktır. * Bu anlayışlar, Jelgava’'ın erken uyarı sistemi ile paralel ve koordineli olarak geliştirilen İklim Değişikliğine Uyum Planını besler. Planın sel yönetimi için gelecekteki seçimleri yönlendirmesi bekleniyor. Bu tür seçenekler, sulak alan restorasyonu gibi doğaya dayalı çözümleri içerir.

Erken uyarı sisteminin gelecekteki genişlemesi öngörülmektedir. Bu, ulusal izleme sistemi ve diğer veritabanlarıyla bağlantılı AI güdümlü algoritmalar aracılığıyla yapılabilir. Yapay zeka, birden fazla veri kaynağını ve modelleme sürecini, uzun süreler boyunca ve yüksek mekansal çözünürlükte taşkın olaylarını simüle edebilen tutarlı bir sisteme entegre edebilir.

Aynı zamanda sistem esnektir. Jelgava'daki önceki deneyime dayanarak, daha da geliştirilecek ve potansiyel olarak büyütülecek şekilde tasarlanmıştır. Gelecekteki olası gelişmeler arasında, sistemin ulusal düzeye genişletilmesi ve yağış kaynaklı sellerin nehir bağlamlarının ötesinde ele alınması için modelleme yeteneklerinin geliştirilmesi yer alıyor. Gelecekteki bir başka olası gelişme, yükseltilmiş veri kümelerini uzmanlara ve topluma açık veri olarak erişilebilir hale getirmek olabilir.

Bununla birlikte, sistemin sağlamlığı şu anda tahmin doğruluğundaki sınırlamalardan etkilenmektedir. Bunlar meteorolojik verilerin kalitesine, arazi gösterimine ve hidrolojik varsayımlara bağlıdır.

Sistem 2025'te faaliyete geçtiğinden, performansının yanı sıra sakinlerin ve kurumların gerçek kullanımına ilişkin verileri izlemek henüz mevcut değildir. Ancak, sistem yeterli bir çalışma süresi boyunca test edildikten sonra daha sonraki bir aşamada kullanıma sunulacaktır. Bugüne kadar sistem, modellenmiş taşkın senaryoları altında işlevselliğini ve performansını değerlendiren simülasyonlar aracılığıyla doğrulandı.

Erken uyarı sistemi, özellikle aşağıdakilerle ilgili olarak sürekli iyileştirme ve bakım gerektirir:

• Girdi verilerinin kalitesini ve yoğunluğunu iyileştirmek (örneğin nehir yatağı anketleri, sensörler),
• hidrolojik ve hidrolik modellerin kalibrasyonu,
• Doğruluk ve hesaplama maliyetini dengelemek için sayısal ayarların optimizasyonu.

Bu yönler, çözümün kalitesinin statik olmadığını gösterir. Zaman içinde performansı korumak ve iyileştirmek için sürekli teknik güncellemeler gerektirir.

Erken uyarı sistemi, çeşitli aktörler arasındaki işbirliğinin bir sonucudur. Jelgava Dijital Merkezi, sivil koruma süreçlerini koordine eden ve halk için erken uyarı sistemi olarak hareket eden web uygulamasını geliştiren bir belediye dijital kurumudur. Zemgale Planlama Bölgesi, altı belediyeyi kucaklayan ve Çevre Koruma ve Bölgesel Kalkınma Bakanlığı gözetiminde bölgesel kalkınma ve iklim değişikliğine uyum planlamasını koordine eden bir kurumdur. HEC-RAS 2D hidrolik modelinin geliştirilmesinden sorumluydu. Letonya Çevre, Jeoloji ve Meteoroloji Merkezi, sel alanlarını tahmin etmek için model tarafından kullanılan meteorolojik ve hidrolojik veriler de dahil olmak üzere çevresel bilgileri toplar, depolar ve sağlar. Baltık Çevre Forumu, bilim, sivil toplum, politika ve yönetim arasındaki arayüz üzerinde çalışır. Erken uyarı sisteminin ve adaptasyon planının geliştirilmesi için paydaş katılımını koordine etti.

Paydaş katılımı, sel erken uyarı sisteminin geliştirilmesinde merkezi olmuştur. * Paydaş katılım stratejisi, ‘quadruple helix'in kategorilerini (akademi, hükümet, sanayi ve toplum) temsil eden grupları ve yerel, bölgesel ve ulusal kurum ve kuruluşların temsilcilerini içeriyordu. Süreç, bilgilendirme, işbirliği, bilgi alışverişi, danışmanlık ve çözümün birlikte oluşturulmasını içeriyordu. Çeşitli alanlardan uzmanlara da danışıldı ve sel riski tahmini konusunda bilgi alışverişinde bulunuldu.

Başarı faktörleri

Çeşitli faktörler erken uyarı sisteminin geliştirilmesini ve uygulanmasını destekledi. Bunlar arasında yerel ve bölgesel paydaşların taşkın riski yönetimini iyileştirmeye olan güçlü ilgisi, iklimle ilgili taşkın riskleri konusunda artan farkındalık ve dijital ikizler gibi iyi uygulama örneklerinin mevcudiyeti yer alıyor.

Jelgava Dijital Merkezi, Zemgale Planlama Bölgesi, Letonya Çevre, Jeoloji ve Meteoroloji Merkezi ve Baltık Çevre Forumu arasındaki işbirliği önemli bir faktördür. Sistem ayrıca Jelgava City'de halihazırda çalışmakta olan sensör tabanlı uygulamaya da dayanıyor. Bu ilk uyarı sistemi, su seviyelerini ölçmek için öncelikle nehir sensörlerine ve sakinleri uyarmak için basit bir bildirim mekanizmasına dayanıyordu. Bu yaklaşım yerel düzeyde değerli olsa da, işlevselliği kapsam bakımından sınırlıydı ve tahmin kapasitesinden yoksundu. Bu önceki deneyim, sistemi daha geniş Zemgale bölgesine genişletmek için konsolide bir teknik ve bilgi tabanı sağladı.

Çözüm, net bir ölçeklendirme potansiyeline sahiptir. Jelgava Şehrinden Zemgale bölgesel seviyesine kadar genişletilecek ve ulusal izleme ağına bağlanacak şekilde tasarlanmıştır. El kitabı da dahil olmak üzere proje yoluyla kazanılan deneyim, sel erken uyarı sistemlerinin kurulması ve işletilmesinde diğer belediyeleri de destekleyebilir.

Sınırlayıcı faktörler

Aynı zamanda, bazı sınırlayıcı faktörler kalır. Temel olarak veri mevcudiyeti, belediyelerle işbirliği, teknik kapasite ve kamu güveni ile ilgilidir. Potansiyel engeller arasında eksik veri kümeleri ve yerel belediyelerle veri depolama ve ilgili hizmetler konusunda anlaşmaya varmada zorluklar yer alıyor.

HEC-RAS tabanlı tahmin sistemlerini belediye düzeyinde çalıştırmak için yüksek vasıflı uzmanların sınırlı mevcudiyeti, dış CBS tabanlı veri kaynaklarına bağımlılığının yanı sıra operasyonunu da şartlandırabilir. Yerel sakinler arasında, özellikle yanlış alarmlar üretilirse, erken uyarı sistemi aracılığıyla alınan uyarılara karşı güvensizlik de mümkündür.

* Eylem, Avrupa Birliği ’s Horizon 2020 araştırma ve yenilik programından (IMPETUS projesi) fon aldı. Tedbirin belirli maliyetleri hakkında hiçbir bilgi mevcut değildir

Ana fayda, erken uyarı bilgilerinin çok sayıda sakin ve haneye yayılmasıdır. Sistem, Zemgale bölgesindeki yaklaşık 225.000 sakine karşılık gelen yaklaşık 93.000 haneyi kapsamaktadır. Bu nedenle, önlem kurumsal kullanıcılarla sınırlı değildir, ancak sakinlerin ve yetkililerin sel olaylarından önce hedeflenen bilgileri almalarına yardımcı olarak doğrudan kamu hazırlığını destekler. Vatandaşların okullar, evler veya iş yerleri gibi hedefli uyarılar için belirli yerleri seçmelerine izin vermek, topluluk ihtiyaçlarını doğrudan ele alarak net bir sosyal değer sağlar.

Ekonomik açıdan bakıldığında, tedbirin alaka düzeyi, Zemgale'nin Letonya ekonomisindeki rolü ve hem kentsel hem de kırsal alanların taşkınlara maruz kalmasıyla bağlantılıdır. * 2023'te Zemgale, Letonya'nın GSYİH'sının %7,8'ine karşılık gelen 3,1 milyar Euro GSYİH üretti ve kişi başına düşen GSYİH 13.626 Euro'dur. Yüksek toprak verimliliğine dayanarak, bölge güçlü bir tarım ve biyoekonomi profiline sahiptir. Bu nedenle, gelişmiş sel uyarısı yalnızca hanehalklarının, altyapının ve kamu hizmetlerinin korunmasını desteklemekle kalmaz. Aynı zamanda tarım ve gıda ile ilgili değer zincirleri de dahil olmak üzere ekonomik faaliyetlere fayda sağlar.

Tedbir, kamu planlaması ve yatırım kararları için faydalar sağlar. Sel riski bilgilerinin kullanılabilirliğini artırarak, belediyelerin ve bölgesel yetkililerin hazırlık eylemlerine, acil müdahaleye ve gelecekteki uyum önlemlerine öncelik vermelerine yardımcı olabilir. Zamanla, sel ile ilgili verilerin toplanması ve kullanılması, sel sıklığının, maruz kalan alanların ve değişen risk modellerinin daha iyi anlaşılmasını destekleyebilir. Bu, iklim adaptasyon planlamasına ve uygun yapısal veya doğaya dayalı önlemlerin seçimine rehberlik etmeye yardımcı olacaktır.

Erken uyarı sistemi, AB Ufuk 2020 (2022-2025) kapsamında finanse edilen IMPETUS projesinin dört yılı boyunca geliştirildi ve planlanan proje süresine göre sona erdi.

Önlem dijital ve operasyonel bir hizmet olduğundan, ömrü önceden tanımlanmış bir süre ile sınırlı değil, sürekli olarak anlaşılmalıdır.

Sistemin, sorumlu makamlar tarafından muhafaza edildiği, güncellendiği ve kullanıldığı sürece çalışır durumda kalması beklenmektedir. Sürekliliği düzenli teknik bakıma, girdi verilerinin ve modellerinin güncellenmesine ve ilgili kurumlar arasındaki koordinasyona bağlıdır. Zamanla, sistem tahmin doğruluğunu artırmak veya işlevlerini değişen ihtiyaçlara uyarlamak için daha da geliştirilebilir.

Marija Stocka
Manager at Project Management Division
Information Technology Development Department, Jelgava City Municipality Institution “Jelgava Digital Centre”

Mārīte Ieviņa
Head of Project Management Division
Information Technology Development Department, Jelgava City Municipality Institution “Jelgava Digital Centre”

jdc@jelgava.lv

Sel durumunda erken uyarı hakkında paydaşlara know-how için el kitabı

İklim değişikliğine bağlı sel riskini ele almak için uyum yolları Zemgale bölgesi, Letonya

Zemgale bölgesinde iklim değişikliğine uyum planı