Nasi naukowcy badają skutki powodzi
Minął ponad miesiąc od katastrofalnej powodzi, która we wrześniu 2024 roku dotknęła duży obszar Europy Środkowej i Wschodniej. W mediach śledziliśmy jak ogromne skutki społeczne i gospodarcze wywołała. O niełatwej pracy naszych naukowców na zalanych terenach, o tym jakie wzruszenia oraz rozterki im towarzyszyły – opowiada dr inż. Matylda Witek, adiunkt w Zakładzie Geoinformatyki i Kartografii (ZGK), kierownik Laboratorium Bezzałogowych Lotniczych Obserwacji Ziemi.
Wezbranie wód było skutkiem głębokiego Niżu Genueńskiego, który przyniósł kilkudniowe opady nawalne. Miejscami, w ciągu jednego dnia, spadło blisko 300 mm deszczu, co stanowi średnią dla półrocza.
Na terenie Polski najtragiczniejsza sytuacja miała miejsce we wschodniej części ziemi kłodzkiej i na Opolszczyźnie. Stany wody na wielu wodowskazach przekroczyły wartości maksimów absolutnych z 1997 roku. Sytuacja była więc bardzo groźna, jednak mało kto przypuszczał, że skutki tego wezbrania będą aż tak katastrofalne. Doszło bowiem do uszkodzenia dwóch zapór: w Stroniu Śląskim na rzece Morawce i na zbiorniku Topola, a wody z obu zbiorników z impetem wdarły się na obszary położone poniżej. Całkowicie zniszczone zostało centrum Stronia Śląskiego, Radochów, centrum Lądka-Zdroju, poważnie ucierpiały wsie Trzebieszowice, Ołdrzychowice Kłodzkie, Żelazno, Kłodzko, a także Prudnik, czy Lewin Brzeski.
Od momentu przejścia fali wezbraniowej, mamy okazję śledzić w mediach, jak ogromne skutki społeczne i gospodarcze wywołała powódź. Fluwialne zdarzenia ekstremalne powodują także potężne zmiany w środowisku przyrodniczym. Z naukowego punktu widzenia, jest to ogromna przestrzeń do działania dla naukowców, zwłaszcza geografów różnych specjalności.
Pierwszy dokumentacyjny rekonesans
Bezpośrednio po przejściu fali powodziowej – 16 września – wrocławscy geografowie przeprowadzili pierwszy rekonesans terenowy w okolicach zalanego Kłodzka, a już dzień później rozpoczęli realizację terenowych kampanii pomiarowych i obserwacyjnych w dolinach Białej Lądeckiej, Nysy Kłodzkiej, Wilczki, Ścinawki i Bystrzycy Dusznickiej. Od tego momentu prowadzili prace dokumentacyjne przede wszystkim we wschodniej części ziemi kłodzkiej, która najbardziej ucierpiała na skutek powodzi.
Naukowcom towarzyszyły rozterki: – Być może w obliczu tak ogromnej ludzkiej tragedii, może się wydawać, że nasza praca jest zwyczajnie nie na miejscu, bo lepiej byłoby chwycić za przysłowiową łopatę, założyć robocze rękawice i zwyczajnie pomóc w porządkowaniu podwórek, domów, czy ulic. Ktoś mógłby powiedzieć, że przeszkadzamy pracującym na zalanych terenach strażakom, żołnierzom, czy policjantom. Jednak to właśnie praca naukowa, prowadzona równolegle z działaniami służb, zdobywanie podstawowej wiedzy na temat mechanizmów zjawisk przyrodniczych, prowadzi do opracowania systemów, metod i praktyk, które mogą pomóc w uniknięciu tak ogromnych strat w przyszłości.
Oczywiście trzeba powiedzieć jasno, że od powodzi nic nas w 100 proc. nie uchroni. Nie jesteśmy w stanie przewidzieć skali niektórych zjawisk. Mimo, że posiadamy już ogromną wiedzę na temat środowiska, mamy narzędzia i urządzenia, które pozwalają czasowo ujarzmiać przyrodę, to ona i tak wciąż jest od nas silniejsza i zawsze taka będzie.
Zespół, który bezpośrednio po powodzi podjął się dokumentowania sytuacji w korytach rzek ziemi kłodzkiej, zajmuje się na co dzień wykorzystaniem bezzałogowych statków powietrznych (dronów, UAV) w badaniach środowiskowych. – Nasze Laboratorium Bezzałogowych Lotniczych Obserwacji Ziemi (LBLOZ) wyposażone jest w kilka bezzałogowców z różnymi sensorami pomiarowymi, a także szereg urządzeń towarzyszących, wykorzystywanych w pracy terenowej. Dzięki tym sprzętom w szybki i bardzo precyzyjny sposób możemy z powietrza obserwować stan powierzchni ziemi – mówi dr inż. Matylda Witek.
Kartowanie przy użyciu dronów
Pierwsze działania w terenie skupione były na zebraniu jak największej ilości danych, z jak największego terenu, w najkrótszym możliwym czasie. Drony pozwalają na przeprowadzenie takiej dokumentacji bez wkraczania na teren zalany, a tym samym bez narażania bezpieczeństwa badaczy oraz bez zakłócania prowadzonych prac naziemnych. Kartowanie z powietrza nasi naukowcy prowadzili przy użyciu dronów wielowirnikowych, ponieważ można nimi wystartować i wylądować z dowolnego, nawet niewielkiego obszaru wolnego od przeszkód, nawet z dachu samochodu, czy „z ręki” operatora. Skupili się na korytach rzek, gdzie powódź wywołała największe straty: Biała Lądecka, Nysa Kłodzka i Wilczka. Dokumentowali także miejsca (okolice posterunków wodowskazowych), dla których posiadają dane z wcześniej realizowanych na terenie ziemi kłodzkiej projektów naukowych.
– Na miejscu zastaliśmy widok, którego nie da się opisać bez emocji. Relacje medialne pokazują ogrom tej tragedii, jednak dopiero gdy zobaczy się to na własne oczy, gdy pracuje się na tym terenie, można tak naprawdę zrozumieć, co się tutaj wydarzyło – mówi dr inż. Matylda Witek, adiunkt w Zakładzie Geoinformatyki i Kartografii (ZGK), kierownik Laboratorium Bezzałogowych Lotniczych Obserwacji Ziemi.
Niektórych członków zespołu tak bardzo zaskoczyła skala zdarzenia, że nie byli w stanie normalnie rozpocząć swojej pracy. Przygotowane wcześniej projekty nalotów trzeba było na bieżąco modyfikować, ponieważ nie obejmowały w całości zalanych stref. Mimo że obszar jest naszym naukowcom dobrze znany, nie spodziewali się, że woda mogła tak daleko dotrzeć.
Rozpoczęli od obrazowania z powietrza wytypowanych podczas rekonesansu odcinków koryt. W kolejnych dniach, gdy dostępność obszaru była już większa (otwarcie niektórych dróg, umocnienie najbardziej uszkodzonych brzegów rzek, uprzątnięcie niebezpiecznych elementów), prowadzili także dokumentację uzupełniającą, wykonując m.in. zdjęcia naziemne form morfologicznych, inwentaryzację uszkodzonych budynków, czy elementów infrastruktury.
Dokumentacja skutków powodzi
Dokumentację środowiskowych skutków powodzi należy wykonać jak najszybciej po zaistnieniu zjawiska, bezpośrednio po zejściu wód wezbraniowych, ponieważ jego niektóre efekty nie pozostają w otoczeniu na długo. Część form morfologicznych utworzonych przez powódź jest w zasadzie natychmiast usuwana, aby przywrócić jak najszybciej możliwość normalnego funkcjonowania dla osób i ich działalności.
Poza tym, na skutek prowadzonych prac porządkowych i zabezpieczających, powstają inne formy, których obecność zaciera czytelność form popowodziowych.
Dla geografa fizycznego bardzo ważna jest informacja o lokalizacji, wielkości i cechach form morfologicznych powstałych na skutek wezbrania, bo to na ich podstawie możliwe jest wnioskowanie na temat działania i intensywności procesów korytowych.
W trakcie trzech tygodni prac, na oczach naukowców niektóre formy znikały, na skutek intensywnych prac mających na celu jak najszybsze przywrócenie podstawowych funkcji tego obszaru.
Zasoby sprzętowe LBLOZ pozwoliły do momentu pisania tego tekstu skartować z powierza ponad 30 km koryt dotkniętych powodzią oraz miejsc, w których doszło do największych przekształceń.
W terenie pracowały cztery osoby – trzech pracowników i jeden doktorant Zakładu Geoinformatyki i Kartografii. Wykonywali głównie loty na wysokości 70 m nad gruntem w buforze 80 m po obu stronach koryta. Zgromadzili prawie 350 GB surowych danych, które cały czas są przetwarzane. Na ich podstawie generowane są ortofotomapy, modele terenu i chmury punktów, wykorzystywane do dalszych analiz.
Analiza materiału badawczego
Zebrany przez zespół materiał jest podstawą do wielowątkowych analiz, zarówno dla geografów fizycznych, jak i społecznych, a także dla badaczy zajmujących się zagospodarowaniem przestrzennym. Przede wszystkim naukowcy są w stanie porównać morfologię dolin rzecznych dotkniętych powodzią, przed i po zaistnieniu zjawiska. Mogą zidentyfikować jego skutki środowiskowe mające swoje odzwierciedlenie przede wszystkim w procesach wzmożonej erozji i akumulacji, a także w zmianach lokalizacji przestrzennej koryt wywołanych wezbraniem (zjawisko tzw. awulsji). Dzięki analizie ortoftomap, możliwa jest inwentaryzacja uszkodzeń w infrastrukturze (np. zerwane mosty, kładki, uszkodzone drogi), a także zabudowie.
Towarzyszące prace naziemne, pozwolą uzupełnić te dane o informacje na temat obiektów uszkodzonych i przeznaczonych do rozbiórki. Wykorzystując metody analizy obrazu, można zinwentaryzować także miejsca, gdzie uszkodzenia zostały już zniwelowane, np. poprzez umocnienie nawiezionym materiałem. Obszary takie charakteryzują się na zdjęciu lotniczym, czy ortofotomapie innym fotofonem, co pozwala wyróżnić je w sposób półautomatyczny. Na ziemi kłodzkiej uszkodzenia dróg, dojazdów do posesji, brzegów rzek umacniane były interwencyjnie materiałem skalnym z kamieniołomu w Romanowie. Są to marmury i dolomity charakteryzujące się jasną, prawie białą barwą, bardzo dobrze widoczną na zdjęciach lotniczych.
W wielu miejscach wody powodziowe „zabrały” ze sobą fragmenty terenu, części użytkowanych działek. Stosując metody analizy porównawczej można wstępnie szacować wielkości tych strat. Jednym z podstawowych zastosowań pozyskanych przez zespół materiałów, jest określenie zasięgu zalania. Na wykonywanych z powietrza zdjęciach, tam gdzie nie prowadzono jeszcze prac porządkowych, można określić kierunek i zasięg płynącej wody. Taka informacja może być przydatna w weryfikacji poprawności działania modeli prognozujących zalanie, a także pomóc w decyzjach planistycznych w przyszłości.
„jesteśmy tylko naukowcami”
Pracując na terenach powodziowych badacze spotkali się z ogromną, wręcz zaskakującą życzliwością zarówno mieszkańców, jak i pracujących tam służb. Jadąc w teren nie byli pewni, czy zostaną w niektóre miejsca wpuszczeni, czy ludzie nie będą mieli im za złe, że „obserwują” ich zniszczone domy i działki. Nic takiego nie miało jednak miejsca. Z kimkolwiek rozmawiali, słyszeli przede wszystkim słowa: „dokumentujcie co się da, pokażcie, jak naprawdę tutaj teraz jest”. Prosili ich o to zwykli mieszkańcy, ale także przedstawiciele stowarzyszeń działających na rzecz tego regionu. Usłyszeli wielokrotnie: „dobrze, że jesteście”, co wywołało ogromne wzruszenie, zwłaszcza, że na samym początku niektórzy z nich zwyczajnie czuli się źle, dokumentując ludzką tragedię.
– Wszystkim nam chyba najbardziej pozostanie w pamięci moment, gdy staliśmy na moście na południowej granicy Lądka-Zdroju, nawigując kolejny lot UAV, obok nas przejeżdżały kolejne wojskowe ciężarówki, w pobliżu ciężko pracowali strażacy – opowiada dr inż. Matylda Witek. – podszedł do nas mężczyzna, właściciel znajdującego się tuż obok pensjonatu i pizzerii, które także zostały zalane. Zdjął z ramienia torbę termiczną pełną kartonów z gorącą pizzą i powiedział: „wy tu tak ciężko pracujecie, więc przyniosłem wam coś do zjedzenia”. Koleżanka zaprotestowała słowami: „nie, nie, my jesteśmy tylko naukowcami, tylko dokumentujemy stan koryta…, proszę poczęstować żołnierzy i strażaków, oni bardziej potrzebują…”. A pan na to: „wy wszyscy tu bardzo ciężko pracujecie, musicie jeść, a my możemy choć w taki sposób się wam odwdzięczyć i podziękować za waszą pomoc, za to, że tu jesteście”. Po prostu zabrakło nam słów… Zaskoczyła nas ogromna determinacja tych ludzi, piękne przejawy solidarności i współpracy. W tych, których spotkaliśmy, nie dostrzegliśmy załamania, ale ogromną siłę, wytrwałość, pogodę ducha i wiarę, że po prostu będzie dobrze.
Dla Matyldy Witek było to szczególnie wzruszające, bo jest to jej Mała Ojczyzna, ziemia, z której pochodzi i która jest jej szczególnie bliska.
Wrześniowa powódź nie jest już tematem z pierwszych stron gazet i serwisów informacyjnych, można powiedzieć, że już nawet o niej trochę zapomniano, jednak dla ludzi z tych terenów, jej skutki wciąż trwają i będą trwać jeszcze bardzo długo. – My geografowie widzimy to podobnie, nie zamierzamy kończyć naszych prac na terenach zalanych. Planujemy regularnie prowadzić obserwacje przez co najmniej rok, analizując, czy i w jakim tempie systemy korytowe powracają do swego stanu sprzed wezbrania – mówi Matylda Witek.- Jest to plan długofalowy, ale jesteśmy pewni, że przyniesie on wymierne efekty naukowe. Mamy nadzieję, że wyniki naszych prac, zostaną wykorzystane przede wszystkim dla zapewnienia bezpieczeństwa osobom zagrożonym skutkami takich zjawisk. Proszę pamiętać, że obszary dotknięte powodzią, zwłaszcza te mniej nagłośnione w mediach, a przede wszystkim ludzie tam zamieszkujący, nadal bardzo potrzebują naszej pomocy. Nie zapominajmy o nich.
Tekst: dr inż. Matylda Witek, adiunkt w Zakładzie Geoinformatyki i Kartografii (ZGK), kierownik Laboratorium Bezzałogowych Lotniczych Obserwacji Ziemi
Mapy i ryciny: mgr Grzegorz Walusiak doktorant w ZGK, dr inż. Matylda Witek
Zdjęcia: dr Aleksandra Michniewicz adiunkt w ZGK, dr inż. Matylda Witek, mgr Grzegorz Walusiak – zdjęcia z powietrza dronem DJI Macic 3 Enterprise
Oprac. Katarzyna Górowicz-Maćkiewicz
