Directiva Inundații 2007/60/CE Ciclul II / Raport EPRI_RO7_Mures_2019.pdf

abile utilizează o prelucrare specială GIS a datelor topografice furnizate de Modele Digitale ale Terenului, bazându-se pe unele rezultate prezentate în ultimii ani în literatura de specialitate. Pentru delimitarea zonelor inundabile, o serie de indicatori (parametri) obţinuţi prin prelucrarea GIS a MDT-ului, indicatori ce sunt strâns corelaţi cu extinderea albiilor majore, este utilizată ca variabile fuzzy:  Indicele Topografic Modificat (MTI);  înălţimea terenului deasupra cursului de apă (altitudinea relativă);  distanţa faţă de cursurile de apă (liniile de drenaj);  curbura minimă a terenului. Aceşti parametri sunt combinaţi utilizând o abordarea de tip sistem Logic Fuzzy. Cele mai multe dintre procesările GIS au fost realizate folosind aplicaţia GRASS GIS, un sistem de informaţii geografice open source. Parametrii Indicelui Topografic Modificat au fost stabiliţi pe baza literaturii de specialitate şi a testelor de suprapunere peste zonele inundabile cu perioadă de revenire a inundației de 100 ani. MTI prezintă rezultate bune în zona montană şi deluroasă, dar mai puţin concludente în zona de câmpie, motiv pentru care s-au introdus ceilalţi 3 parametri ca variabile de definire a zonelor inundabile. Ca rezultat este obţinut un strat tematic de tip GRID cu valori de la 0 la 100. Acestea nu reprezintă probabilităţi în sensul de hazard, ci gradul de probabilitate (susceptibilitate) ca un pixel (celulă) să aparţină zonei inundabile. Aceste valori permit definirea unor clase / praguri de susceptibilitate. Valorile mai mari sunt mai apropiate de cursurile de apă şi la cote mai joase, având semnificaţia unei susceptibilităţi mai mari. Pentru etalonarea metodei GIS de delimitare a zonelor inundabile, au fost utilizate rezultatele modelării hidraulice din albia minoră şi majoră a principalelor râuri din România, cu două probabilităţi de depăşire a debitului maxim: 1% şi 0,1% (figura 4.3.2.1). Figura 4.3.2.1 Rezultatele calibrării metodei GRASS GIS cu sistem „Fuzzy” aplicat pe MDT-ul SRTM 44  La nivelul întregii ţări, aplicarea metodologiei s-a făcut pe Modelul Digital al Terenului SRTM cu rezoluţia de 30 m, utilizând un prag de 59 şi unul de 51 (figura 4.3.2.2). În urma utilizării valorii prag de 59, se constată, la nivelul României, o suprafaţă inundabilă de circa 40.000 km2, din care circa 39.380 km2 sunt situaţi în lungul reţelei hidrografice cadastrate (cu bazine hidrografice mai mari de 10 km2 sau lungimea cursului de apă de peste 5 km), diferenţa fiind formată din zone identificate ca inundabile dar care nu au legătură cu albiile minore, situate de obicei pe terenurile plane interfluviale din arealele de câmpie. Pragul de 51 conduce la o creștere a zonei inundabile cu circa 4.000 km2. Chiar dacă rezultatele obţinute nu sunt la nivelul calitativ al modelării matematice care stă la baza realizării hărţilor de hazard, evaluarea susceptibilităţii la inundaţii la nivel naţional realizată prin aceasta metodologie contribuie la evidenţierea zonelor unde pot fi înregistrate consecințe semnificative pentru populație, obiective socio-economice, mediu și obiective de patrimoniu cultural. Figura 4.3.2.2 Aplicarea metodei GRASS GIS cu sistem „Fuzzy” la nivel naţional O altă metodologie care furnizează rezultate satisfăcătoare în procesul de delimitare a formelor de relief, inclusiv a albiilor majore, este bazată pe indicele TPI (Topographic Position Index). Indicele Poziţiei Topografice (TPI) a unei celule din MDT reprezintă diferenţa dintre altitudinea celulei respective şi media altitudinilor celulelor vecine, astfel că valorile pozitive indică faptul că celula este mai înaltă decât spaţiul vecin şi invers (figura 4.3.2.3). TPI este dependent de scară, respectiv de mărimea arealului definit ca vecinătate. Plecând de la acest considerent, autorul metodologiei implementează un algoritm de 45 determinare a formelor de relief pe baza TPI calculat în două moduri: a) suprafaţa zonei definite ca vecinătate este mai mică şi b) suprafaţa zonei este mai mare. Figura 4.3.2.3 Definirea Indicelui Poziţiei Topografice (după Jenness, 2006) Aplicând această metodologie, care utilizează doi indici TPI standardizaţi, calculaţi pentru mărimi diferite ale arealului din vecinătate, la care se adaugă gridul pantelor, pot fi extrase în mod automat 10 forme de relief (Weiss, 2001). Criteriile de definire pot fi modificate astfel încât să permită delimitarea albiilor majore, dar şi zonarea omogenă a acestora din punct de vedere a microreliefului. Pentru mai multe detalii privind metodologiile simplificate de identificare a arealelor potenţial inundabile se poate consulta publicaţia Proiectului “Vulnerabilitatea aşezărilor şi mediului la inundaţii în România în contextul modificărilor globale ale mediului – VULMIN”, elaborat în perioada 2012-2016 în cadrul Programului Parteneriate în Domenii Prioritare - Direcţia 3: Mediu (PN-II-PT-PCCA-2011-3.1-1587). 4.3.3. Efectele schimbărilor climatice asupra inundaţiilor În vederea determinării vulnerabilităţii resurselor de apă la schimbările climatice şi a stabilirii unor măsuri de adaptare la nivelul fiecărui bazin hidrografic este necesară o analiză privind estimarea impactului schimbărilor climatice asupra regimului scurgerii maxime din diverse bazine hidrografice. Pentru o astfel de analiză se pot folosi modele hidrologice de simulare a scurgerii care utilizează ca date de intrare seriile de precipitaţii şi temperaturi rezultate din procesarea datelor obţinute din simulările de evoluţie climatică cu ajutorul unor modele meteorologice regionale. Utilizarea rezultatelor acestor modele privind modificările parametrilor climatici permit elaborarea de scenarii, pentru diferite bazine hidrografice de pe teritoriul României, referitoare la estimarea impactului asupra resurselor de apă în general şi asupra extremelor hidrologice în particular. Simularea scurgerii cu ajutorul modelului hidrologic în ipoteza schimbărilor climatice a constituit o activitate prioritară a specialiştilor din cadrul I.N.H.G.A. în ultimii ani. În acest sens, s-au realizat două simulări de lungă durată, prima simulare fiind realizată pentru perioada de referinţă 1971÷2000, iar cea de a doua pentru perioada 2021÷2050. Pentru realizarea simulărilor s-a utilizat modelul hidrologic CONSUL dezvoltat în cadrul I.N.H.G.A. Modelul CONSUL simulează majoritatea proceselor hidrologice importante din bazinul hidrografic şi anume: topirea zăpezii, intercepţia, reţinerea apei în depresiuni, 46 evapotranspiraţia, infiltraţia, scurgerea de suprafaţă, scurgerea hipodermică, percolaţia şi scurgerea de bază. Simulările se realizează pentru regimul natural de scurgere, fără a lua în considerare influenţa exploatării acumulărilor. Rezultatele studiului de impact al schimbărilor climatice asupra regimului hidrologic al debitelor maxime constau în principal din serii de debite (maxime lunare, maxime anuale şi maxime de diferite probabilităţi de depăşire folosind curbele teoretice de probabilitate, aplicând metodologia de calcul statistic utilizată în prezent în cadrul I.N.H.G.A.), cu pas de timp de 6 ore, rezultate pentru cele două perioade menţionate. Acestea se analizează comparativ în vederea estimării impactului schimbărilor climatice asupra regimului hidrologic al debitelor maxime – figura 4.3.3.1. Figura 4.3.3.1 Hidrograf simulat cu ajutorul modelului CONSUL Având în vedere concluziile privind creşterea debitelor maxime în partea superioară a bazinelor hidrografice (în general la altitudini de peste 400 m), cu circa 10 - 20%, s-a analizat necesitatea extinderii zonelor inundabile obţinute prin metoda cu sisteme Fuzzy şi GIS. În acest sens, au fost analizate la nivelul României zonele inundabile obţinute prin modelare hidraulică în cadrul proiectelor P.P.P.D.E.I. sau a altor proiecte similare. Au fost comparate zonele obţinute pentru diferite probabilităţi de depăşire a debitului maxim, acolo unde acestea au fost disponibile – 0,1 %; 0,5 % şi 1 %. La nivelul ţării, s-a constatat o extindere a zonei inundabile de la 1% la 0,5% de 1,14 ori. Astfel, s-a concluzionat că extinderea zonelor inundabile în scenariul 0,5 % poate fi utilizată ca extindere în scenariul schimbărilor climatice. Pasul următor a constat în calibrarea rezultatelor metodei Fuzzy – GIS utilizând limitele scenariului menţionat. În final, s-a stabilit un nou prag pentru valoarea modelului în cazul luării în considerare a schimbărilor climatice, respectiv 51 (în loc de 59, stabilită pentru situaţia actuală) – figura 4.3.3.2. Deoarece aplicarea scenariului schimbărilor climatice s-a realizat numai pentru zonele inundabile situate la altitudini de peste 400 m, la nivelul întregii ţări extinderea zonelor susceptibile la inundații nu este semnificativă – sub 4.000 km2 (sub 10% din suprafaţă). Însă, pentru zonele situate la altitudini de peste 400 m, extinderea acestora este ceva mai mare, respectiv de 18 %, chiar dacă în valori absolute creşterea este de numai 400 km2 ca urmare a văilor şi albiilor majore cu lăţimi reduse. 47  Figura 4.3.3.2 Extinderea zonelor susceptibile la inundaţii obţinute prin metoda Fuzzy-GIS GRASS în scenariul actual şi în scenariul schimbărilor climatice 4.3.4. Evaluarea consecinţelor negative potenţiale Indiferent de abordările şi metodele utilizate pentru evaluarea riscului la inundaţii, aceasta trebuie să reflecte nu doar zonele afectate de inundaţii şi amploarea acestora, ci şi consecinţele potenţiale, exprimate fie cantitativ (monetar), fie calitativ (grade de intensitate), fiind o combinaţie între hazard şi prezenţa sau gradul de expunere al receptorilor. Zonele inundabile obţinute prin metodologia simplificată bazată pe sisteme Fuzzy-GIS şi evaluarea consecinţelor negative potenţiale au fost utilizate pentru următoarele situaţii:  determinarea consecinţelor potenţiale maxime (aferente tuturor zonelor susceptibile la inundaţii, indiferent că sunt sau nu declarate A.P.S.F.R.), în situaţia actuală şi în situaţia luării în considerare a schimbărilor climatice;  identificarea tronsoanelor de râu potențial a fi afectate de inundaţii care se pot produce în viitor;  desemnarea A.P.S.F.R.-uri unde nu există înregistrate sau cunoscute pagube directe din evenimente istorice;  completarea informaţiilor privind consecințele în cazul A.P.S.F.R.-urilor unde au fost înregistrate evenimente istorice. Date GIS utilizate pentru prezentarea fiecărui tip de consecinţă Straturile de date spaţiale care acoperă tipurile de consecințe la nivel naţional au fost intersectate cu suprafaţă potenţial inundabilă, rezultând în acest mod straturi de date spaţiale ale consecințelor potenţiale pentru fiecare zonă cu risc potenţial semnificativ la inundații. Straturile de date spaţiale folosite în vederea determinării consecințelor potenţiale pentru fiecare zonă cu risc potenţial semnificativ la inundaţii sunt prezentate în tabelul 4.3.4.1. Acestea acoperă o mare parte din cerinţele Directivei Inundaţii 2007/60/C.E., respectiv evaluarea consecinţelor asupra sănătăţii umane, comunităţii, activităţii economice, mediului şi patrimoniului cultural. 48  Tabelul 4.3.4.1 Tipuri de consecințe potențiale din perspectiva raportării în cadrul Directivei Inundaţii 2007/60/C.E. şi sursele iniţiale de date utilizate Tip strat Sursa iniţială de Tipuri de consecințe potenţiale Tipuri de date utilizate U.M. date date spaţiale A.N.A.R.1, CLC2, Localităţi km2 Poligon M.M.3 Populaţia potenţial afectată Date privind populaţia nr. Tabelar I.N.S. pe localităţi Secții de poliţie şi nr. Punct OSM+NAVTEQ primării Spitale nr. Punct NAVTEQ Comunitate Educaţie - universităţi, şcoli, grădiniţe, nr. Punct OSM+NAVTEQ biblioteci Proprietate Intravilan construit km2 Poligon A.N.A.R., CLC Drumuri: a) naţionale, europene şi autostrăzi; b) km Linie A.N.A.R., CLC judeţene; c) comunale Străzi km Linie A.N.A.R., NAVTEQ Infrastructură de transport Căi ferate km Linie ANAR Aeroporturi nr. Punct I.N.H.G.A., CLC Gări şi halte nr. Punct A.N.A.R. Economice Porturi nr. Punct I.N.H.G.A., CLC Poduri nr. Punct A.N.A.R. Utilizare rurală Teren arabil km2 Poligon CLC Zone industriale km2 Poligon CLC Activităţi economice nr. Punct NAVTEQ Activităţi economice secundare Unităţi economice nr. Punct MMSC incluse în IPPC Captări apă Surse de suprafaţă şi nr. Punct A.N.A.R. potabilă subterane Păsări Natura 2000 - SPA km2 Poligon M.M.S.C., A.N.A.R. Arii Habitate Natura 2000 – SCI/SAC km2 Poligon protejate Zone protejate pentru Îmbăiere km2 Poligon A.N.A.R. Mediu îmbăiere Parcuri naţionale km2 Poligon M.M., A.N.A.R. Naţionale Rezervaţii ştiinţifice km2 Poligon M.M., I.N.H.G.A. Instalaţii IPPC nr. Punct M.M.S.C. Surse de Instalaţii Instalaţii incluse în E- poluare IED nr. Punct www.eea.europa.eu/ PRTR