W ostatnich latach na całym świecie rośnie liczba i skala klęsk żywiołowych spowodowanych zjawiskami meteorologicznymi i hydrologicznymi. W wielu przypadkach zdarzenia te powodują również wystąpienie niezwykle groźnych katastrof i awarii przemysłowych. Tego rodzaju nakładanie się na siebie zagrożeń określa się mianem ryzyka kaskadowego. Zarządzaniem tym ryzykiem jest ważnym elementem rozwiązań planistyczno-organizacyjnych. Jako interesariusze projektu ANYWHERE mieliśmy okazję zapoznać się z narzędziem, które w znacznym stopniu pomoże prawidłowo reagować na sytuacje niebezpieczne zarówno służbom zarządzania kryzysowego, jak i mieszkańcom obszarów zagrożonych.
AUTOR: Tomasz Walczykiewicz, IMGW-PIB/Centrum Badań i Rozwoju, Zakład Hydrologii i Inżynierii Zasobów Wodnych
Pomiędzy klęskami naturalnymi i katastrofami technologicznymi istnieje rzeczywisty związek przyczynowo-skutkowy. Dlatego w określonych uwarunkowaniach negatywne następstwa tych zdarzeń mogą być wzmacnianie przez efekt tzw. synergii. Obecnie na świecie ten typ katastrof zaczyna być powszechny, wobec czego tworząc lub modernizując istniejące systemy ostrzeżeń należy uwzględnić ów wieloaspektowy charakter ryzyka. Multi-hazard (lub multi-hazard approach) to podejście, w którym zakłada się, że w danym miejscu może wystąpić więcej niż jedno zagrożenie, wzajemnie na siebie oddziałujące, o skumulowanym efekcie i interakcjach.
Jak już zaznaczono we wstępie, szczególne miejsce w zarządzaniu ryzykiem katastrof technologicznych mają zagrożenia wywoływane czynnikami naturalnymi – Natural Hazard Triggering Technological Disasters – które istotnie wpływają na stan i pracę infrastruktury krytycznej. Złożone instalacje technologiczne znajdujące się w obiektach przemysłowych, jak np. zbiorniki, kominy, stacje zasilania energetycznego, przepompownie, stacje uzdatniania wody czy oczyszczalnie ścieków, są, w zależności od ich położenia, podatne na ekstremalne zjawiska pogodowe, w tym silne opady, powodzie, wysokie i niskie temperatury czy wyładowania atmosferyczne. Jeżeli zjawiska te wywołują sekwencję kolejnych zdarzeń, mamy wówczas do czynienia z zagrożeniami kaskadowymi.
Przyczyna – skutek. Case study z USA
Rzeka Raritan, to największy ciek w stanie New Jersey, w USA, który jest ważnym źródłem wody pitnej dla miasta i okolicznych terenów. W dolinie rzeki znajdują się pozostałości instalacji, należącej do zamkniętej w 1999 roku firmy American Cyanamid Company. W zakładach o powierzchni przeszło 1,7 km2 zajmowano się od 1915 roku destylacją smoły węglowej i wytwarzaniem różnych produktów, w tym farmaceutyków, chemikaliów gumowych, barwników, żywic i kwasów. W odpowiedzi na skargi lokalnej ludności do lat 70. firma wprowadziła kilka ulepszeń w systemie przetwarzania odpadów. Produkcja barwników zakończyła się w 1982 roku, a zakład został umieszczony na Krajowej Liście Priorytetów w 1983 roku. Bezpośredni zrzut do rzeki Raritan zakończył się w 1985 roku, a finalnie przedsiębiorstwo zamknięto w 1999 roku.
Szacuje się, że na miejscu zakopano 800 tys. ton odpadów chemicznych. Gleba, wody gruntowe i obszar składowania odpadów są zanieczyszczone lotnymi związkami organicznymi, metalami i innymi szkodliwymi chemikaliami. O tej tykającej bombie ekologicznej przypomniał huragan Floyd z 1999 roku, który wyrządził straty materialne w wysokości ponad 6 mld dolarów oraz pochłonął 57 ofiar. Rekordowe opady, sięgające 359 mm, spowodowały awarię stacji uzdatniania wody położonej Bridgewater Township nad rzeką Raritan. Jednocześnie do rzeki dostały się niebezpieczne substancje składowane na terenie American Cyanamid Company. W efekcie prawie 500 tys. ludzi w kilku hrabstwach New Jersey przez osiem dni nie miało dostępu do wody pitnej. W sierpniu 2011 roku kolejny huragan, Irene, uderzył w rejon New Jersey, powodując ponownie wyciek chemikaliów z terenu zakładów.
O projekcie ANYWHERE
Opracowanie narzędzi, które pomagają decydentom koordynować zarządzaniem kryzysowym w czasie rzeczywistym, ma kluczowe znaczenie wobec stojących przed nami wyzwań pogodowych i klimatycznych. Narzędzia te powinny wykorzystywać najnowocześniejsze technologie pomiarowo-obserwacyjne oraz bazować na najlepszych modelach prognostycznych. Przykładem takiego rozwiązania jest platforma ANYWHERE o zagrożeniach typu multi-hazard, która ma zapewnić lepszą identyfikację oczekiwanych oddziaływań wywołanych pogodą, wraz z ich lokalizacją w czasie i przestrzeni, zanim jeszcze one wystąpią. Platforma umożliwi szybką analizę i przewidywanie zagrożeń, koordynację działań ratowniczych w terenie, a także będzie wspierać lokalną ludność w przypadku kryzysu.
ANYWHERE dostarcza produkty wczesnego ostrzegania i lokalnych usług wspierających podejmowanie decyzji, proaktywnie ukierunkowanych na potrzeby i wymagania władz regionalnych i lokalnych, a także publicznych i prywatnych operatorów infrastruktury krytycznej i sieci. Opracowane rozwiązanie zostało wdrożone i zademonstrowane w czterech wybranych lokalizacjach pilotażowych w celu walidacji prototypu. Kolejny krok to eksploatacja narzędzia już w warunkach rzeczywistych, przy wsparciu sieci małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP) oraz przemysłu.
Projekt ANYWHERE (EnhANcing emergencY management and response to extreme WeatHER and climate Events (ANYWHERE) http://anywhere-h2020.eu/ został sfinansowany w ramach unijnego programu badań i innowacji „Horyzont 2020” (EC-HORIZON2020-PR700099) i zakończył się warsztatami podsumowującymi, które odbyły się w Brukseli w październiku 2019 roku.
Możliwości platformy
ANYWHERE bazuje na koncepcji IBF (Impact Based Forecasting), którą szczególnie zainteresowani są odbiorcy korzystający z produktów meteorologicznych i hydrologicznych. W projekcie opracowano prototypowe narzędzia wykorzystujące w prognozach impaktowych warstwy informujące o możliwych stratach w zależności od rodzaju zagrożenia. Uwagę zwróciła między innymi dynamiczna interpretacja map ryzyka powodziowego rozwinięta w kilku prezentowanych aplikacjach. Warto wspomnieć również o aplikacji pomagającej w przygotowaniu planów zarządzania ryzykiem dla „własnej ochrony”, której architektura jest bardzo podobna do rozwiązania opracowanego w ramach projektu ISOK, dotyczącego bezpieczeństwa sieci energetycznych w wypadku zagrożeń meteorologicznych.
Podczas warsztatów końcowych ANYWHERE odbyła się prezentacja wyników projektu oraz narzędzi i produktów operacyjnych. W kuluarach można było zapoznać się dokładniej z produktami projektu. Zorganizowano również sesję posterową. Warsztaty umożliwiły też szerszą dyskusję o wynikach projektu pomiędzy instytucjami zewnętrznymi, w tym zainteresowanymi stronami i partnerami handlowymi projektu, a także pozostałymi uczestnikami procesu reagowania kryzysowego, decydentami i specjalistami z sektora zarządzania ryzykiem związanym z klęskami żywiołowymi.
Osobom zainteresowanym tematyką multi-hazard risk polecamy obszerną literaturę o rozwoju tej dyscypliny.
EPA, American Cyanamid superfund site reduces climate exposure, United States Environmental Protection Agency, https://www.epa.gov/arc-x/american-cyanamid-superfund-site-reduces-climate-exposure.
https://casedocuments.darrp.noaa.gov/northeast/am_cyanamid/pdf/Final_River_Restoration_Plan_Enviromental_Assessment_for_American_Cyanamid_Nov_2016.pdf.
Krausmann E., Girgin S., Necci A., 2019, Natural hazards impact on industry and critical infrastructure: Natech risk drivers and risk performance indicators, International Journal of Disaster Risk Reduction, 40, 101163, https://doi.org/10.1016/j.ijdrr.2019.101163.
Mukherjee S., Nateghi R., Hastak M., 2018, A multi-hazard approach to assess severe weather-induced major power outage risks in the U.S., Reliability Engineering & and System Safety, 175, 283-305, https://doi.org/10.1016/j.ress.2018.03.015.
NOAA, 2016, In-River Restoration Plan/Environmental Assessment (RP/EA) for the American Cyanamid Co. Superfund Site, Bridgwater Township, Somerset County, New Jersey.
NOAA, Storm Events Database, https://www.ncdc.noaa.gov/stormevents/eventdetails.jsp?id=5722837.
Pasch J.R., Kimberlain B.T., Stewart R.S., 2014, Preliminary Report Hurricane Floyd 7-17 September 1999, National Hurricane Centre, https://www.nhc.noaa.gov/data/tcr/AL081999_Floyd.pdf.
Pescaroli, G., Alexander D., 2018, Understanding compound, interconnected, interacting and cascading risks: a holistic framework, Risk Analysis. An International Journal, 38 (11), 2245-2257, https://doi.org/10.1111/risa.13128.
Showalter S.P., Myers F.M., 1994, Natural disasters in the United States as release agents of oil, chemicals, or radiological materials between 1980‐1989: analysis and recommendations, Risk Analysis. An International Journal, 14 (2), 169-182, https://doi.org/10.1111/j.1539-6924.1994.tb00042.x.
Zuccaro G., De Gregorio D., Leone F.M., 2018, Theoretical model for cascading effects analyses, International Journal for Disaster Risk Reduction, 30 (Part B),199-215, https://doi.org/10.1016/j.ijdrr.2018.04.019.
Zdjęcie główne: Micah Williams | Unsplash
TOMASZ WALCZYKIEWICZ. Profesor instytutu w Zakładzie Hydrologii i Inżynierii Zasobów Wodnych, w IMGW-PIB od 2000 roku. Absolwent inżynierii wodnej na Politechnice Krakowskiej. Jego zainteresowania badawcze skupiają się na rozwoju i stosowaniu narzędzi i metodyk wspierających wdrażanie zasad zintegrowanego zarządzania zasobami wodnymi, scenariuszach rozwoju gospodarki wodnej, adaptacji gospodarki wodnej do zmiany klimatu oraz polityki wodnej wynikającej z dyrektyw unijnych. Ponadto zajmuje się również analizą ryzyka dla zagrożeń naturalnych i technologicznych oraz katastrof synergicznych.
[…] Występujące wczesną wiosną w Polsce opady deszczu ze śniegiem i śniegu, nie stanowią anomalii pogodowej. Warunki atmosferyczne w kwietniu 2008 roku nie były Pomorzu Zachodnim ekstremalne i wyjątkowe, ale z powodu nałożenia się na siebie uwarunkowań środowiskowych i technicznych doprowadziły do paraliżu w sektorze energetycznym na obszarze o długości 80 km, rozciągającym się na północy od Świnoujścia, Kamienia Pomorskiego, przez Golczewo, Nowogard, Goleniów, Szczecin, aż po Krajnik na południu. Obciążenia przewodów linii elektroenergetycznych sadzią przekroczyły co najmniej o kilkadziesiąt procent przyjęte w obliczeniach normowe wartości katastrofalne. Dodatkowym czynnikiem mającym wpływ na przebieg zdarzeń i rozległość uszkodzeń były obfite opady deszczu w okresie poprzedzającym awarię, które spowodowały podniesienie się poziomu wód gruntowych i rozmiękczenie gruntu, a w konsekwencji utratę stabilności zarówno słupów linii elektroenergetycznych jak i drzewostanu rosnącego w ich pobliżu. Pod wieloma względami kwietniowe wydarzenia na Pomorzu Zachodnim przypominają jednoczesne wystąpienie zagrożeń określanych mianem ryzyka kaskadowego. […]