Wpływ prognozowanych obniżeń terenu wywołanych eksploatacją górniczą na zasięg stref zagrożenia powodziowego

Jednym z negatywnych skutków podziemnej eksploatacji węgla kamiennego jest zaburzenie warunków wodnych na powierzchni terenu i wzrost zagrożenia powodziowego. Górna część zlewni rzeki Kłodnicy należy do obszarów, gdzie od wielu lat prowadzone są roboty eksploatacyjne, a skutkiem prowadzonych prac są zaburzenia grawitacyjnego spływu wód powierzchniowych oraz powiększający się zasięg podtopień i zalewisk w dolinie rzeki i jej dopływów. W obszarze tym przewiduje się dalszą podziemną eksploatację węgla kamiennego, która prowadzona będzie głównie systemem z zawałem stropu i docelowo obejmie okres do roku 2045. Maksymalne prognozowane osiadania terenu dochodzić będą do wartości około 17,5 m. Do wyznaczenia zasięgu stref zagrożenia powodziowego w zlewni Kłodnicy, na odcinku jej przepływu przez obszary górnicze kopalń, opracowano dwuwymiarowy model rzeki z wykorzystaniem oprogramowania MIKE FLOOD, pakietu łączącego w sobie model jednowymiarowy MIKE 11 i dwuwymiarowy MIKE 21, pozwalającego określić wzajemne oddziaływanie rzeki i terenów zalewowych. Obliczenia wykonano dla fali hipotetycznej o kulminacji odpowiadającej przepływowi o prawdopodobieństwie przewyższenia p = 0,2%. W artykule przedstawiono wyniki symulacji przeprowadzonych dla dwóch scenariuszy powodziowych: uwzględniających aktualne ukształtowanie powierzchni terenu odwzorowanego w postaci Numerycznego Modelu Terenu (NMT) oraz dla powierzchni terenu obniżonej o wielkość prognozowanych osiadań, wykorzystując zmodyfikowany NMT. Jako narzędzie wspomagające proces modelowania wykorzystano oprogramowanie ArcGIS Desktop. Prognozowane obniżenia powierzchni terenu zwiększą zagrożenie powodziowe w górnej części zlewni Kłodnicy. Nastąpi pogorszenie warunków spływu wód i zwiększenie zasięgu obszarów bezodpływowych, a strefa zalewowa będzie stwarzać bezpośrednie zagrożenie dla zabudowy mieszkaniowej.

One of the negative effects of underground coal mining operations is a disorder of the surface water conditions and an increase in the flood hazard. The upper part of the Kłodnica river basin is an area in which mining ac tivities are conducted. The disturbance of the gravitational flow of water and enlarging the range of inundations and ponds in the river and ponds in the main river and side streams valleys are the results of these mining activities. It is expected that further underground coal mining operations will be conducted using the logwall caving method and it will be conducted until 2045. The maximum predicted ground subsidences will be equal to 17.5 m. A two – dimensional model of the Kłodnica river was created using MIKE FLOOD computer software to determine the extent of flood hazard zones in the Kłodnica river basin in the section where it passes the mining areas. MIKE FLOOD is a package which contains 1D and 2D flood simulation engines and enables to identify the interactions between the river and the floodplains. Model calculations were made for a hypothetical flood-wave with its culmination corresponding to a flow of exceedance probability p = 0.2%. In the article, the results of simulations for two flood scenarios were compared: for the current topography based on the digital terrain model (DTM) and for the topography including predicted ground subsidence using the modified DTM. ArcGIS Desktop was used as the software supporting the modeling process. The predicted ground subsidence will make the flood hazard higher in the upper part of Kłodnica river basin. The conditions of the flow of water will get worse and the extent of drainless areas will enlarge. The floodplain will create a risk to residential housing.