Címszintű árvízi kockázatértékelés: zónák, visszatérési idők és vízmélység

A folyami és a pluviális árvíz két különböző veszély

A folyami (fluviális) árvíz azt jelenti, hogy a vízfolyás kilép a medréből. Ez Európa legjobban feltérképezett veszélye, mert minden tagállamnak modelleznie kell, és tiszta fizikája van: az adott visszatérési időhöz tartozó vízhozamot hidraulikai modell vezeti végig a medren és az ártéren, az eredmény pedig elöntési kiterjedés, vízmélység és vízsebesség. A pluviális (felszíni vizek okozta) árvíz akkor keletkezik, amikor a csapadék gyorsabban esik, mint ahogy a talaj és a csatornahálózat elvezetni képes, és az utca mélypontjain gyűlik össze, folyó közelsége nélkül. A lakossági vízkárok jelentős részét ez adja, a folyami térképeken pedig láthatatlan, mert azok csak a modellezett vízfolyásokat fedik le. A kis, meredek vízfolyásokon kialakuló villámárvíz a kettő között helyezkedik el, és gyakran mindkettőből hiányzik.

A megkülönböztetés a pontozás szempontjából azért fontos, mert a két veszélyhez más adat, más felbontás és más védekezés tartozik. A folyami árvíz egy címen hivatalos poligonból vagy modellezett raszterből olvasható ki; a felszíni vizek okozta elöntés kitettsége magából a domborzatból, celláról cellára vezethető le. Az árvízvédelmi töltés a tervezési szintjéig megszünteti a folyami kockázatot, a felszíni víz ellen viszont semmit nem ér; a megemelt küszöb mindkettő ellen segít. Az a szolgáltatói pontszám, amely nem mondja meg, melyik veszélyt írja le, nem ellenőrizhető.

Az Árvízi Irányelv térképei és a visszatérési idők

A 2007/60/EK irányelv arra kötelezte a tagállamokat, hogy 2011. december 22-ig előzetes árvízi kockázatértékelést, 2013. december 22-ig árvízi veszély- és kockázati térképeket, 2015. december 22-ig pedig árvízi kockázatkezelési terveket készítsenek, és mindhármat hatévente vizsgálják felül. A veszélytérképek jelentik az állam hiteles válaszát arra, hogy „elönti-e ezt a pontot a víz, és milyen mértékben”. Azt, hogy mit kell mutatniuk, a 6. cikk rögzíti.

Forrás: 2007/60/EK irányelv, 4., 6., 7. és 14. cikk. A visszatérési idők rendszere országonként eltérő; a végén hivatkozott adatforrás-útmutatók országonként sorolják fel őket.

A JRC európai térképei

Ahol a hivatalos térképek véget érnek, ott kezdődik az összeurópai réteg. A Közös Kutatóközpont (JRC) európai és földközi-tengeri folyami árvízi veszélytérképei (Dottori et al., 2022) minden olyan folyót lefednek, amelynek vízgyűjtője meghaladja az 500 km²-t, 100 m-es felbontásban, 10, 20, 50, 100, 200 és 500 éves visszatérési időre, a validáláshoz korlátozott területen 30 és 1 000 évesre is. A vízhozamok a LISFLOOD hidrológiai modell hosszú távú futtatásából származnak – ugyanabból a modellből, amely a Kopernikusz European Flood Awareness Systemjét (EFAS) is hajtja –, több mint 700 vízmércén validálva, az elöntést pedig a kétdimenziós LISFLOOD-FP hidraulikai modell adja. A térképek licence CC BY 4.0.

Használatukat két tulajdonság határozza meg. Először is árvízvédelem nélküliek: a szerzők közlik, hogy a térképek nem veszik figyelembe a helyi árvízvédelmi műveket, mert nincs egységes európai adat a töltésekről. Másodszor: a hivatalos térképekhez mért validálásuk a 100 éves visszatérési idejű eseménynél mintegy 0,65-ös találati arányt ad, azaz a referenciakiterjedés kétharmadát fogja meg, a kritikus sikerességi index pedig mintegy 0,35, az 500 éves eseménynél 0,5 felé emelkedik. Ez regionális szűrőeszköz, nem címszintű válasz; 100 m-en egy cella egy hektár, és egy utca ezen belül az egyik oldalán vizes, a másikon száraz lehet. Egy címen a legjobb felhasználása az, hogy a hivatalos, árvízvédelemmel számoló térkép árvízvédelem nélküli párja, és hogy ez az egyetlen réteg azokon a szakaszokon, amelyeket az állam nem térképezett.

Zónabesorolás kontra vízmélység: miért félrevezetőek a körzeti kockázati pontszámok?

Az, hogy egy ingatlan a 100 éves visszatérési idejű árvíz (Q100) elöntési poligonján belül van, és az, hogy a Q100 esemény során 0,75 m víz borítja, két különböző tény, és csak az utóbbiból becsülhető a kár. A hivatalos térképek gyakran tartalmazzák a vízmélységet attribútumként, de sokszor csak az elöntés kiterjedését teszik közzé. A vízmélység ilyenkor az elöntés kiterjedéséből és egy digitális terepmodellből (DTM) becsülhető a Floodwater Depth Estimation Tool (FwDET, Cohen et al., 2018) segítségével: a poligon határát nulla vízmélységű partvonalként kezelik, mintát vesznek a terepmagasságból a határvonal mentén, a belső területre interpolálják a vízfelszín magasságát, majd kivonják belőle a terep magasságát. Egy 1 m-es LiDAR (légi lézerszkennelés) alapú terepmodell esetén a folyami árvizek mélységének hibája jellemzően néhány tíz centiméter; egy 30 m-es globális terepmodell esetén viszont nem.

A vízmélységnél lép be az épület is. A raszterek a terep feletti vizet mérik; a kár a padlószinten kezdődik. Egy lakóház földszintje jellemzően 0,30–0,45 m-rel van a terepszint felett, ezért az egyik motor 0,25 m-t levon, mielőtt kárfüggvényt olvasna, egy felső szinti lakás pedig teljesen kiesik a folyami árvízkárból. Ezért becsüli túl a pusztán zónabesoroláson alapuló pontszám az ártéri épületek felét, és ezért nem tudja megkülönböztetni a földszintes házat a harmadik emeleti lakástól. A vízmélységtől a pénzig vezető integrálást az expected annual loss (várható éves kár) útmutatója mutatja be.

Egy településre vagy irányítószámra adott árvízi pontszám még rosszabb irányba megy tovább: a száraz és a vizes területet egyetlen számba átlagolja, amely szinte minden benne álló épületre hibás. Az ártér legfeljebb néhány száz méter széles; egy folyó menti faluban vannak házak a Q10 elöntésében, vannak a fölötte lévő teraszon, és vannak a domboldalon, a körzeti pontszám pedig egyiküket sem írja le. Ugyanez igaz a felszíni vízre egy városi háztömbön belül is. Két 5 m-es hidrodinamikai szimulációban, 1 494 földszinti címre, a címeknek mindössze 3–5 százalékánál jutott egyáltalán víz a padlószintre, a várható kárhányad pedig csak gyengén emelkedett a környék kitettségi pontszámával; a kitettség megtalálta a vizes környékeket, de hogy egy adott épületbe bejutott-e a víz, az az 5 m-es mikrodomborzaton múlt.

A felbontás ezért minden pontszámmal kapcsolatban az első kérdés. Egy 1:10 000 munkatérképi méretarányban rajzolt hivatalos elöntési kiterjedés, egy 5–30 m-es vízmélységraszter és egy 1 m-es terepmodell két szomszédos házat is meg tud különböztetni; egy 100 m-es európai raszter vagy egy körzeti összesítés nem. A második kérdés maga az épület: a padlómagassága, a szintje, van-e pincéje. Az a pontszám, amely ezeket nem olvassa be, nem tudja elválasztani a földszinti üzletet a fölötte lévő irodáktól, pedig ez a két szerződés teljesen eltérő várható kárt hordoz.

Pluviális árvízi kitettség a domborzat alapján

A felszíni víz kockázatához a legtöbb címen nincs hivatalos poligon, ezért domborzatból modellezik. A fizikailag megalapozott rövidítés a legközelebbi vízfolyás feletti magasság (HAND, Nobre et al., 2011): egy cella függőleges távolsága a vízfolyás-hálózat legközelebbi pontjától, ami a domborzatot a helyi talajvízszinthez normalizálja, és elválasztja az alacsony, sík, rosszul lecsapolt területet minden mástól. Az egyik országos kitettségi kompozit a HAND-et négy további domborzati jellemzővel vonja össze 20–30 m-es cellánként, majd a burkolt felületekre felszorozza.

A súlyok a Bytero Shield pontozási módszertanából. Ahol egy városra 5 m-es kétdimenziós hidrodinamikai szimuláció (SFINCS) készült, ott a visszatérési időnkénti vízmélység és vízsebesség lép a kitettségi pontszám helyébe.

A pontszám és a kockázati sáv képzése

Két ábrázolás él egymás mellett. A 0-tól 100-ig terjedő veszélyességi pontszám a legrövidebb olyan visszatérési idő szerint rangsorolja a címeket, amely még elönti őket; a zóna ugyanezt a bizonyítékot néhány osztályba sűríti, amelyekre a kockázatelbírálás szabályai építhetők. Egy közzétett szabályrendszer a pontszámot a 100 − (ln(T/5) / ln(1000/5)) × 80 képlettel vezeti le a legrövidebb elöntési visszatérési időből (T), a zónát pedig négy rétegből (árvízvédelemmel számoló folyami, árvízvédelem nélküli folyami, felszíni vizek, valamint káradatokkal alátámasztott, maximálisan hihető réteg), a legmagasabb olyan zónát véve, amelyet bármelyik réteg alátámaszt, és jelezve, melyik réteg volt a meghatározó, és mely rétegek hiányoztak.

A pontszámgörbe, a sávok és a zónaküszöbök a Bytero Shield pontozási módszertanából. A régió biztosítói zónarendszerei szintén a visszatérési időt használják a besoroláshoz, a vízmélységet pedig csak módosítóként.

Árvízvédelem: védett, védelem nélküli és a tervezési védelmi szint

A töltés nem szünteti meg a veszélyt; ritkább visszatérési idők felé tolja, és egy gátszakadási forgatókönyvvel egészíti ki. Az Árvízi Irányelv szerinti hivatalos térképek a meglévő védművekkel készülnek, ezért az árvízvédelemmel számoló képet adják; a JRC térképei semmilyen védművet nem modelleznek, ezért az árvízvédelem nélküli képet. Ahol a kettő eltér – a hivatalos térképen száraz, a védelem nélküli modellben vizes –, ott a legvalószínűbb magyarázat egy védmű, és az egyik szűrési szabály „valószínűleg védmű mögött” címkével, alacsony megbízhatósággal jelöli meg a címet; ahol nincs betöltve védelem nélküli raszter, ott domborzati közelítésre vált (a legközelebbi vízfolyás feletti magasság legfeljebb 2,0 m, miközben a cím hivatalosan száraz). Ez szűrés, nem hidraulikai védett–védelem nélküli párosítás, és így is kell bemutatni.

Maga a tervezési védelmi szint a FLOPROS adatbázisból (Scussolini et al., 2016) származik: ez az árvízvédelmi szintek globális, visszatérési időben kifejezett adatbázisa, amely három rétegből – a meglévő védművek tervezési adataiból, szabályozási követelményekből és egy modellezett becslésből – áll össze szubnacionális közigazgatási egységenkénti legjobb becsléssé. Az olyan címke, mint a „mintegy 100 éves visszatérési idejű eseményig védett”, azt mondja meg a kockázatelbírálónak, hogy a Q100-ig terjedő események még megfoghatók, és hogy a maradékkockázat a farokrész plusz a gátszakadás – pontosan ez az alak, amit a várható kárról szóló útmutató kidolgozott példája mutat: a Q10-től Q100-ig terjedő rész elhagyása egy ártéri háznál 77 százalékkal csökkentette a nyers várható kárt, a Q200 és a Q500 hozzájárulását pedig érintetlenül hagyta.

Mit kérdezzen a biztosító az árvízi adatok szolgáltatójától

Tíz kérdés, amely elválasztja a címszintű terméket az átcímkézett körzeti térképtől.

• Melyik veszély? Folyami, felszíni vizek, villámárvíz vagy tengerparti, külön pontozva, és melyik adja a fő értéket.
• Melyik forrás és melyik évjárat? Az Árvízi Irányelv hivatalos ciklusa (2013, 2019 vagy 2025), egy 100 m-es JRC-réteg, vagy a szolgáltató saját hidraulikai modellje, visszatérési időnként.
• Milyen felbontás jut el a címig? Az elöntési kiterjedés méretaránya, a vízmélységi rács (5, 20, 30 vagy 100 m) és a vízmélység mögötti terepmodell (1 m-es LiDAR vagy 30 m-es globális modell).
• Vízmélység vagy besorolás? A kimenet a koordinátán visszatérési időnkénti vízmélységet ad-e, vagy csak azt, hogy melyik poligon tartalmazza.
• Árvízvédelemmel vagy anélkül? Melyik réteg melyik forgatókönyvet képviseli, milyen védelmi szintet használ, és az honnan származik.
• Hol lép be az épület? Padlóküszöb, szint, pince, hasznosítás; a felső szinti lakás máshogy kap-e pontszámot, mint az alatta lévő földszint.
• Mi történik a térképezetlen szakaszokon? A „nincs adat” ilyenként jelenik-e meg, vagy csendben nullára pontozódik.
• Hogyan épül fel a pontszám? A visszatérési időtől és a vízmélységtől a pontszámig, sávig és zónáig vezető képlet, a küszöbökkel együtt, írásban.
• Hogyan validálták? Károkhoz, magasvízi nyomjelekhez vagy hivatalos térképekhez mérve, találati aránnyal és téves riasztási aránnyal, nem ajánlólevéllel.
• Mi van verziózva? Minden válaszon szerepeljen modellazonosító, hogy a pontszám a következő térképciklus után is reprodukálható legyen, amikor a válasz megváltozik.

A gyakorlatban

A címszintű pontszám egy lánc: hivatalos elöntési kiterjedések, egy árvízvédelem nélküli párjuk, visszatérési időnkénti vízmélység finom terepmodellen, egy felszínivíz-réteg, az épület saját padlószintje és szintje, valamint egy leírt szabály, amely mindezt pontszámmá, zónává és megbízhatósági címkévé alakítja. A Bytero ezt a láncot egyetlen címre futtatja le, és a pontszám mellett visszaadja a visszatérési időket, a vízmélységeket, a meghatározó réteget és az árvízvédelmi szűrés eredményét a Bytero Shield keretében; a piaconkénti elérhetőséget a Lefedettség oldal tartalmazza. Az egyes államok térképei mögötti nyilvános adatokat az alább hivatkozott adatforrás-útmutatók veszik számba.

Kérdések