Geozagrożenia: karpackie osuwiska

Spis treści

osuwiska_ikoŁagodne stoki Karpat zachęcają do zabudowy, jednak geolodzy doradzają ostrożność - te góry tylko z pozoru wydają się bezpieczne. Masy ziemi znów mogą ruszyć, jak w 1997 roku, kiedy po katastrofalnych opadach uaktywniło się 20 000 karpackich osuwisk...

 

Zagrożenia osuwiskowe w polskich Karpatach

Wojciech Rączkowski


Referat wygłoszony podczas konferencji "GEOZAGROŻENIA - zmniejszanie ryzyka, podnoszenie świadomości" - V Międzynarodowe Targi Geologiczne, Warszawa, 30 maja 2007.

100 lat temu, w roku 1907 powstał pierwszy naukowy opis osuwiska karpackiego i zagrożeń jakie wywołało znaczne osunięcie ziemi w dolinie potoku Olchowatego, powyżej wsi Duszatyn na zboczach góry Chryszczatej. Przedstawiono w nim również rachunek ekonomiczny opłacalności wykonania prac zabezpieczających i rekultywacyjnych na zniszczonym przez osuwisko obszarze.

 

Rejestracja zagrożeń

Pierwsza, i zarazem jedyna, rejestracja osuwisk w Polsce została przeprowadzona w latach 1968-1970. Jej wynikiem są „Katalogi osuwisk” opracowane dla siedemnastu ówczesnych województw. Prace doprowadziły do rozpoznania obszarów osuwiskowych wzdłuż linii komunikacyjnych oraz w terenach zurbanizowanych. Powstały wtedy „Mapy osuwisk powiatów” – zestawienia kartograficzne wraz z kartami osuwisk.

Na obszarze polskich Karpat fliszowych zarejestrowano ponad 8 500 osuwisk, w tym 2 970 niebezpiecznych dla obiektów budowlanych. Z tej liczby 1 670 osuwisk zagrażało budynkom mieszkalnym, 49 - liniom kolejowym, a 1 072 - drogom kołowym. 6 osuwisk zagrażało cmentarzom. Powierzchnia terenów czynnych i ustalonych, zarejestrowanych w latach 1960. wynosiła ponad 671,8 km2, z tego 369,03 km2 było osuwiskami aktywnymi w chwili rejestracji.

Z ogólnej liczby jedynie 7,1% powstało na skutek niewłaściwej ingerencji człowieka (osuwiska antropogeniczne). Jak obliczył A. Michalik, 2,6% powierzchni Karpat było wtedy zajęte przez osuwiska. Późniejsze prace kartograficzne i rejestracyjne ujawniły, że liczba osuwisk jest ponad trzykrotnie większa.

Image

Rozmieszczenie obszarów zagrożonych ruchami masowymi ziemi w Polsce. Opracowanie według wyników rejestracji z lat 1968-1970 dla Polski pozakarpackiej oraz materiałów Oddziału Karpackiego PIG


95% wszystkich zarejestrowanych w Polsce osuwisk występuje na obszarze Karpat, które zajmują tylko 6% powierzchni kraju. Jest to znaczna liczba, dochodząca dzisiaj do 23 000, co daje średnio ponad jedno osuwisko na 1 km2 powierzchni terenu. Jeżeli pod uwagę weźmiemy mniejsze fragmenty Karpat, poszczególne grupy górskie lub zlewnie potoków, to stwierdzamy, że niekiedy 30 a nawet 70% stoków jest zajętych przez osuwiska.

 

Budowa geologiczna polskich Karpat (młode góry fałdowe zbudowane z warstwowanych skał fliszowych, na przemian wodonośnych i wodoszczelnych) i charakter ich rzeźby sprawiają, że osuwanie mas ziemi stanowi charakterystyczny element modelowania stoków w tym regionie Polski. Do aktywizacji osuwisk przyczyniają się również zjawiska klimatyczne i człowiek, który od setek lat gospodaruje na tym obszarze. Osuwiska, stanowiące bardzo istotny element rzeźby obszaru Karpat, powodują nie tylko urozmaicenie jej elementów, ale też stwarzają ciągłe zagrożenie dla zabudowy mieszkalnej i infrastruktury technicznej na stokach.

Większość osuwisk, które odnowiły się w ostatnich latach, to fragmenty starych struktur, istniejących na stokach karpackich od późnego glacjału lub wczesnego holocenu. Wskazują na to datowania osadów organicznych w ich obrębie. Najstarsze osuwiska powstały ponad 14 000 lat temu.

 

Image

Rozmieszczenie osuwisk na obszarze polskich Karpat według rejestracji wykonanych w latach 1968–2000.
Opracowanie własne Oddziału Karpackiego PIG

Prace badawcze, prowadzone od prawie 40 lat w Stacji Badawczej IG i PZ PAN w Szymbarku, zmierzają w kierunku rozpoznania mechanizmu procesów osuwiskowych. Aktualne działania Państwowego Instytutu Geologicznego, prowadzone w ramach projektów realizowanych na zlecenie Ministerstwa Środowiska, mają doprowadzić do opracowania metodyki rejestracji i monitoringu osuwisk. Realizowany w latach 2001–2005 międzynarodowy projekt ALARM (Assesement of Landslide Risk and Mitigation in Mountain Areas) 5. Programu Ramowego UE, miał na celu sformułowanie wspólnego, ogólnoeuropejskiego programu ograniczania skutków występowania osuwisk. Tego typu badania powinny pozwolić na rozpoznanie i ocenę zagrożeń oraz rozwiązanie tego problemu w przyszłości.



Katastrofalny klaster

Koniec ostatniej dekady XX oraz pierwsze lata XXI wieku zaznaczyły się wyjątkowym nasileniem zjawisk katastrofalnych w Karpatach. Po długiej przerwie lat 1980-1990, kiedy to na tym obszarze nie występowały wyższe opady atmosferyczne, od lipca roku 1997 nastąpiła radykalna zmiana w ich ilości oraz rozkładzie przestrzennym. L. Starkel (zob. Literatura na końcu artykułu) pisze o swoistym „klastrze zjawisk ekstremalnych”, który rozpoczął się katastrofalnymi opadami atmosferycznymi w lecie 1996 r., a zaznaczającym się na obszarze Karpat uaktywnieniem procesów osuwiskowych po lipcowych opadach roku 1997. Klaster ten trwał przez kilka lat, aż do 2002 roku. Ścisłe określenie jego końca jest bardzo trudne, bowiem raz naruszona stabilność stoków, nawet przy mniejszej sile sprawczej, dalej jest w stanie równowagi chwiejnej.

Opady atmosferyczne w lipcu 1997 przyczyniły się do uruchomienia stoków karpackich w stopniu jeszcze nie opisywanym. Powstały lub odnowiły się osuwiska w zachodniej i środkowej części gór, na terenach, gdzie istniała zabudowa mieszkalna i infrastruktura komunikacyjna, co niejednokrotnie doprowadziło do jej zniszczenia.

Warunki panujące zimą 1999/2000 przyczyniły się do odnowienia wielu (2500 zgłoszonych przypadków) osuwisk, głównie na obszarze Pogórza Karpackiego.

W wyniku ekstremalnie wysokich opadów i powodzi w lipcu 2001 roku szczególnie zagrożony był obszar Karpat Zachodnich – Beskidy Morawsko-Śląskie, Beskid Żywiecki, Beskid Mały i Średni (Makowski).

Katastrofalne opady sierpnia 2002 przyczyniły się do zniszczeń osuwiskowych na obszarze Beskidu Sądeckiego (rejon Muszyny) i Niskiego.


Kamionka osuwiskoLipiec 1997 - ruszyło osuwisko w Kamionce Małej (gmina Laskowa)

ImageWiosna 2000 - fragment odnowionego osuwiska na górze Zaśpit w Dukli zagroził zniszczeniem kościółka Św. Jana z Dukli

ImageLato 2001 - odnowiony fragment osuwiska w Jachówce (gmina Budzów) zagroził zniszczeniem całego osiedla Strączkówka

Image

Osuwisko Lachowice (powiat Sucha Beskidzka) uaktywniło się w 2001 roku. Zniszczenia objęły całą infrastrukturę techniczną oraz 12 budynków mieszkalnych (czerwone strzałki). W strefie zagrożonej znajduje się dalszych 38 budynków (żółte strzałki).

 




Stoki ruszają po wstrząsach

 

Powstanie niektórych dużych osuwisk strukturalnych można wiązać z trzęsieniami ziemi. Osuwisko w Lipowicy, odmłodzone w wyniku wstrząsów sejsmicznych w roku 1957, było ostatnim znanym przypadkiem tego typu. Wzmianki o osuwiskach na obszarze Beskidów Morawsko–Śląskich, Beskidu Żywieckiego, Gorców oraz Beskidów Sądeckiego i Niskiego i Pienin, uruchomionych przez wstrząsy sejsmiczne w czasach historycznych znajdują się w wielu pracach (Kronika Komanieckiego; M. Adamczyk, 1979; A. Wójcik 1997).

 

Problematyka karpackich trzęsień ziemi doczekała się wielu opracowań, pokazujących m.in. strefy makrosejsmiczne. Nie można jej pomijać przy omawianiu zagrożeń, gdyż istnieje prawdopodobieństwo wystąpienia wstrząsów w przyszłości. Jak pokazują badania Malamuda i współpracowników, siła wstrząsu zdolnego do wywołania ruchów masowych musi przekroczyć 4,3 M ( +/- 0,4), a takie trzęsienia były notowane w Karpatach w XV i XVIII wieku na obszarze Beskidów Morawsko-Śląskich oraz w XIX i na początku XX wieku w rejonie Pienin.

 

Image

Obszary zagrożone osuwiskami, które mogą być wywołane przez trzęsienia ziemi (według W. Rączkowski, 2007)

 



Niebezpieczna amnezja

 

Biorąc pod uwagę wszystkie czynniki, można stwierdzić, że osuwiska, obok powodzi, przyczyniają się w największym stopniu do rozwoju rzeźby Karpat Polskich. W odróżnieniu jednak od powodzi, która jest zjawiskami katastrofalnym, lecz epizodycznymi, osuwiska są zjawiskiem ciągłym; ruchy występują na stokach nieustannie, nawet bez działania silniejszej przyczyny sprawczej. Przy jej obecności stają się zjawiskiem katastrofalnym, o nieobliczalnej sile i intensywności. Inaczej jednak niż powódź są szybko eliminowane z pamięci ludzkiej, bardzo często kodowane w sposób irracjonalny, jako zjawisko, które było, ale już się nie zdarzy.

Pozytywnym elementem jest wzrost „świadomości osuwiskowej” mieszkańców terenów zagrożonych. Jeszcze niedawno istniała swoista amnezja, która w wielu przypadkach przyczyniała się do tragedii ludzkich. W chwili obecnej nagłośnienie problemu przez TV, radio i Internet powoduje często rezygnację z lokalizowania inwestycji na terenach niebezpiecznych.

 

Koszt stabilizacji pięciu osuwisk, uaktywnionych w czasie budowy obejścia Mogilan na krajowej drodze "zakopiance", przekroczył 50 mln zł (w cenach z 1974 r). Dopiero jednak osuwiska powstałe w wyniku ostatnich katastrofalnych opadów atmosferycznych i powodzi z nimi związanych i straty liczone corocznie w setkach milionów złotych sprawiły, że ruchy masowe weszły do katalogu klęsk żywiołowych i zostały wpisane do polskiego prawa. Nowa, bo pochodząca z 2003 r. Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym, z pewnością ograniczy zabudowę stoków osuwiskowych, a dalsze prace nad innymi ustawami, m.in. nad Ustawą o ochronie środowiska, przyczynią się do uściślenia kompetencji władz regionalnych.

Image
Osuwisko w Falkowej (dzielnica Nowego Sącza) odnowiło się po intensywnych opadach w lipcu 2001. Uaktywniona strefa objęła 10 hektarów, a obszar zagrożony, związany ze starym osuwiskiem - 100 ha

 



Stabilizacja osuwiska w Falkowej

Image
Stan - 21 lipca 2001

Image
Prace stabilizacyjne w latach 2002-2004

Image
Stan pod koniec 2004 roku

 

Przed przystąpieniem do prac stabilizacyjnych i rekonstrukcyjnych warto jednak zastosować najprostszy rachunek ekonomiczny, choćby taki, jak przytoczony na początku artykułu szacunek, wykonany 100 lat temu przez R. Zubera i J. Blautha. Kalkulacja może wskazać czy odbudowa stoku i rekonstrukcja zabudowy jest opłacalna, czy też nie. Czasami tańsze, a zarazem bezpieczniejsze, bywa przeniesienie infrastruktury poza obszar osuwiska.

Jednak najlepszym sposobem ograniczenia zagrożeń wydaje się być profilaktyka, prowadząca do rezygnacji z zabudowy stoków osuwiskowych, a w przypadku celowych inwestycji - stosowania właściwych „lekkich” technologii. Uniknie się w ten sposób uzależnienia zabudowy od kaprysów natury, których zresztą nie jesteśmy w stanie w pełni przewidzieć.


dr inż. Wojciech Rączkowski
Państwowy Instytut Geologiczny - Oddział Karpacki
31-560 Kraków, ul. Skrzatów 1
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.



Literatura

  • Adamczyk M., 1979, Zmiany w krajobrazie Karpat w latach 1650-1870. Wierchy, 47, 160 - 175.
  • Badak J., Pawłowski Z., 1959, Osuwisko w Lipowicy koło Dukli. Przegląd Geologiczny 11, 516-517.
  • Bażyński J., Kuhn A., 1970, Objaśnienia do mapy osuwisk w skali 1 : 500 000. Maszynopis, Instytut Geologiczny, 1970, Warszawa.
  • Chojnacki J., Woźniak W., 1999, Szkody i straty powodziowe w dorzeczu Wisły. [in:] Grela J., Słota H., & Zieliński J. (eds.), Dorzecze Wisły – monografia powodzi – lipiec 1997. IMGW, Warszawa, 127 – 150.
  • Froehlich W., Starkel L., 1991, Wartości progowe w ewolucji rzeźby Karpat fliszowych i Himalajów Dardżylińskich. Conference paper IG i PZ PAN 14, 49-58.
  • Gerlach T., Pokorny J., Wolnik R., 1958, Osuwisko w Lipowicy. Przegląd Geograficzny, 30, 4, 685-698.
  • Gil E., 1997, Meteorological and hydrological conditions of landslides, Polish Flysch Carpathians. Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica 31, 143-158.
  • Gil E., Długosz M., 2006. Threshold values of rinfalls triggering selected deep-seated landslides in the Polish Flysch Carpathians. Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica 40, 21-43.
  • Gil E., Starkel L., 1979, Long-term extreme rainfalls and their role in the modeling of flysch slopes. Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica 12, 207-220.
  • Komoniecki A., 1938. Chronografia albo Dziejopis Żywiecki. Opracowanie i wydanie S. Szczotka 1938. Żywiec.
  • Kotarba A., 1989, Landslides: Extent and Economic Significance in Central Europe. [in:]E. E. Brabb & B. L. Harrod (eds.) Landslides: Extent and Economic Significance. Procc. 28th IGU Congress: Symposium on Landslides, Washington 17 july 1989. Balkema, Rotterdam 1989.
  • Malamud B.D., Turcotte D.L., Guzztti F., Reichenbach P., 2003. Landslide inventories and their statistical properties. Earth Surf. Process. Landforms, 29, 687-711.
  • Malamud B.D., Turcotte D.L., Guzztti F., Reichenbach P., 2004. Landslides, earthquakes, and erosion. Earth & Plant. Science Letters, 229, 45-59.
  • Margielewski W., 2006. Records of the Late Glacial – Holocene paleoenvironmental changes in landslide forms and deposits of the Beskid Makowski and Beskid Wyspowy Mts area (Polish Outher Capathians). Folia Quaternaria 76, 1-149.
  • Michalik A., 1970, Objaśnienia do mapy osuwisk w Karpatach w skali 1 : 200 000. Maszynopis. Oddział Karpacki Państwowego Instytutu Geologicznego, Kraków 1970.
  • Mrozek T., Rączkowski W., Limanówka D., 2000, Recent landslides and triggering climatic conditions in Laskowa and Pleśna Regions, Polish Carpathians. Studia Geomorphologica Carpatho-Balcanica, 34, 89 – 112.
  • Poprawa D. & Rączkowski W., 2003, Osuwiska Karpat. Przegląd Geologiczny, 51, 8, 685-692.
  • Rączkowski W. & Mrozek T., 2002, Activating of Landsliding in the Polish flysch Carpathians by the end of the 20th century. Studia Geomorph. Carpatho-Balcan. 36, 91-111.
  • Starkel L., 1972, Karpaty Zewnętrzne. [in:] M. Klimaszewski (eds.) Geomorfologia Polski t. 1, 52-115.
  • Starkel L., 2002. Changes in the frequency of the extreme events as the indictor of climatic change in the Holocene (in fluvial system). Quaternary International 91, 25-32.
  • Starkel L., 2006. Geomorphic hazards in the Polish Flysch Carpathians. Studia Geomorph. Carpatho-Balcanica, 40, 7-19.
  • Ustawa o planowaniu i zagospodarowaniu przestrzennym, Dz. U. Nr 80, poz. 717, z dnia 27 marca 2003 r
  • Wójcik A., 1997, Osuwiska w dorzeczu Koszarawy – strukturalne i geomorfologiczne ich uwarunkowania. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 376, 5-42.
  • Zespół Oddziału Karpackiego Państwowego Instytutu Geologicznego (OK PIG); Poprawa D., Rączkowski W., Dziepak P., Kopciowski R., Mrozek T., Nescieruk P., Zimnal Z., 1997 – Rejestracja osuwisk i innych zjawisk geodynamicznych na terenie województwa nowosądeckiego i tarnowskiego, powstałych w wyniku katastrofalnych opadów i powodzi 1997 r. Maszynopis, CAG – Archiwum OKPIG w Krakowie, 1600 p.
  • Zuber R., Blauth J., 1907, Katastrofa w Duszatynie. Czasopismo Techniczne, 25, 218-221. Lwów.