Cel zajęć:

zapoznanie uczniów z tematyką powodzi i retencji wodnej

Cele operacyjne:

uczeń/uczennica:

• wymienia szkody i korzyści wynikające z powodzi
• wyjaśnia naturalne przyczyny powodzi
• ocenia skuteczność różnych rozwiązań przeciwpowodziowych
• zna pojęcie retencji, wymienia ekosystemy o dużych
  zdolnościach retencyjnych
• omawia znaczenie torfowisk, lasów oraz rozlewisk
  w zapobieganiu szkodom powodziowym
• omawia różnice między naturalną a przekształconą doliną rzeki
• zna pojęcie modelu, pracuje na modelu

Środki:

• butelki plastikowe PET po napojach różnej wielkości
• papier, karton, papier kolorowy
• gąbki (np. do mycia naczyń)
• pinezki, klej, taśma dwustronna
• pisak wodoodporny, pisaki, kredki
• 2 miski, dzbanek lub butelka
• woda
• aparat fotograficzny (opcjonalnie)
• stoper (opcjonalnie)

Czas trwania:

2 godziny lekcyjne

Miejsce zajęć:

sala lekcyjna

Grupa wiekowa:

od IV klasy szkoły podstawowej (przy młodszych dzieciach wskazana byłaby pomoc drugiej osoby – tak aby przy każdej grupie podczas pracy nad modelem asystował opiekun i kierował pracą)

Przebieg zajęć:

Zajęcia wymagają przygotowań, jednak zbudowane modele mogą częściowo później posłużyć innym grupom. Z plastikowych butelek PET budujemy dwa modele dolin rzecznych. Najlepsze są butelki o regularnych kształtach. Odcinamy szyjkę i dno butelki, przecinamy butelkę wzdłuż na pół, łączymy za pomocą zszywek, choć możliwe są też inne rozwiązania (zszycie, sklejenie). Dolina rzeki jest wąska i bardziej stroma w górnym biegu, zaś szeroka i łagodnie opadająca w dolnym (tu można wykorzystać szersze butelki lub inne opakowania, np. prostokątne pudełka) Gotowy model opieramy na niewielkim podwyższeniu (np. pudełku kartonowym o wysokości do 40–50 cm), stabilizujemy np. zszywkami. Na dole umieszczamy „morze”, czyli płaską miskę, do której będzie spływać woda. Należy wykonać dwa możliwie identyczne modele.

Przygotowujemy też materiały, którymi uczniowie będą zabudowywać doliny. Przydadzą się gąbki (np. stare gąbki kąpielowe albo do mycia naczyń), które będą udawały torfowiska chłonące wodę. Z papieru kolorowego można wyciąć kwadraty i prostokąty, które będą symbolizowały łąki i pastwiska (zielone) czy pola (żółte), a także kartonowe i papierowe domy, drzewa, zarośla. Mogą one być przygotowane od początku przez uczniów albo wcześniej przez nauczyciela – zależy to od wieku grupy oraz czasu przeznaczonego na zajęcia (przykładowe modele w załączniku, do wydrukowania na kolorowym papierze). Grubszy karton przyda się do konstrukcji wałów przeciwpowodziowych. Bardziej zaawansowana grupa może zbudować też zbiornik retencyjny z tamą – ta opcja może też być wykorzystana w rejonie, gdzie istnieje lub jest planowana taka tama.

Ponieważ może się zdarzyć, że coś się wyleje lub nachlapie, warto przeprowadzić zajęcia na wodoodpornej, łatwo zmywalnej wykładzinie, a na pewno zabezpieczyć np. książki czy torby uczniów przed ewentualnym zalaniem.

Na początek zapytaj uczniów, czym jest powódź. Czy widzieli kiedyś powódź? Może w telewizji? Kiedy i gdzie ostatnio była duża powódź? W jakiej części Polski? Jaka rzeka wylała? Czy w miejscu, gdzie mieszkają, zdarzają się powodzie? O jakiej porze roku zwykle występuje? Często powodzie zdarzają się wiosną, kiedy w górach topią się duże ilości śniegu. Wielkie powodzie występują też latem – wtedy w górach padają często ulewne deszcze, a woda spływa na niziny. Wody w rzekach jest więcej, więc nie mieści się ona w korycie i rozlewa się po całej dolinie. Jest to normalny, naturalny proces, kiedyś uważany za sprzyjający człowiekowi – woda nawoziła i nawadniała ziemię. Powódź powoduje też straty – zapytaj, jakie to straty. Czy ktoś z ich bliskich czy znajomych ucierpiał w powodzi? W jaki sposób? Woda może niszczyć budynki, miejscowości, ale też zalewa pola, niszczy plony. Poproś uczniów o zastanowienie się, skąd się bierze powódź. Czy uczniowie znają jakieś sposoby na zabezpieczenie się przed powodzią? Ludzie budują wały przeciwpowodziowe, starają się uregulować rzekę, przyspieszyć odpływ wody, ale często przynosi to więcej szkody niż pożytku. Może uczniowie znają jeszcze inne zabezpieczenia.

Poinformuj uczniów, że za chwilę wykonają dwa modele dolin rzecznych. Wyjaśnij uczniom, czym jest model. Jest to uproszczona, pomniejszona wersja rzeczywistości. Na pewno niektórzy z uczniów budowali modele samolotów czy budynków, może mają modele samochodów. Modele wykonuje się, aby w prosty sposób badać procesy zachodzące w rzeczywistości. Często używa się ich w nauce. W tym przypadku jest to model doliny rzecznej – stromej w górnym biegu, szerokiej i łagodnie opadającej w dolnym biegu, aż do morza, które zastępuje nam miska. Za chwilę przeprowadzimy badania naukowe – sprawdzimy, skąd się bierze powódź i jak zapobiegać szkodom wyrządzanym przez wodę. Takie i podobne modele – obecnie często komputerowe – wykorzystuje się w projektowaniu zabezpieczeń przeciwpowodziowych. Oczywiście w prawdziwej dolinie występuje wiele rzeczy, których nie wykorzystamy w naszym modelu – model ma być prosty i uwzględniać najważniejsze elementy.

Podziel uczniów na dwie grupy. Jeśli w zajęciach uczestniczą młodsze dzieci (szkoła podstawowa), każdej grupie powinien asystować jeden opiekun/opiekunka. Starsze dzieci lub dorośli powinni poradzić sobie sami na podstawie otrzymanych opisów. Każda z grup otrzymuje opis elementów, które znajdą się w dolinie, oraz ich rozmieszczenia, a także materiały do ich wykonania (lub gotowe, wycięte elementy), a także klej, pinezki oraz taśmę dwustronną.

GRUPA 1. NATURALNA DOLINA RZEKI

1. Torfowiska
Początkowo woda spływa w dół po stromych stokach w postaci strumieni i potoków, po drodze przepływając przez górskie torfowiska, które chłoną wodę jak gąbka. Torfowiska mogą znaleźć się również na nizinach, wśród lasów i łąk. W naturalnej dolinie jest ich bardzo dużo!

2. Lasy i zarośla
W dolinie rzeki rosną wilgotne lasy, które nie tylko dobrze znoszą zalewy rzeczne, ale wręcz potrzebują ich do życia. W naturalnej dolinie stare drzewa przewracają się często i leżą – również w korycie rzeki, tworząc naturalne, niewielkie tamy. Dużo lasów rośnie w górnym biegu rzeki.

3. Łąki i pola
Większość naturalnej doliny, nieznacznie tylko zagospodarowanej przez człowieka, zajmują łąki i pastwiska zalewowe. Zalew nie powoduje tu większych strat, nawozi łąki i nawadnia. Pola uprawne zakładane są wyłącznie na obrzeżach doliny, daleko od koryta rzeki. Wśród łąk mogą też występować szuwary.

4. Domy
Ludzie żyjący od pokoleń zgodnie z naturalnym rytmem rzeki wiedzą, że domy budować można jedynie na obrzeżach doliny. Można zbudować wokół nich wały, jednak muszą one być położone daleko od koryta rzeki, tak aby woda miała gdzie się rozlać.

GRUPA 2. PRZEKSZTAŁCONA DOLINA RZEKI

1. Wały przeciwpowodziowe
Wały przeciwpowodziowe budowane są po to, aby chronić pola i domy przed powodzią. Jeśli rzeka jest obwałowana, ludzie mogą uprawiać rolę oraz budować domy w całej dolinie. Im bliżej rzeki (środka doliny) zbudujemy wały, tym więcej mamy miejsca na pola i domy.

2. Łąki, pastwiska i pola
Łąki i pastwiska znajdują się zwykle na międzywalu (teren między wałem a rzeką), natomiast za wałami – pola uprawne. Zalew nie szkodzi łąkom, ale powoduje poważne straty na polach.

3. Lasy i zarośla
W przekształconej przez człowieka dolinie rzecznej nie ma zbyt wielu lasów. Wśród łąk rosną czasem pojedyncze drzewa. Międzywala są często starannie czyszczone nawet z zarośli, aby woda szybko spływała. Nie ma też torfowisk.

4. Zabudowania
Domy budowane są w całej dolinie – ludzie są przekonani, że za grubymi wałami jest bezpiecznie.

5. Zbiorniki retencyjne i tamy
Czasem w dolinie rzeki buduje się też wielkie zbiorniki retencyjne, które mają zatrzymać nadmiar wody – duże tamy przegradzające dolinę w poprzek. Tama musi mieć otwór powyżej dopuszczalnego poziomu, umożliwiający powolny spływ wody.

Kiedy modele są gotowe, poproś przedstawicieli każdej grupy, aby krótko omówili ich elementy. Jeśli to możliwe, sfotografujcie je – uprzedź uczniów, że podczas powodzi mogą częściowo ulec zniszczeniu! Następnie poinformuj uczniów, że przystępujemy do testowania odporności dolin rzecznych na powódź. Zacznijcie od warunków normalnych, bez ulewnych deszczy. Ostrożnie i delikatnie, cienkim strumieniem wlewamy po kolei do każdego modelu od góry niewielką ilość wody (ok. 1 szklanki). Obserwujcie, jak woda płynie, poproś uczniów, żeby starali się zapamiętać, co się dzieje. W dolinie przekształconej woda powinna spokojnie, dość szybko płynąć środkiem doliny (chyba że zatrzyma ją tama), w dolinie naturalnej – możliwe, że prawie cała zostanie zmagazynowana w gąbkach-torfowiskach.

Teraz przyszedł czas na test doliny w czasie dużej powodzi. Poproś uczniów, aby wyobrazili sobie, że w górach padają ulewne, gwałtowne deszcze. Teraz wody musi być więcej (1–2 litry) i musi być wlewana dużo szybciej i gwałtowniej. W naturalnej dolinie woda będzie częściowo wchłonięta przez torfowiska-gąbki, część rozleje się po łąkach, drzewa, zarośla i szuwary będą spowalniały jej bieg. W dolinie przekształconej gwałtownie wzbierająca woda przeleje się przez wały (może nawet je zniszczyć), zaleje budynki i pola uprawne.

Kiedy woda i emocje opadną, oszacujcie razem straty. Każda grupa może szacować swoje straty, ale też grupy mogą się zamienić miejscami i szacować straty w dolinie zabudowanej przez kolegów i koleżanki. Ile domów, ile pól zostało zalanych? Co jeszcze uległo zniszczeniu?

Dla zaawansowanych

Starsza, bardziej zaawansowana grupa może spróbować oszacować straty finansowe. Umówcie się, jaką powierzchnię mają pola uprawne na modelu. Na przykład – kwadrat o boku 1 cm może oznaczać 1 ha.

• Cena żyta z 1 ha (2,5 tony) – 700 zł
• Odszkodowanie za zniszczony dom (w zależności od stopnia zniszczenia) – 10–100 tys. zł

Ile wyniosły straty w każdej z dolin?

Poproś uczniów, aby opowiedzieli, jak wyglądała powódź w każdej z dolin. Dlaczego właśnie tak? Dlaczego w naturalnej dolinie woda spływała wolniej? Duża część wody była wchłaniana przez gąbki-torfowiska. Bagna i mokradła, zwłaszcza te, w których zachowane jest obfite złoże torfu – wolno rozkładających się szczątków z wielu tysięcy lat, działają właśnie jak gąbka i mogą gromadzić ogromne ilości wody. Zdolność do magazynowania wody to retencja. Niestety, obecnie człowiek osuszył już większość mokradeł, wyschnięty torf wykorzystany został na opał, ziemię ogrodową lub po prostu się rozłożył. Ważne jest, aby ocalić te resztki mokradeł, które jeszcze nam pozostały – szczególnie mokradła w górach mają ogromne znaczenie w zapobieganiu powodzi.

Zapytaj, co jeszcze – oprócz torfowisk – zatrzymywało i spowalniało wodę. Zdolności retencyjne, choć nie tak duże jak torfowiska, mają też wilgotne lasy, szuwary i łąki. Brak lasów powoduje erozję oraz błyskawiczny, często gwałtowny spływ wody – szczególnie na odlesionych stokach w górach.

Omówcie teraz rolę wałów przeciwpowodziowych. Czy spełniły swoją rolę? Przez które wały przelała się woda, a które zabezpieczyły dobytek ludzi przed powodzią? Jeśli wały położone są zbyt blisko rzeki, wzbierająca woda nie ma miejsca, gdzie mogłaby się spokojnie rozlać. Wały mogą być dobrym zabezpieczeniem, jeśli między nimi zostaje dużo miejsca na rozlewiska. Jeśli tak nie jest, powódź przelewa się przez wały lub przerywa je, a domy i uprawy za wałami są niszczone przez wodę. Zapytaj uczniów, gdzie zbudowaliby dom, gdyby mieli do wyboru różne miejsca w dolinie rzecznej – na wznoszących się stokach doliny, za wałem, na terenach zalewowych?

Opcja – powodzie a susze

Modele można wykorzystać też do dyskusji o związkach gospodarki wodnej i powodziowej z klęskami suszy. Podczas testowania modeli wyznacz osoby, które za pomocą stopera będą mierzyć czas spływu wody do morza – od początku „deszczu” w górach aż do całkowitego spłynięcia wody. Oczywiście w naturalnej dolinie cała woda będzie spływała bardzo długo albo nie spłynie nigdy, bo zostanie zmagazynowana w gąbkach-
-torfowiskach, w przekształconych zaś spłynie bardzo szybko. Zastanówcie się wspólnie, która z dolin jest bardziej narażona na klęskę suszy. Dlaczego?