Γεωµορφοµετρικά Χαρακτηριστικά των Υδρολογικών Λεκανών της Ελλάδας

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Γεωµορφοµετρικά Χαρακτηριστικά των Υδρολογικών Λεκανών της Ελλάδας"

Παναγιώτα Λαμπρόπουλος
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Υ ΡΑΥΛΙΚΩΝ ΚΑΙ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΕΡΓΩΝ Γεωµορφοµετρικά Χαρακτηριστικά των Υδρολογικών Λεκανών της Ελλάδας ιπλωµατική εργασία του φοιτητή Ιωάννη Πασπαλλή Υπό την επίβλεψη του Αν. Καθηγητή ηµήτρη Κουτσογιάννη Αθήνα Απρίλιος 2003

2 ιάρθρωση παρουσίασης Περιγραφή των χαρακτηριστικών Μεθοδολογία υπολογισµού Στατιστική επεξεργασία αποτελεσµάτων Εφαρµογή στην κατάρτιση ΜΥ Συµπεράσµατα Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών της Ελλάδας 2

3 Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά (1) Υδρογραφικό δίκτυο Λόγοι Horton λόγος διακλαδώσεων R L = Ν α / Ν α+1 λόγος µηκών R Β = L α+1 / L α λόγος εµβαδών R Α = A α+1 / A α Μήκος και κλίση κύριου υδατορεύµατος L J, Ι J Πυκνότητα υδρογραφικού δικτύου (D A = ΣL / A) Συχνότητα υδρoγραφικού δικτύου (F A = ΣN / A) Μέση απόσταση από τον υδροκρίτη µέχρι το υδατόρευµα (Χ A = 1/2D A ) Τάξεις κατά Strahler Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών της Ελλάδας 3

4 Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά (2) Γεωµετρία λεκάνης Εµβαδόν Α Περίµετρος P Λόγος Schumm E τ = D / L J είκτες σχήµατος S Β = L J / A 0.5 κυκλικότητας Ε c συµπαγούς E c επιµήκυνσης E r Aνάγλυφο Μέσο υψόµετρο Z s Μέση κλίση I s Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών της Ελλάδας 4

5 Mεθοδολογία Εκκίνηση από το ψηφιακό µοντέλο υψοµέτρων της Ελλάδας µε διάσταση κυττάρου 250 m. Εύρεση της διεύθυνσης ροής Συγκέντρωση ροής Γέµισµα βυθισµάτων ηµιουργία υδρογραφικού δικτύου (κατώφλι 16 km 2 ) Κατάταξη των υδατορευµάτων κατά Strahler Μετατροπή του υδρογραφικού δικτύου σε γραµµικό θεµατικό επίπεδο Εύρεση των υπολεκανών και των λεκανών απορροής επιλέγοντας την έξοδό τους Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών της Ελλάδας 5

6 Aποτελέσµατα (1) Συνολικά εξετάσθηκαν 140 λεκάνες µε εµβαδόν µεγαλύτερο των 100 km 2 Πινακοποίηση των αποτελεσµάτων ανά υδατικό διαµέρισµα και ανά τάξη λεκάνης Συµφωνία στις µέσες τιµές των χαρακτηριστικών και στον τρόπο που µεταβάλλονται σε σχέση µε την τάξη των λεκανών, τόσο σε τοπικό όσο και σε παγκόσµιο επίπεδο Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών της Ελλάδας 6

7 Aποτελέσµατα (2) Επαλήθευση του νόµου διακλαδώσεων log αριθµού τµηµάτων 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0-0,5 Α Β Γ Ε Z H Θ Ι Κ Λ Μ Ν Ξ 1-->5 1->4 1->3 Τάξη (Α) Πηνειός (Θεσσ) (Β) Αχελώος (Γ) Στρυµώνας ( ) Αλιάκµονας (Ε) Αλφειός (Ζ) Βοιωτικός Κηφ. (Η) Νέστος (Θ) Άραχθος (Ι) Ευρώτας (Κ) Σπερχειός (Λ) Αωός (Μ) Εύηνος (Ν) Μόρνος (Ξ) Πηνειός (Πελοπ) Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών της Ελλάδας 7

8 Aποτελέσµατα (3) Επαλήθευση του νόµου µηκών log µέσου µήκους (km) 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 Α Β Γ Ε Z H Θ Ι Κ Λ Μ Ν Ξ 1-->5 1->4 1->3 Τάξη (Α) Πηνειός (Θεσσ) (Β) Αχελώος (Γ) Στρυµώνας ( ) Αλιάκµονας (Ε) Αλφειός (Ζ) Βοιωτικός Κηφ. (Η) Νέστος (Θ) Άραχθος (Ι) Ευρώτας (Κ) Σπερχειός (Λ) Αωός (Μ) Εύηνος (Ν) Μόρνος (Ξ) Πηνειός (Πελοπ) Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών της Ελλάδας 8

9 Aποτελέσµατα (4) Επαλήθευση του νόµου εµβαδών (Α) Πηνειός (Θεσσ) (Β) Αχελώος log µέσου εµβαδού (km2) 4,0 3,0 2,0 1,0 Α Β Γ Ε Z H Θ Ι Κ Λ Μ Ν Ξ 1-->5 1->4 1->3 Τάξη (Γ) Στρυµώνας ( ) Αλιάκµονας (Ε) Αλφειός (Ζ) Βοιωτικός Κηφ. (Η) Νέστος (Θ) Άραχθος (Ι) Ευρώτας (Κ) Σπερχειός (Λ) Αωός (Μ) Εύηνος (Ν) Μόρνος (Ξ) Πηνειός (Πελοπ) Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών της Ελλάδας 9

10 Aποτελέσµατα (5) Μείωση του εύρους διακύµανσης των λόγων µε την αύξηση της τάξης Κανον συχνότητα 0,6 0,4 0,2 Λεκάνες τάξης 4 και 5 0,6 0,4 0,2 Λεκάνες τάξης 4 και 5 0, > 6,5 0, > 9,5 Κανον συχνότητα 0,6 0,4 0,2 Λεκάνες τάξης 3 0,6 0,4 0,2 Λεκάνες τάξης 3 0, > 6,5 0, > 9,5 Κανον συχνότητα 0,6 0,4 0,2 Λεκάνες τάξης 2 0,6 0,4 0,2 Λεκάνες τάξης 2 0, > 6,5 0, > 9,5 Λόγος διακλαδώσεων Λόγος εµβαδών Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών της Ελλάδας 10

11 Καλή συσχέτιση του µήκους κύριου υδατορεύµατος µε το εµβαδόν της λεκάνης στην οποία απορρέει 1000 Aποτελέσµατα (6) S B = L J / A ^0.5 Mήκος (km) S B = 4.0 παγκόσµια σχέση 1 S B = 1.0 L = 0,9676A 0,6019 R 2 = 0, Εµβαδόν (km2) Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών της Ελλάδας 11

Λεκάνη τάξη Α (km 2 ) P (km) L J (km) S B R B R L R A Ενιπέας 3 1 013

12 Ειδικά παραδείγµατα Aποτελέσµατα (7) Ενιπέας Θεσσαλίας Βενέτικος. Μακεδ. Λεκάνη τάξη Α (km 2 ) P (km) L J (km) S B R B R L R A Ενιπέας Βενέτικος Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών της Ελλάδας 12

13 Εφαρµογή στην κατάρτιση ΜΥ (1) Συσχέτιση παροχής αιχµής και χρόνου για την παροχή αιχµής µε του λόγους Horton, το µήκος κύριου υδατορεύµατος και µια µέση ταχύτητα ροής κατά µήκος των υδατορευµάτων (Rodriguez-Iturbe και Valdes, 1979) Σύνδεση των παραµέτρων της διπαραµετρικής συνάρτησης πυκνότητας πιθανότητας του Nash (1959) για το ΣΜΥ µε τα ίδια χαρακτηριστικά (Rosso, 1984) Eξαγωγή του Γεωµορφολογικού Στιγµιαίου Μοναδιαίου Υδρογραφήµατος (ΓΣΜΥ) 0.78 RB 0.07 L a 1 t / β a = 3.29 R RA u( t) = ( t / β ) e β Γ( α) β = RA 0.7 RBRL Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών της Ελλάδας L u J

350 Εφαρµογή στην κατάρτιση ΜΥ (2) Εύηνος θέση Πόρος Ρηγανίου 300 V = 4 m/s MY V = 3.3 m/s Απορροή (m3/s) 250 200 150 100 V = 3,3 m/s V = 2.

14 350 Εφαρµογή στην κατάρτιση ΜΥ (2) Εύηνος θέση Πόρος Ρηγανίου 300 V = 4 m/s MY V = 3.3 m/s Απορροή (m3/s) V = 3,3 m/s V = 2.5 m/s V = 2 m/s Χρόνος (h) Λεκάνη τάξη Α (km 2 ) P (km) L J (km) S B R B R L R A Ι s (%) Πόρος Ρηγανίου Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών της Ελλάδας 14

Εφαρµογή στην κατάρτιση ΜΥ (3) Πηνειός Θεσσαλίας θέση Σαρακήνα 500 450 400 V = 4.5 m/s V = 4.

5 m/s V = 2 m/s 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Χρόνος (h) Λεκάνη τάξη Α (km 2 ) P (km) L J (km) S B R B R L R

15 Εφαρµογή στην κατάρτιση ΜΥ (3) Πηνειός Θεσσαλίας θέση Σαρακήνα V = 4.5 m/s V = 4.1 m/s MY V = 4.1 m/s Απορροή (m3/s) V = 3.5 m/s V = 3 m/s V = 2.5 m/s V = 2 m/s Χρόνος (h) Λεκάνη τάξη Α (km 2 ) P (km) L J (km) S B R B R L R A I s (%) Σαρακήνα Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών της Ελλάδας 15

16 Συµπεράσµατα (1) Επαληθεύονται οι νόµοι του Horton στις ελληνικές λεκάνες και οι µέσες τιµές των αντίστοιχων λόγων συµφωνούν µε τις τιµές που προκύπτουν από την εξέταση των µεγάλων λεκανών της γης. Μια από τις άµεσες εφαρµογές χρήσης των λόγων είναι η σύνδεσή τους µε τη µορφή του ΣΜΥ. Παρά την αρχική διεθνή απήχηση του ΓΣΜΥ, τα αποτελέσµατα δεν είναι πολύ ενθαρρυντικά διότι καθοριστικό ρόλο διαδραµατίζει το µέγεθος της ταχύτητας για το οποίο η σχετική θεωρία δεν δίνει ενδείξεις. Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών της Ελλάδας 16

17 Συµπεράσµατα (2) Υπάρχουν σηµαντικές διαφοροποιήσεις ανάµεσα στα διαµερίσµατα στις τιµές των χαρακτηριστικών. Η Θράκη παρουσιάζει τις µεγαλύτερες τιµές των λόγων Horton. Ειδικότερα σε λεκάνες που εµφανίζουν ακραίες τιµές λόγων Horton πρέπει να γίνεται προσεκτικότερη ανάλυση υδρολογικής συµπεριφοράς και αποφυγή µεταφοράς πληροφορίας και µεθοδολογίας από άλλες λεκάνες µε τυπικές τιµές λόγων. Η συστηµατική απογραφή, ανάλυση και πινακοποίηση των γεωµορφοµετρικών χαρακτηριστικών των σηµαντικών λεκανών της Ελλάδας µπορούν να χρησιµοποιηθούν σε µελέτες και έρευνες υδρολογίας καθώς και στη διαχείριση υδατικών πόρων τόσο σε επίπεδο υδατικού διαµερίσµατος, όσο και σε επίπεδο υδρολογικής λεκάνης. Γεωµορφοµετρικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών της Ελλάδας 17

Σχετικά έγγραφα

Γεωµορφοµετρικά Χαρακτηριστικά των Υδρολογικών Λεκανών της Ελλάδας

12η Συνάντηση Ελλήνων Χρηστών ArcInfo - ArcView 7-8 Νοεµβρίου 2002 Holiday Inn - Αθήνα Γεωµορφοµετρικά Χαρακτηριστικά των Υδρολογικών Λεκανών της Ελλάδας Ιωάννης Πασπαλλής ηµήτρης Κουτσογιάννης Εθνικό