ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΔΠΜΣ «ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ»

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΔΠΜΣ «ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ» Η ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΩΝ ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΚΩΝ ΕΡΕΥΝΩΝ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΩΝ ΑΚΤΩΝ: ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΚΤΗ ΔΕΡΒΕΝΙΟΥ, ΚΟΡΙΝΘΙΑΚΟΣ ΚΟΛΠΟΣ ΠΑΛΑΙΟΛΟΓΟΣ ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ Α.Μ. (200) ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΠΑΠΑΘΕΟΔΩΡΟΥ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΣΥΝΕΠΙΒΛΕΠΟΝΤEΣ: ΜΑΡΙΑ ΓΕΡΑΓΑ ΕΠΙΚ. ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΦΕΡΕΝΤΙΝΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ OMOTΙΜΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ, ΠΑΝΕΠΠΗΣΤΙΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΠΑΤΡΑ

2 Στη Γιώτα και στον Γιώργο, Τη Μητέρα μου και τον Πατέρα μου, Τα δυο Σημαίνοντα Γ της ζωής μου Που τους χρωστώ Το ό,τι είμαι Και Το ό,τι θα είμαι! 2

3 0 ΠΕΡΙΛΗΨΗ 1. ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα ερευνητική εργασία, η οποία διεκπεραιώθηκε στο Εργαστήριο Θαλάσσιας Γεωλογίας και Φυσικής Ωκεανογραφίας, ξεκίνησε το 2013 με σκοπό την μελέτη του παράκτιου περιβάλλοντος και την προστασία των ακτών του Κορινθιακού κόλπου. Η ερευνητική αυτή εργασία πιο συγκεκριμένα επικεντρώνεται κατά μήκος της ακτής του Δερβενίου (εικόνα 1.1 στην εικόνα αυτή αναφέρονται οι δυο περιοχές (Α) και (Β) που έγινε η ερευνά) και αναφέρονται στις βραχυπρόθεσμες και μακροπρόθεσμες μορφο-δυναμικές μεταβολές κατά μήκος της ακτής. Η παρούσα εργασία εστιάζεται: (Α) στη συνεχή διάβρωση της ακτής που παρατηρείται την τελευταία εικοσαετία με αποτέλεσμα οι κάτοικοι του Δερβενίου που έχουν ιδιοκτησίες κατά μήκος της ακτής να αρχίσουν να διαμαρτύρονται και να απαιτούν μέτρα προστασίας της περιουσίας τους, και (β) στην απότομη μεταβολή της ακτής, η οποία έλαβε χώρα στις 02/03/2012, όπου σύμφωνα με τις περιγραφές αυτόπτων μαρτύρων, ένα τμήμα της αμμό-χαλικώδους παραλίας, μήκους περίπου 150μ. κατά μήκος του μετώπου της ακτής, εύρους περίπου 20μ. κάθετα στην ακτή και μέσου πάχους περίπου 2 με 2.5μ., μετατοπίστηκε προς τα κατάντη με αποτέλεσμα να αποκαλυφθούν τα θεμέλια της προς ανάντη κείμενης κατοικίας καθώς επίσης και μέρη των θεμελίων των εκατέρωθεν κατοικιών. Λεπτομερέστερα στην περιοχή (Α) εξετάζεται η απότομη μεταβολή της ακτής η οποία προκλήθηκε από κατολίσθηση με την εκπόνηση της θαλάσσιας γεωλογικής/γεωτεχνικής μελέτης και στη περιοχή (Β) εξετάζεται η συνεχή διάβρωση των ακτών, που προκαλείται από τα κύματα, με την εκπόνηση της ακτομηχανικής μελέτης. 3

4 ΠΕΡΙΟΧΗ Α ΠΕΡΙΟΧΗ Β Εικόνα 1.1: Χάρτης της υπό περιοχής μελέτης (Α) και (Β). Περιοχή Α: Περιοχή Θαλάσσιας Γεωλογικής Μελέτης. Περιοχή Β: Περιοχή Μελέτης Ακτομηχανικής. Κατά την παρουσίαση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκε κατά το μεγαλύτερο εύρος αυτού του μικρού πονήματος η ελληνική ορολογία και όπου δεν υπήρχε επικρατούσα ορολογία στα ελληνικά κατεβλήθη προσπάθεια να αποδοθεί ο ξενόγλωσσος όρος στα ελληνικά με τον καλύτερο δυνατό τρόπο. Θα ήθελα να εκφράσω τις θερμότερες ευχαριστίες μου στον κ. Φερεντίνο Γεώργιο, ομοτ. καθηγητή του τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών, τόσο για την συνεχή του υποστήριξη σε όλα τα στάδια της μελέτης μέσω του Εργαστηρίου Θαλάσσιας Γεωλογίας και Φυσικής Ωκεανογραφίας απ όπου αποκόμισα πολύτιμες γνώσεις στους τομείς της ωκεανογραφίας, της θαλάσσιας γεωλογίας και των υποθαλάσσιων γεωφυσικών ερευνών, όσο και για την σταθερή του συμβολή στις προσπάθειες μου και την επιστημονική του καθοδήγηση καθ όλη την διάρκεια των σπουδών μου και την εκπόνηση της διπλωματικής μου διατριβής, την έμπνευση και το βαθύ ενδιαφέρον για την θεματική του οποίου δέχθηκα από τον ίδιο. Ευχαριστώ επίσης πολύ τον καθηγητή κ. Παπαθεοδώρου Γεώργιο του τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών, για την στενή παρακολούθηση της προόδου του γραπτού μου κειμένου και για τα καίρια εποικοδομητικά σχόλια του προς βελτίωση αυτού. 4

5 Ευχαριστώ επιπλέων, από τα βαθύ της καρδίας μου την αδερφή μου Ακριβή, που με ακριβό τρόπο με στήριξε σε όλη την διάρκεια της συγγραφής της παρούσας εργασίας. Τέλος ένα μεγάλο ευχαριστώ στον Ηλία Φακίρη, τον Δημήτρη Χρηστοδούλου και τη Μαργαρίτα Ιατρού για τη συλλογή των Ωκεανογραφικών δεδομένων. 5

6 2. ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Σκοπός της έρευνας στην Περιοχή Α είναι η Γεωφυσική Διασκόπηση (χαρτογράφηση) του πυθμένα της θάλασσας με κύριο στόχο (Εικόνες 2.1. και 2.2.): Εικόνα 2.1. Πορείες που πραγματοποιήθηκαν με τομογράφο υποδομής πυθμένα και βυθόμετρο. Εικόνα 2.2. Πορείες που πραγματοποιήθηκαν με ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης. την αποτύπωση της κατολίσθησης που συνέβη στις 2 Μαρτίου του 2012 στην παράκτια ζώνη του Δερβενίου Κορινθίας. τον εντοπισμό της πιθανής επιφάνειας ολίσθησης. τα αίτια που πυροδότησαν την ολίσθηση. Οι γεωφυσικές αυτές έρευνες θα συμβάλουν μαζί με τις γεωτεχνικές μελέτες στην κατανόηση του φαινομένου καθώς επίσης και στη λήψη των κατάλληλων μέτρων για την αντιμετώπιση του. Ενώ στην περιοχή Β είναι η μελέτη των κυμάτων για τον προσδιορισμό της διεύθυνσης και ποσότητας των ιζημάτων που μετακινούνται από τα κύματα. 6

7 Εικόνα 2.3.Α: Τοπογραφική απεικόνιση της περιοχής έρευνας της ακτομηχανικής μελέτης (κλίμακα 1:500). Εικόνα 2.3.Β: Αεροφωτογραφία της περιοχής έρευνας της ακτομηχανικής μελέτης. 7

8 3. ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ/ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΤΟΥ ΚΟΡΙΝΘΙΑΚΟΥ ΚΟΛΠΟΥ 3.1 Γεωλογική ανάλυση του Κορινθιακού Κόλπου Ο Κορινθιακός κόλπος γεωλογικά αποτελεί ένα ευρύ τεκτονικό βύθισμα με υψηλούς ρυθμούς απομάκρυνσης, μεταξύ των δυο τεμαχών, της Πελοποννήσου και της Στερεάς Ελλάδας (10-14μμ/χρονο), (Stefatos et al., 2002). Το μήκος του είναι περίπου 100 km και το μέγιστο πλάτος 40 km, χωρίζοντας την ηπειρωτική Ελλάδα από την Πελοπόννησο (Δούτσος, 1990). Στην παράκτια ζώνη του Ν. Κορινθιακού συναντώνται: 1. Δελταϊκές/Αλλουβιακές αποθέσεις από άμμους, κροκάλες και ψηφίδες 2. Μάργες: υποκίτρινες ως λευκές. Αποτελούνται από λεπτόκκοκους ψαμμίτες και κροκκαλοπαγή υλικά. 3. Ασβεστόλιθους: χονδροπλακώδεις έως λεπτοστρωματώδεις Μορφολογία του Κορινθιακού κόλπου Ο Κορινθιακός κόλπος είναι μια ενεργή ασύμμετρη τεκτονική τάφρος με βάθος 950m και εκφράζεται σαν μια επιμήκης βαθιά θαλάσσια λεκάνη, που περιβάλλεται από χέρσο με έντονο ανάγλυφο (Brooks and Ferentinos 1984, Stefatos et al. 2002) (εικόνα ). Επίσης ο Κορινθιακός κόλπος στην νότια πλευρά του διακρίνεται σε τρείς μορφολογικές ενότητες (Ferentinos et al. 1988, Stefatos et al. 2002) : α) την κρηπίδα, β) την πλαγιά και γ) την κεντρική λεκάνη. Η κρηπίδα χαρακτηρίζεται από μικρές κλήσεις του πυθμένα (> 2 ο ), έχει ένα μέσω εύρος περίπου ένα έως ενάμιση km και εκτίνεται μέχρι την ισοβαθή των 150m. Όσον αφορά την περιοχή του Δερβενίου όπου είναι και η περιοχή έρευνας, η κρηπίδα σχεδόν απουσιάζει έχοντας ένα μέσο εύρος περίπου 100m. Η πλαγιά γενικά οριοθετείται από τις ισοβαθής των 150m και 700m και έχει κλήση 20 ο έως 40 ο (εικόνα 3.1). Η κεντρική λεκάνη οριοθετείται από την ισοβαθή των 850m, έχει μήκος 40km μέγιστο πλάτος 14km και παρουσιάζει κλήση μικρότερη από 0.1 ο. 8

9 COASTAL DELTA LANDSLIDES FAULT CONTROLLED LANDSLIDES Εικόνα Βυθομετρικός χάρτης του Κορινθιακού Κόλπου. Ισοβαθείς ανά 50μ. Στα τετράγωνα περικλείονται οι περιοχές όπου έχουν γίνει λεπτομερείς έρευνες για τη μελέτη των κατολισθήσεων στον Κορινθιακό κόλπο ΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΟΤΗΤΕΣ Ο Κορινθιακός κόλπος χαρακτηρίζεται από: έντονη σεισμικότητα. Η ευρύτερη περιοχή του Κορινθιακού κόλπου αποτελεί περιοχή έντονης σεισμικότητας. Οι σεισμοί που καταγράφηκαν στην περιοχή του κόλπου από το 1900 έως σήμερα μεγέθους μεγαλύτερου των 5.5R, ανέρχονται σε 100 (Papazachos and Papazachou, 1997). Ενεργά κανονικά ρήγματα (Brooks and Ferentinos,1984, Stefatos et al. 2002) (εικόνα ). Ένα από αυτά είναι το ενεργό ρήγμα του Δερβανίου, η επιφάνεια του οποίου φαίνεται να αποτελεί την πλαγία. Συχνές κατολισθήσεις, οι οποίες διακρίνονται σε: παράκτιες και υποθαλάσσιες (εικόνα ). 9

10 ΔΕΡΒΕΝΙ Εικόνα Τρισδιάστατος βυθομετρικός και τεκτονικός χάρτης του Κορινθιακού Κόλπου (Stefatos et al. 2002) Οι παράκτιες κατολισθήσεις λαμβάνουν χώρα σε δελταϊκές αποθέσεις σε ακτές με: α) μικρή κλήση (1-6) όπως αυτές στα Νικολέικα Αιγιαλείας που πυροδοτήθηκαν από τους σεισμούς του 1861 και 1995 και στην Ερατεινή που πυροδοτήθηκε από του σεισμούς του 1965 και 1995 (Papatheodorou and Ferentinos 1997, Chasiotis et al. 2002) (εικόνες , και ) και β) μεγάλη κλήση όπως αυτή στης Καμάρες Αιγιαλείας το 1963 που πυροδοτήθηκε από έντονες βροχοπτώσεις (Γαλανόπουλος et al. 1964) και στο δέλτα του Μόρνου (Lykousis et al. 2008) B.C Εικόνα Θέσεις παράκτιων και υποθαλάσσιων κατολισθήσεων στον Κορινθιακό κόλπο 10

11 Εικόνα (α) 2-D αποτύπωση (ηχογραφία) της κατολίσθησης στον Τολοφώνα Ερατεινής, (β) 3-D απεικόνηση της κατολίσθησης στον Τολοφώνα Ερατεινής, (γ) τομογραφία του πυθμένα (Hasiotis et al., 2002). 11

12 Οι υποθαλάσσιες κατολισθήσεις λαμβάνουν χώρα επίσης στις απότομες πλαγιές που σχετίζονται με ρήγματα όπως αυτές στη Περαχώρα (Papatheodorou and Ferentinos 1993, Stefatos et al 2006) (Εικόνες , , και ). Επιπλέον των προαναφερθέντων κατολισθήσεων στο Κορινθιακό Κόλπο έχουν παρατηρηθεί συχνές ροές κορημάτων, ρευστοποιημένες ροές και τουρβιτιτικά ρεύματα (Ferentinos et al.1988) με συχνότητα μια ανά δύο/τρία χρόνια (Ferentinos et al 1988) (Εικόνα , Πίνακας 1). Η μέχρι σήμερα μελέτη των κατολισθήσεων του Κορινθιακου κόλπου έχει δείξει οτι : (i) επηρεάζονται τα επιφανειακά στρώματα πάχους από 5 έως 30μ., (Papatheodorou& Ferentinos 1997, Chasiotis et al. 2002, Lykousis et al. 2008) (ii) πυροδοτούνται ως επί το πλείστον από σεισμούς, (σεισμοί μεγέθους > από 6,2 R μπορούν να προκαλέσουν ρευστοποίηση ιλυο-αμμωδών στρωμάτων πάνω στα οποία ολισθαίνουν τα υπερκείμενα στρώματα, (Papatheodorou& Ferentinos 1997, Chasiotis et al. 2002)) αλλά και από έντονες βροχοπτώσεις οι οποίες επίσης μπορεί να προκαλέσουν ρευστοποίηση ιλυο-αμμωδών στρωμάτων λόγω αύξησης του νερου των πόρων (π.χ. η κατολίσθηση του 1963 στις Καμάρες (Αιγιαλείας) έγινε υστερα από εντονες βροχοπτώσεις χωρίς να προηγηθεί σεισμός (Εικόνα ) ( Γαλανόπουλος et al. 1964). Οι ροές κορημάτων, ρευστοποιημενες ροές και τα τουρβιτιτικα ρεύματα που λαμβάνουν χώρα στο Κορινθιακό πυροδοτούνται από σεισμούς και έντονες βροχοπτώσεις (Ferentinos et al.1988). a b Εικόνα Θέσεις των υποθαλάσσιων κατολισθήσεων που ελεχγονται από ενεργά ρήγματα, a.κατολισθήσεις Περαχώρας, β. Κατολισθήσεις Αλκυονίδων. 12

13 Εικόνα Απεικόνηση των κατολισθήσεων της a. Περαχώρας και β. Αλκυονίδων (Papatheodorou & Ferentinos 1993). Εικόνα Βυθομετρικός χάρτης του νοτίου περιθωρίου του Κορινθιακού Κόλπου στον οποίο φαίνονται οι θέσεις θραύσεις των τηλεγραφικών καλωδίων από ροές κορημάτων, ρευστοποιημένες ροές και τουρβιδιτικά ρεύματα μεταξύ των ετών 1884 και (Ferentinos et al 1988). 13

14 W 1960 E 1963 W E Εικόνα Αεροφωτογραφίες πριν και μετά την κατολίσθηση. Η έκταση της κατολίσθησεις ειναι 650 Χ 50 =32.500m 2 (Γαλανόπουλος et al. 1964) 3.4. ΠΑΛΙΡΡΟΙΑΚΑ ΚΥΜΑΤΑ (TSUNAMI) Τα παλιρροιακά κύματα ή Tsunami είναι κύματα βαρύτητας τα οποία προκαλούνται συνήθως από την απότομη μετατόπιση του πυθμένα εκατέρωθεν ενός ρήγματος ή από μετατόπιση μεγάλου όγκου ιζημάτων λόγω κατολίσθησης, ενώ δεν πρέπει να αποκλεισθεί ως αιτία πρόκλησης τους η έκρηξη υποθαλάσσιων ηφαίστειων. Αποτέλεσμα των προαναφερθέντων μετατοπίσεων είναι η μετακίνηση μεγάλου όγκου νερού προς το δημιουργηθέντα κενό χώρο, η οποία στην επιφάνεια της θάλασσας εκφράζεται ως κύμα βαρύτητας. Οι καταστροφές που προκαλούνται από τα tsunami περιορίζονται στα ρηχά νερά της παράκτιας ζώνης λόγω του ύψους που αποκτούν τα βαρυτικά κύματα καθώς εισέρχονται στα ρηχά νερά. Η ζώνη επίδρασης των tsunami περιορίζεται κυρίως από τα ισοβαθή των 40μ. έως τα ισοϋψή των 40-50μ. ανάλογα με την ένταση του tsunami και τη μορφολογία της παράκτιας ζώνης. Οι Ελληνικές ακτές του Αιγαίου και Ιονίου πελάγους καθώς και του Κορινθιακού κόλπου, από αρχαιοτάτους χρόνους μέχρι σήμερα έχουν επηρεασθεί από tsunami, από τα οποία αρκετά ήταν καταστροφικά. Αξίζει να αναφερθούν δύο 14

15 γεγονότα που υπάρχουν πολλά στοιχεία- και τα οποία σχετίζονται με σεισμική δόνηση και υποθαλάσσια κατολίσθηση αντίστοιχα. (1) Στις 09/07/1956 στο Νότιο Αιγαίο μετά από σεισμό έντασης 7.5R στην περιοχή της Αμοργού, προκλήθηκε ένα tsunami το οποίο προξένησε πολλές καταστροφές στην παράκτια ζώνη των Κυκλάδων και των Δωδεκανήσων. Στην Αμοργό και στην Αστυπάλαια το ύψος των κυμάτων έφτασε τα 20-25m και κατέκλυσε την ακτή σε βάθος από 80 έως 400m. (2) Στις 07/02/1963 στις Καμάρες Αιγίου στο Δελτα του Ερινέου ποταμού προκλήθηκε ένα tsunami η γένεση του οποίου οφειλόταν στη κατολίσθηση ενός τμήματος του δέλτα έκταση m 2 (50 στρέμματα). Η αποκόλληση και βύθιση της ακτογραμμής οφείλεται σε κατολίσθηση η οποία δεν προκλήθηκε από σεισμό αλλά από έντονη βροχόπτωση που είχε ως αποτέλεσμα την ανύψωση της στάθμης του υδροφόρου ορίζοντα και την αύξηση της πίεσης του νερού των πόρων (Γαλανόπουλος κ.α., 1964). Το μέγιστο ύψος του tsunami ήταν 6m, η θάλασσα εισχώρησε m μέσα στην ξηρά και προξένησε αρκετές καταστροφές στην παράκτια περιοχή του δυτικού Κορινθιακού κόλπου. Η μελέτη της γένεσης Τσουνάμι από κατολισθήσεις και μετατόπιση ρηγμάτων στον Κορινθιακό κόλπο έδειξε ότι (Stefatos et al 2006): (i) το ύψος των κυμάτων στην εστία γένεσης μπορεί να κυμαίνεται από 1,1m. έως 4.5m. και (ii) ο χρόνος μετάδοσης του τσουνάμι από τη μια έως την άλλη πλευρά του Κορινθιακού είναι 20min. (εικόνες , , και ). Στις εικόνες και δείχνεται η μετακίνηση του τσουνάμι ύψους 4,5m. και πιο είναι το ύψος στις διάφορες ακτές. Η επίδραση ενός Τσουνάμι 4,5m. στην ακτή του Ξυλοκάστρου περιγράφεται και παρουσιάζεται στην εικόνα (Charalambakis et al. 2007). 15

16 Εικόνα Χάρτης που δείχνει τα κέντρα γένεσης tsunami στον Κορινθιακό Κόλπο (Papadopoulos & Chalkis, 1984). Εικόνα Κατανομή του μέγιστου αναμενόμενου ύψους tsunami στο Κορινθιακό κόλπο, που προκλήθηκε από τη κατολίσθηση της Περαχώρας. 16

17 Εικόνα Χάρτης που δείχνει τον αναμενόμενο χρόνο μετάδοσης του παλιρροϊκού κύματος στον Κορινθιακό κόλπο, που προκλήθηκε από την κατολίσθηση της Περαχώρας. Εικόνα Χάρτης της περιοχής του Ξυλοκάστρου στον οποίο φαίνεται το αναμενόμενο βάθος διείσδυσης ενός πιθανού τσουνάμι ύψους 4.5 μέτρα. 17

18 3.5. ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΟΤΗΤΕΣ Ένα σημαντικό φαινόμενο ενδογενών και εξωγενών παραγόντων θεωρείται η διάβρωση, μεταφορά και απόθεση ιζημάτων εξαιτίας της δράσης ρευμάτων και κυμάτων. ΔΙΑΒΡΩΣΗ- ΜΕΤΑΦΟΡΑ- ΑΠΟΘΕΣΗ ΙΖΗΜΑΤΩΝ Η διάβρωση, μεταφορά και απόθεση των ιζημάτων είναι δυνατό να τροποποιήσει σημαντικά την μορφολογία της ακτής. Τα κύματα και τα ρεύματα είναι οι κυρίαρχοι μηχανισμοί διάβρωσης, μεταφοράς και απόθεσης των ιζημάτων. Τα κύματα και τα επιμήκη ρεύματα που προκαλούνται από αυτά είναι ο κύριος μηχανισμός της τροποποίησης της μορφολογίας του πυθμένα στην παράκτια ζώνη δηλαδή σε βάθη μικρότερα από 30m. Το βάθος των 30m αναφέρεται ενδεικτικά. Το ακριβές βάθος ποικίλει από περιοχή σε περιοχή και εξαρτάται από τις κυματικές συνθήκες που επικρατούν και την μορφολογία του πυθμένα. (Α) Διάγραμμα της κυκλοφορίας των ρευμάτων, σε τομή, εγκάρσια προς την ακτή η οποία προκαλείται από τη μεταφορά υδάτινων μαζών από τα κύματα. (Β) Διαγράμματα της κυκλοφορίας των ρευμάτων, σε κάτοψη, η οποία προκαλείται από τη μεταφορά υδάτινων μαζών από κύματα που προσπίπτουν υπό γωνία, α) και κάθετα β) προς την ακτή. Τα ρεύματα αυτά περιορίζονται μεταξύ της ακτής και της γραμμής θραύσης των κυμάτων. 18

19 Όσον αφορά την παράκτια ζώνη, μετά την ζώνη θραύσης των κυμάτων, η δυναμική και κινητική ενέργεια των κυμάτων κατά το μεγαλύτερο μέρος της μετατρέπετε σε μεταφορά υδάτινης μάζας με αποτέλεσμα την δημιουργία ρευμάτων εγκάρσια (shore-normal) και παράλληλα (long-shore) προς την ακτή, αυτά τα τελευταία ονομάζονται επιμήκη ρεύματα. Οι δύο αυτοί τύποι ρευμάτων συνυπάρχουν και είναι συνυπεύθυνοι για τις μεταβολές που λαμβάνουν χώρα στην ακτή. Οι μεταβολές αυτές προκαλούνται από την μεταφορά των κόκκων των ιζημάτων εγκάρσια και παράλληλα προς την ακτή από τα προαναφερθέντα ρεύματα και κύματα. Η μεταβολή της ακτής σε εγκάρσια τομή εξαρτάται από το κυματικό καθεστώς και από το μέγεθος των κόκκων των ιζημάτων. Δύο ακραία προφίλ τα οποία αποκτάει η ακτή ανάλογα με το κυματικό καθεστώς παρουσιάζονται στην παρακάτω εικόνα. Κάτω από την επίδραση κυμάτων θυέλλας (storm- waves), το προς τη χέρσο τμήμα της ακτής (έξαλος ζώνη) διαβρώνετε και το προς την θάλασσα τμήμα της ακτής (προάκτια ζώνη) προσχώνεται από τα μεταφερόμενα μέσω των κυμάτων ιζήματα από την ζώνη διάβρωσης. Κάτω από την επίδραση των κυμάτων ρεστίας (swell waves) δηλαδή φουσκοθαλασσιάς, η παράκτιος ζώνη διαβρώνεται και η έξαλλος ζώνη προσχώνεται. Πρέπει να σημειωθεί ότι η ακτή συνήθως βρίσκεται σε δυναμική ισορροπία και η εγκάρσια τομή της μεταβάλετε από την μια στην άλλη μορφή, ενώ μακροπρόθεσμα η μεταβολή της τομής είναι σχεδόν μηδαμινή. Τοπογραφική εγκάρσια τομή στην ακτή η οποία δείχνει τις μορφολογικές ενότητες στην παράκτια ζώνη και τη μεταβολή που υφίσταται η διατομή της από την επίδραση των κυμάτων θύελλας και ρεστίας. Το εύρος της ζώνης της ακτής εντός της οποίας γίνονται οι μεταβολές σε εγκάρσια τομή καθώς επίσης και το εύρος της μεταβολής της τομής, εξαρτώνται τόσο από την ένταση και την χρονική διάρκεια των κυμάτων θύελλας και ρεστίας όσο και 19

20 από το μέγεθος των κόκκων των ιζημάτων. Επειδή στο βόριο ημισφαίριο τους καλοκαιρινούς μήνες επικρατούν κυρίως κυματικές συνθήκες ρεστίας, παρατηρείται συνήθως μια συνεχής πρόσχωση της έξαλου ζώνης και διάβρωση της προάκτιας ζώνης, ενώ του χειμερινούς μήνες κατά την διάρκεια των οποίων επικρατούν κυρίως κυματικές συνθήκες θύελλας, δηλαδή παρατηρείται το αντίστροφο φαινόμενο. Το εύρος της έξαλου ζώνης της ακτής, της οποίας γίνονται οι μεταβολές σε εγκάρσια τομή, μπορεί να φθάσει τα 100m ενώ το εύρος της κατακόρυφης μεταβολής μπορεί να είναι 3 έως 4m. Τοπογραφικές τομές ετήσιου κύκλου εγκάρσια στην ακτή οι οποίες δείχνουν τις μεταβολές της διατομής της ακτής εξαιτίας της αλλαγής του κυματικού καθεστώτος (J. Pethic, 1984). Το εύρος της προάκτιας ζώνης εντός της οποίας γίνονται σημαντικές μεταβολές εκτίνεται μέχρι τη ζώνη θραύσης των κυμάτων, η απόσταση της οποίας από την ακτή εξαρτάται από την κύλιση της και το κυματικό καθεστώς. Για τις Ελληνικές θάλασσες εκτιμάται ότι μπορεί να φθάσει μέχρι την ισοβαθή των 30m. Οι Νότιες ακτές του Κορινθιακού κόλπου υφίστανται έντονη διάβρωση, όπως προκύπτει από τη Μελέτη της Διάβρωσης των ακτών στην περιοχή της Αιγιαλείας. Ο προσδιορισμός των μεταβολών της ακτής (διάβρωση ή/και πρόσχωση) τα τελευταία 50 χρόνια θα καθορίσει, με βεβαιότητα, τις ζώνες της ακτογραμμής που βρίσκονται υπό διάβρωση ή πρόσχωση καθώς επίσης και το ρυθμό των μεταβολών και επομένως θα επιτρέψει σε πρώτη φάση την εκτέλεση κατάλληλων έργων για την προστασία της ακτής και το μελλοντικό σχεδιασμό διαχείρισης της παράκτιας ζώνης. 20

21 4. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ Για την εκπλήρωση του σκοπού της θαλάσσιας γεωλογικής έρευνας εκτελέστηκαν εργασίες πεδίου το διάστημα από 19/03/2012 έως 21/03/2012. Η ανάλυση και η επεξεργασία των βυθομετρικών και γεωλογικών δεδομένων πραγματοποιούνται στις εγκαταστάσεις του Εργαστηρίου Θαλάσσιας Γεωλογίας και Φυσικής Ωκεανογραφίας (Ε.ΘΑ.ΓΕ.Φ.Ω.) του Τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών. Α) ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΣΗΣ 4.1. ΕΡΓΑΣΙΕΣ ΠΕΔΙΟΥ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΕΡΕΥΝΩΝ Για την εκτέλεση της έρευνας χρησιμοποιήθηκε το σκάφος «ΕΙΡΗΝΗ ΝΠ 404» (εικόνα ), στο οποίο τοποθετήθηκαν: (α) το Δορυφορικό Σύστημα Προσδιορισμού θέσης (Global Positioning System G.P.S), (β) ο τομογράφος υποδομής πυθμένα (Sub-Βottom Ρrofiler), (γ) ο ηχοβολιστής βυθόμετρο (echosounder) και (δ) ο ηχοβολιστής πλευρικής σάρωσης (Side scan sonar). 21

22 Εικόνα Το σκάφος «ΕΙΡΗΝΗ» που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα έρευνα ΠΛΟΗΓΗΣΗ ΚΑΙ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΘΕΣΗΣ ΤΟΥ ΣΚΑΦΟΥΣ O προσδιορισμός της θέσης του πλοίου κατά μήκος των πορειών, οι οποίες καθορίσθηκαν και χαράχθηκαν σύμφωνα με τις ανάγκες των ερευνών και τις ιδιαίτερες απαιτήσεις των οργάνων, πραγματοποιήθηκε με ένα δορυφορικό σύστημα προσδιορισμού θέσης (GPS) Hemisphere V100 (Εικόνα ), το οποίο αποτελείται από δύο κεραίες GPS με απόσταση 0.5 μέτρων. Το Hemisphere V100 λαμβάνει επίσης σήμα από γεωστατικούς δορυφόρους της EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) το οποίο βελτιώνει το στίγμα στην περιοχή της Ευρώπης με συμπληρωματικές διορθώσεις σύμφωνα με το σύστημα SBAS (Satellite Based Augmentation System). Η ακρίβεια του προσδιορισμού της θέσης του σκάφους με το δορυφορικό σύστημα ήταν της τάξης των 2 m. Για την πλοήγηση του σκάφους χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό TritonMap (της Triton Imaging). 22

23 Εικόνα Το δορυφορικό σύστημα προσδιορισμού θέσης Hemisphere V100 που χρησιμοποιήθηκε στην έρευνα ΤΟΜΟΓΡΑΦΟΣ ΥΠΟΔΟΜΗΣ ΠΥΘΜΕΝΑ Ο θαλάσσια γεωλογική αποτύπωση της ευρύτερης περιοχής έγινε με χρήση τομογράφου υποδομής πυθμένα (subbottom profiler). Οι τομογράφοι υποδομής πυθμένα εκπέμπουν κατακόρυφη δέσμη ηχητικών κυμάτων η οποία αφού ανακλαστεί από τον πυθμένα και από επιφάνειες ασυνέχειας (μεταβολής της πυκνότητας) κάτω από αυτόν, επιστρέφει στην επιφάνεια της θάλασσας και προσλαμβάνεται από το δέκτη (Εικόνα ). Με τον τρόπο αυτό στοιχειοθετείται μια ακουστική τομογραφία της υποδομής του πυθμένα η οποία καλείται «γεωακουστική τομογραφία». Οι επιφάνειες μεταβολής της πυκνότητας που εντοπίζονται κάτω από την επιφάνεια του πυθμένα καταγράφονται στην γεωακουστική τομογραφία με τη μορφή «ακουστικών ή σεισμικών ανακλάσεων». Οι τομογράφοι στα πλαίσια μελετών παράκτιων έργων χρησιμοποιούνται ευρέως για τον προσδιορισμό του πάχους των επιφανειακών σύγχρονων (χαλαρών) ιζημάτων, τον εντοπισμό ενεργών ρηγμάτων, περιοχών διάβρωσης/απόθεσης, κατολισθητικών φαινομένων, διαπύρων και θυλάκων αέριων υδρογονανθράκων στους πόρους των ιζημάτων. 23

24 Εικόνα Η διαδικασία εκπομπής ανάκλασης λήψης του ακουστικού παλμού. Η δυνατότητα διείσδυσης (penetration) και διακριτικότητας (resolution) του τομογράφου εξαρτάται από την ακουστική αγωγιμότητα των γεωλογικών σχηματισμών της περιοχής και από τον τύπο της ακουστικής πηγής. Η διακριτική ικανότητα του τομογράφου υποδομής πυθμένα είναι η κύρια παράμετρος η οποία ελέγχει την αποτελεσματικότητα του, ιδιαίτερα σε εφαρμογές όπως η εκτίμηση της δυνατότητας εκσκαφής των ιζημάτων του πυθμένα και ο εντοπισμός στόχων θαμμένων κάτω από χαλαρά ιζήματα. Οι τομογράφοι υψηλών συχνοτήτων ( khz) διεισδύουν περίπου μέχρι 40 m κάτω από τον πυθμένα και έχουν διακριτική ικανότητα της τάξης των 50 cm. Ένας τομογράφος 3.5kHz (Pinger, O.R.E.-Geopulse) υψηλής διακριτικής ικανότητας (high resolution) χρησιμοποιήθηκε στην έρευνα του πυθμένα στη θαλάσσια περιοχή των νήσων Στροφάδων. Το σύστημα αυτό αποτελείται από: Πομπό GEOPULSE model 5430A (Εικόνα ) Δέκτη ενισχυτή GEOPULSE model 5210Β (Εικόνα ) Καταγραφέα Ε.P.C. (Εικόνα ) Ψηφιακό σύστημα καταγραφής και επεξεργασίας ακουστικών κυμάτων TRITON Elics (Εικόνα ) Ημιπλωτή συστοιχία 4 πομποδεκτών Ο.R.E. model 132B (-over the side transducer array-) (Εικόνα ) 24

25 Το μήκος ή η χρονική διάρκεια του παλμού ελέγχει τη διακριτική ικανότητα του τομογράφου. Στην παρούσα έρευνα χρησιμοποιήθηκε η μικρότερη δυνατή χρονική διάρκεια του παλμού, δηλαδή 1ms. Με αυτή τη χρονική διάρκεια επιτυγχάνεται διακριτική ικανότητα περίπου 50cm. Τα δεδομένα υψηλής διακριτικότητας συλλέχθηκαν με το Ψηφιακό σύστημα καταγραφής και επεξεργασίας ακουστικών κυμάτων TRITON Imaging με τη χρήση του λογισμικού SB-logger. Η ψηφιακή καταγραφική μονάδα Triton Imaging πραγματοποιεί υψηλής συχνότητας δειγματοληψία του ηλεκτρικού σήματος που λαμβάνεται και μεταφέρεται από τον ακουστικό πομποδέκτη και καταχωρεί τελικά την προκύπτουσα πληροφορία σε ψηφιακά αρχεία *.SEG-Y. Τα αρχεία αυτά παρέχουν τα εξής κύρια επίπεδα πληροφορίας: 1) την ακουστική ανακλαστικότητα (σε db με ύψος πληροφορίας 32 Bits) του κάθε ακουστικού παλμού, συναρτήσει του βάθους από την επιφάνεια της θάλασσας, και 2) τις γεωγραφικές συντεταγμένες του κάθε παλμού από το GPS. Στα πλαίσια της τομογράφησης του θαλάσσιου πυθμένα στην περιοχή του Δερβενίου πραγματοποιήθηκαν 32 πορείες κάθετες στην ακτογραμμή με απόσταση μεταξύ τους 10m στην περιοχή της κατολίσθησης και 20 m στην ευρύτερη περιοχή (εικόνα ). Το μέσο μήκος των πορειών ήταν 400 μέτρα. Επίσης πραγματοποιήθηκαν και 14 πορείες παράλληλες με την ακτή με μέσο μήκος 450 μέτρα. Συνολικά υλοποιήθηκαν 24.5 χιλιόμετρα πορειών με τομογράφο υποδομής πυθμένα. Εικόνα Το σύστημα καταγραφής ψηφιακών δεδομένων τομογράγου υποδομής, πυθμένα TRITON Elics που χρησιμοποιήθηκε στις έρευνες. 25

26 Εικόνα Ο ημιπλωτός πομποδέκτης Ο.R.E. model 132B ΗΧΟΒΟΛΙΣΤΗΣ Ή ΒΥΘΟΜΕΤΡΟ Για την βυθομετρική αποτύπωση της περιοχής χρησιμοποιήθηκε ταυτόχρονα με τον τομογράφο υποδομής πυθμένα ψηφιακό υδρογραφικό βυθόμετρο Elac Nautic Hydrostar 4300 (εικόνες , ). Το υδρογραφικό βυθόμετρο Elac Nautic Hydrostar 4300 είναι ένας ηχοβολιστής μονής δέσμης διπλής συχνότητας σχεδιασμένος για υδρογραφικές έρευνες αποτύπωσης του βυθού, με συχνότητες λειτουργίας 30kHz και 200kHz. Η ακρίβεια της μέτρησης του βάθους με τον συγκεκριμένο ηχοβολιστή είναι της τάξης εκατοστού του μέτρου για βάθη μέτρησης έως 50m. Οι ηχοβολιστές εκπέμπουν κατακόρυφη δέσμη ηχητικών κυμάτων, η οποία αφού ανακλαστεί στον πυθμένα, επιστρέφει στην επιφάνεια και προσλαμβάνεται από το δέκτη του ηχοβολιστή. Οι ηχολιστές αποτελούνται από ένα πομπό, ένα δέκτη, έναν ενισχυτή και έναν καταγραφέα. Ο πομπός είναι συνδεδεμένος με μια γεννήτρια παλμών και έχει τη δυνατότητα να μετατρέπει τους ηλεκτρικούς παλμούς σε ηχητικά κύματα. Ο δέκτης έχει την ικανότητα να μετατρέπει τα ανακλώμενα από τον πυθμένα ηχητικά κύματα σε ηλεκτρικούς παλμούς, οι οποίοι είτε ενισχύονται από τον ενισχυτή και καταγράφονται από τον καταγραφέα σε ηλεκτροευαίσθητο χαρτί, είτε στους ψηφιακούς ηχοβολιστές δίνονται ως απόλυτες μετρήσεις του βάθους. Ο προσδιορισμός του βάθους (d) γίνεται βάση του τύπου: v t d dr (4.1) 2 Όπου d: το βάθος από την επιφάνεια της θάλασσας v: η μέση ταχύτητα του ήχου στην υδάτινη στήλη 26

27 t: ο χρόνος μεταξύ της εκπομπής και λήψης του ηχητικού κύματος dr: η απόσταση από την επιφάνεια της θάλασσας έως τον πομποδέκτη. Ο ηχοβολιστής βαθμονομήθηκε σύμφωνα με τη μέθοδο ράβδου ελέγχου βαθών (bar check). Για το σκοπό αυτό κατασκευάστηκε τετράγωνος μεταλλικός δίσκος με ακμή 50cm ο οποίος δέθηκε με βαθμονομημένο σχοινί, και τοποθετήθηκε ακριβώς κάτω από τον πομποδέκτη του ηχοβολιστή σε βάθη 2m και 10m από την επιφάνεια της θάλασσας, με αποτέλεσμα να υπολογιστεί το βάθος βύθισης (dr) του πομποδέκτη και η μέση ταχύτητα του ήχου (v) (βλ. εξίσωση 5.1). Η βαθμονόμηση των ψηφιακών ηχοβολιστών δεν είναι απαραίτητη αλλά πραγματοποιείται μόνο για τον έλεγχο του βυθίσματος του πομποδέκτη από την επιφάνεια της θάλασσας και την πιστοποίηση της ταχύτητας του ήχου στο νερό. Τα δεδομένα από το βυθόμετρο στέλνονται απευθείας στον ηλεκτρονικό υπολογιστή που χρησιμοποιείται για την πλοήγηση του σκάφους (εικόνα ) και διαμέσου του λογισμικού TritonMap καταχωρούνται τελικά σε ψηφιακά αρχεία *.XTF (extended Triton Format). Τα αρχεία αυτά παρέχουν τα εξής κύρια επίπεδα πληροφορίας (ι) γεωγραφικό στίγμα και (ιι) βάθος από τις δύο συχνότητες λειτουργίας του ηχοβολιστή. Το τελικό βάθος για την κάθε θέση υπολογίστηκε από το μέσο όρο των μετρήσεων από τις δύο συχνότητες. Εικόνα Το ψηφιακό υδρογραφικό βυθόμετρο Elac Nautic Hydrostar 4300 που χρησιμοποιήθηκε για τη βυθομετρική αποτύπωση. 27

28 Εικόνα Το ψηφιακό υδρογραφικό βυθόμετρο Elac Nautic Hydrostar 4300 και η διάταξη του εξοπλισμού για την αποθήκευση των ψηφιακών βυθομετρικών δεδομένων ΗΧΟΒΟΛΙΣΤΗΣ ΠΛΕΥΡΙΚΗΣ ΣΑΡΩΣΗΣ Η μορφολογική αποτύπωση της επιφάνειας του πυθμένα επιτεύχθηκε με τη χρήση του ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης (side scan sonar). Το σύστημα αυτό χρησιμοποιεί την ηχητική ενέργεια προκειμένου να αποδώσει δισδιάστατες απεικονίσεις της επιφάνειας του πυθμένα που καλούνται «ηχογραφίες». Οι ηχογραφίες στοιχειοθετούνται με βάση την ηχητική ανακλαστικότητα που παρουσιάζει τοπικά ο πυθμένας, η οποία εξαρτάται κυρίως από τη γωνία πρόσπτωσης των ηχητικών κυμάτων και τη λιθολογία του πυθμένα. Η λειτουργία του συστήματος δίνει τη δυνατότητα στην πρώτη περίπτωση για τον εντοπισμό περιοχών με διαφορετικό μικροανάγλυφο (εξάρσεις - υβώματα) σε σχέση με τις περιβάλλουσες και στη δεύτερη, ανάλογα την ένταση επιστροφής των ηχητικών κυμάτων, πληροφορίες για τη λιθολογική σύσταση των επιφανειακών ιζημάτων (χοντρόκοκκολεπτόκοκκο, μαλακής- σκληρής υφής). Το σύστημα του ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης E.G&G 272TD (side scan sonar) που χρησιμοποιήθηκε είναι ισομετρικής καταγραφής (image corrected) και αποτελείται από: ηχοβολιστική τορπίλη 272TD (Εικόνα ). δύο καλώδια έλξης ελαφρού τύπου (Kevlar), μήκους 50 και 250m. 28

29 ψηφιακό σύστημα καταγραφής και επεξεργασίας σήματος Edgetech 4100 P (Εικόνα ). Εικ Η ηχοβολιστική τορπίλη EG&G 272TD. Εικ ψηφιακό σύστημα καταγραφής και επεξεργασίας σήματος Edgetech 4100 P. Για τους σκοπούς της παρούσας έρευνας πραγματοποιήθηκαν πορείες παράλληλες στην ακτή, με στόχο την πλήρη αποτύπωση του πυθμένα. Παράλληλα το σύστημα ήταν συνδεδεμένο με GPS έτσι ώστε ο γεωγραφικός προσδιορισμός των ηχογραφιών να γίνεται σε πραγματικό χρόνο (on line) σε όλη τη διάρκεια της μελέτης. Οι πορείες σχεδιάστηκαν έτσι ώστε να σαρώνονται 50m της επιφάνειας του πυθμένα εκατέρωθεν της ηχοβολιστικής τορπίλης (συνολικά 100m της επιφάνειας του πυθμένα) και η κάθε πορεία να έχει επικάλυψη με την επάλληλη της κατά 25% (25m). Κατά την εκτέλεση των πορειών η ταχύτητα του σκάφους ήταν σχεδόν σταθερή (3 knots) και η συχνότητα του πομποδέκτη ήταν 100kHz. Συνολικά πραγματοποιήθηκαν 6.7 χιλιόμετρα πορειών και αποτυπώθηκε ο πυθμένας σε μία περιοχή 0.24 km 2. 29

30 Εικόνα Πορείες που πραγματοποιήθηκαν με ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΓΕΩΦΥΣΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΑΚΟΥΣΤΙΚΗΣ ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑΣ Τα ψηφιακά δεδομένα του τομογράφου συλλέχθηκαν με την ψηφιακή καταγραφική μονάδα Triton Elics. Τα ψηφιακά αρχεία φιλτράρονται κατάλληλα με το λογισμικό Triton Isis και παράγονται γεωαναφερμένες bitmap εικόνες (γεωακουστικές τομογραφίες) των 256 αποχρώσεων (8 bits). Η ερμηνεία και ο προσδιορισμός της στρωματογραφίας στις γεωακουστικές τομογραφίες βασίσθηκε στον καθορισμό του ακουστικού ή σεισμικού χαρακτήρα των σεισμικών ανακλάσεων. Ο ακουστικός ή σεισμικός χαρακτήρας (acoustic character) των σεισμικών ανακλάσεων καθορίσθηκε με βάση τη σαφήνεια (distinct - indistinct), συνέχεια (continuous discontinuous) και το εύρος (prolonged - semiprolonged). Ο καθορισμός του ακουστικού χαρακτήρα (acoustic character) των επιφανειακών και υποεπιφανειακών ακουστικών ανακλάσεων και η διάκριση τους σε επιμέρους 30

31 στρωματογραφικές ενότητες είναι ένα ιδιαίτερα αποτελεσματικό μέσο για την αξιόπιστη εκτίμηση των λιθολογικών και γεωτεχνικών ιδιοτήτων των ανώτερων 10-20m των χαλαρών ιζημάτων του πυθμένα (Χριστοδούλου κ.α. 2001, 2003) ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΗΧΟΒΟΛΙΣΤΗ ΠΛΕΥΡΙΚΗΣ ΣΑΡΩΣΗΣ Η επεξεργασία των ψηφιακών δεδομένων του Ηχοβολιστή Πλευρικής Σάρωσης για τις ανάγκες της παρούσας μελέτης περιλαμβάνει: 1) τη διόρθωση των ηχογραφιών και 2) τη κατασκευή μωσαϊκών από τις ηχογραφίες για τη δημιουργία χαρτών ακουστικής αποτύπωσης του πυθμένα. Στα πλαίσια της διόρθωσης των ηχογραφιών χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό ISIS Sonar της Triton Imaging Inc. και ακολουθήθηκαν τα εξής βήματα: Εφαρμογή χρονομεταβλητής ενίσχυσης του ακουστικού σήματος (TVG: Time Varied Gain). Η συνάρτηση που επιλέχθηκε ήταν διαφορετική για κάθε πορεία και κάθε κανάλι, λόγω των μεγάλων κλίσεων του πυθμένα. Πρέπει να σημειώσουμε πως ο Η.Π.Σ. τύπου E.G.&G 272TD παρέχει αυτόματα χρονομεταβλητή ενίσχυση και η παραπάνω χρησιμοποιήθηκε για την περαιτέρω βελτιστοποίηση των ηχογραφιών. Περιοχές του πυθμένα με υψηλή ανακλαστικότητα αποτυπώνονται με ανοιχτόχρωμους τόνους καταγραφής ενώ περιοχές του πυθμένα με χαμηλή ανακλαστικότητα με σκοτεινόχρωμους τόνους καταγραφής. Ζωνοδιαβατό φίλτρο (bandwidth FFT filter) διατάσεων 3x3 για την αφαίρεση θορύβου και άλλων τυχαίων ακουστικών σφαλμάτων. Εντοπισμός του πυθμένα (bottom tracking) με την μέθοδο Amplitude και όπου χρειάστηκε, λόγω μεγάλης διαταραχής της υδάτινης στήλης, χειροκίνητος εντοπισμός. Το στάδιο αυτό είναι απαραίτητο για την ορθή χωρική αναφορά των ηχογραφιών, κάθετα στην πορεία της τορπίλης (Slant Range Correction). Διόρθωση του εύρους της ζώνης σάρωσης (slant range correction) για την αφαίρεση της υδάτινης στήλης από την ηχογραφία και μετατροπή της χρονικής κλίμακας σε χωρική (ms εκπομπής-επιστροφής του ακουστικού παλμού 31

32 πλάτος του πυθμένα εκατέρωθεν της τορπίλης). Η διόρθωση γίνεται θεωρώντας την ταχύτητα του ήχου στο νερό ίση με 1500 m/sec. Η δημιουργία των μωσαϊκών πραγματοποιήθηκε με το λογισμικό DelphMap της Triton Elics. Η ανάλυση (resolution) των μωσαϊκών ορίστηκε στα 0,1 μέτρα. H αξιοπιστία της γεωαναφοράς διαπιστώθηκε από την επιτυχή επικάλυψη όμοιων στόχων που είχαν αποτυπωθεί από διαδοχικές πορείες του ερευνητικού σκάφους, στη ζώνη επικάλυψής τους. Τα μωσαϊκά αποθηκεύτηκαν ως αρχεία γεωαναφερμένων εικόνων (GEO-TIFF image file) υψηλής ανάλυσης ώστε να εισαχθούν σε λογισμικό γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών και συγκεκριμένα στο «ArcMap, της ESRI» για την παράθεσή τους με τα υπόλοιπα διαθέσιμα χωρικά δεδομένα (ακτογραμμές, βυθομετρία κ.α) ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΗΧΟΒΟΛΙΣΤΗ (ΒΥΘΟΜΕΤΡΟΥ) Η έρευνα που διεξήχθη στις Στροφάδες με το βυθόμετρο μονής δέσμης, δύο συχνοτήτων (Elac Nautic Hydrostar 4300), παρείχε βυθομετρικά σημεία κατανεμημένα κατά μήκος των πορειών που πραγματοποιήθηκαν με το ερευνητικό σκάφος Η επεξεργασία και η ανάλυση των παραπάνω δεδομένων για την κατασκευή βυθομετρικών μοντέλων των υπό μελέτη περιοχών περιλαμβάνει τα εξής βήματα: εκκαθάριση βυθομετρικών δεδομένων και εκτίμηση μέσου βάθους ανά σημείο, δημιουργία ψηφιακού μοντέλου βυθού (DEMs) για την περιοχή έρευνας. (i) Εκκαθάριση βυθομετρικών δεδομένων και εκτίμηση μέσου βάθους ανά σημείο: Τα βυθομετρικά σημεία εκκαθαρίστηκαν έτσι ώστε να αποκλειστούν από την επεξεργασία και ανάλυση αυτά που παρείχαν χαμηλό επίπεδο αξιοπιστίας. Ως κριτήριο αξιοπιστίας χρησιμοποιήθηκε η υπέρβαση μιας κρίσιμης διαφοράς μεταξύ των τιμών βάθους που παρείχε κάθε μια από τις δυο συχνότητες του βυθομέτρου. Έπειτα, υπολογίστηκε η μέση τιμή μεταξύ των βαθών που προέκυψαν από τις δυο συχνότητες και καταχωρήθηκε ως η πλέον αξιόπιστη πληροφορία βάθους για το εκάστοτε βυθομετρικό σημείο. Τελικά βυθομετρικά σημεία χρησιμοποιήθηκαν για τη βυθομετρική αποτύπωση. 32

33 Β) ΑΚΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ 4.3. ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΡΕΥΝΑΣ Η μελέτη των μεταβολών της μορφολογίας που υφίσταται η παράκτια ζώνη είναι απαραίτητη και πρέπει να ερευνώνται οι μακροχρόνιες και βραχυχρόνιες μεταβολές της ακτής. Οι απαραίτητες ερευνητικές εργασίες που πρέπει να εκτελούνται διακρίνονται στις εργασίες εργαστηρίου και υπαίθρου που είναι οι εξής: Συγκριτική μελέτη αεροφωτογραφιών διαφορετικής χρονολογίας λήψης (στοιχεία από τη Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού). Ανάλυση του ανεμολογικού καθεστώτος της περιοχής (στοιχεία από ΕΜΥ) και υπολογισμός του αναμενόμενου κυματικού καθεστώτος στην ακτή. Θεωρείται προτιμότερο, αν είναι δυνατό, να γίνουν μετρήσεις κυμάτων. Βυθομετρικές έρευνες για την αποτύπωση της βυθομετρίας της παράκτιας ζώνης. Δειγματοληψία στην ακτή και την προάκτια ζώνη για τον προσδιορισμό του μεγέθους των κόκκων και της πυκνότητας των ιζημάτων της ακτής. Κατασκευή των διαγραμμάτων διάθλασης των κυμάτων και υπολογισμός της θεωρητικής στερεομεταφοράς ιζημάτων παράλληλα και εγκάρσια προς την ακτή. Τοπογραφική αποτύπωση της εγκάρσιας διατομής της ακτής από την έξαλο ζώνη έως την γραμμή θραύσης των κυμάτων σε εποχιακή βάση για ένα χρόνο. Η τοπογραφική αποτύπωση συνιστάται να γίνεται επίσης κατά την διάρκεια απότομων και έντονων μεταβολών του κυματικού καθεστώτος. 33

34 ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΚΥΜΑΤΙΚΟΥ ΚΑΘΕΣΤΩΤΟΣ Οι τιμές συντελεστή τάσης ανέμου χρησιμοποιήθηκαν για την πρόγνωση των αναμενόμενων κυματικών χαρακτηριστικών στην υπό μελέτη περιοχή με βάση τη μέθοδο SMB, όπως αυτή τροποποιήθηκε από τους Hasselman et al., (1976), με απλοποίηση της εξίσωσης που χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξη του πειραματικού μοντέλου JONSWAP. Ο συνηθέστερος τρόπος εφαρμογής τα μεθόδου αυτής προκειμένου να υπολογισθούν οι δυσμενέστερες κυματικές συνθήκες όταν δεν υπάρχουν στοιχεία για τη διάρκεια πνοής του ανέμου, είναι να θεωρηθεί ότι η ανάπτυξη των κυμάτων περιορίζεται μόνο από το ανάπτυγμα πνοής ανέμου κάθε διεύθυνσης. Για κάθε διεύθυνση και ένταση του ανέμου υπολογίζεται το (φασματικό) σημαντικό ύψος κύματος H mo στο τέλος του αναπτύγματος πνοής και η φασματική περίοδος με τη μεγαλύτερη συχνότητα εμφάνισης (peak spectral period) T m βάσει των εξισώσεων (CERC, 1984): gh mo / U 2 A = (gf / U 2 A) 1/2 gt m / U A = (gf / U 2 A) 1/3 gt / U A = 6.88 (gf / U 2 A) όπου g είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας, F και t το μήκος αναπτύγματος πνοής και η διάρκεια πνοής του ανέμου αντίστοιχα και U A ο συντελεστής τάσης ανέμου. Τα υπολογιζόμενα με βάση τις παραπάνω εξισώσεις τα κυματικά χαρακτηριστικά συγκρίνονται με τα αντίστοιχα χαρακτηριστικά της πλήρως ανεπτυγμένης θάλασσας (fully developed sea) που δίνονται από τις εξισώσεις: gh mo / U 2 A = gt m / U A = gt / U A =

35 Αν τα υπολογισμένα κυματικά χαρακτηριστικά είναι μεγαλύτερα, τότε μειώνονται ώστε να γίνουν ίσα με τα αντίστοιχα χαρακτηριστικά της πλήρως ανεπτυγμένης θάλασσας που είναι τα μέγιστα δυνατά. Τα προβλεπόμενα με την παραπάνω μέθοδο χαρακτηριστικά κύματος έχουν απόκλιση από τις πραγματικές τιμές μικρότερη των 20% στα δύο τρίτα των περιπτώσεων (CERC, 1984). Επειδή τα σφάλματα που υπεισέρχονται στους προσδιορισμούς είναι τυχαία, η χρήση στατιστικών δεδομένων από μακροχρόνιες ανεμολογικές μετρήσεις βελτιώνει σημαντικά την ακρίβεια των προγνώσεων. Επισημαίνεται ότι η ακρίβεια των ανωτέρω προγνωστικών κυματικών χαρακτηριστικών εξαρτάται άμεσα από την ακρίβεια των ανεμολογικών στοιχείων. Ακριβής προσδιορισμός των κυματικών συνθηκών είναι δυνατός μόνο με επιτόπου ταυτόχρονες μετρήσεις των ανεμολογικών και κυματικών συνθηκών για διάστημα τουλάχιστον ενός έτους ώστε να είναι δυνατή η προσαρμογή μεθόδου στις τοπικές συνθήκες. 35

36 5 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Α) ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΣΗΣ Η θαλάσσια γεωλογική έρευνα μας έδωσε αφενός: α) τη βυθομετρία της περιοχής, β) τη μορφολογία της περιοχής και γ) τη γεωλογική αποτύπωση της περιοχής. 5.1 ΒΥΘΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΠΟΤΥΠΩΣΗ Στην εικόνα δίνεται ο χάρτης με τη βυθομετρική αποτύπωση όπως προέκυψε από την ανάλυση των βυθομετρικών δεδομένων που συλλέχθηκαν στα πλαίσια της παρούσας μελέτης. Εικόνα Βυθομετρικός χάρτης της ευρύτερης περιοχής που υπέστη ολίσθηση (Τα κόκκινα βέλη δείχνουν την περιοχή που συνέβη η ολίσθηση και η διάστικτες γραμμές ορίζουν την περιοχή ολίσθησης και το κανάλι μεταφοράς). Η ακτογραμμή σύμφωνα με τα στοιχεία της ΤΡΙΤΩΝ ΣΥΜΒΟΥΛΟΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ Ε.Π.Ε. 36

37 Σύμφωνα με την αποτύπωση φαίνεται η περιοχή που συνέβη η ολίσθηση καθώς και η παρουσία ενός καναλιού μέσω του οποίου τα υλικά που ολίσθησαν κινήθηκαν προς τα κατάντη. Στην εικόνα δίνεται βυθομετρική τομή στο κεντρικό τμήμα της περιοχής που υπέστη ολίσθηση. Σύμφωνα με αυτή φαίνεται ότι η μέση κλίση του πυθμένα είναι 20 ο, με μέγιστες τιμές κλίσεων των 26 ο. Εικόνα Βυθομετρική τομή στο κεντρικό τμήμα της περιοχής όπου υπέστη ολίσθηση ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΠΥΘΜΕΝΑ Από την ανάλυση των δεδομένων σεισμικής στρωματογραφίας, και λαμβάνοντας υπόψη ότι η ύπαρξη πολύ μεγάλων κλίσεων (~20 ο ) καθώς και της αμμο-χαλικώδους υφής των επιφανειακών ιζημάτων γίνεται δύσκολη η καταγραφή υποεπιφανειακών 37

38 σεισμικών ανακλαστήρων με τομογράφο υποδομής πυθμένα υψηλής διακριτικής ικανότητας, προκύπτουν: Το πάχος της ολισθείσας μάζας είναι περίπου 3 έως 4 μέτρα, το οποίο είναι και το βάθος του επιπέδου ολίσθησης από την επιφάνεια του πυθμένα. Η βαρυτική αυτή μετακίνηση χαρακτηρίζεται ως ολισθοροή (fluid slide) ή ροή κορημάτων (debris flow). Τα επιφανειακά ιζήματα τα οποία ολίσθησαν με βάση τον ακουστικό τους χαρακτήρα εκτιμούνται ως αμμοχάλικα. Στην ευρύτερη περιοχή έχουν λάβει χώρα περισσότερες από μία βαρυτικές μετακινήσεις μαζών οι οποίες σύμφωνα με τον ακουστικό τους χαρακτήρα χαρακτηρίζονται ως ολισθοροές (fluid flow) και ροές κορημάτων (debris flow). Ολισθοροή είναι ένας σύνθετος τύπος μεταφοράς ιζημάτων, όσον αφορά τη μηχανική τους συμπεριφορά. Η μεταφορά ιζημάτων στα πρώτα στάδια της ολισθοροής συντελείται με ελαστική μηχανική συμπεριφορά, η οποία σταδιακά συνοδεύεται από ρευστοποίηση στα βαθύτερα στρώματα με αποτέλεσμα η μεταφορά ιζημάτων να συντελείται ως ροή επιπλεόντων τεμαχών πάνω σε ρευστό (Prior and Coleman, 1979). Οι ροές κορημάτων είναι ροές ιζημάτων που συνίστανται από χονδρόκοκκα υλικά (άμμος, ψηφίδες, κροκάλες, ογκόλιθοι) τα οποία μεταφέρονται σε μητρικό υλικό ιλύος και νερού. 38

39 Εικόνα Γεωακουστική τομογραφία κάθετη στην ακτογραμμή στην οποία φαίνεται: η κλίση από την ακτογραμμή μέχρι την ισοβαθή των 10 μέτρων είναι 26 ο και από την ισοβαθή των 10 μέτρων έως την ισοβαθή των 90 μέτρων είναι περίπου 18 ο (Η θέση της τομογραφίας δίνεται στην εικόνα ) Εικόνα Γεωακουστική τομογραφία παράλληλη με τη ακτή σε απόσταση μέτρων από την ακτογραμμή στην οποία αποτυπώνεται το εύρος της περιοχής που υπέστη ολίσθηση (κόκκινο βέλος) και η επιφάνεια ολίσθησης (πράσινα βέλη). (Η θέση της τομογραφίας δίνεται στην εικόνα ) 39

40 Εικόνα Γεωακουστική τομογραφία κάθετη στην ακτογραμμή, εντός της περιοχής που υπέστη ολίσθηση, στην οποία φαίνεται ότι στην περιοχή έχουν λάβει χώρα περισσότερες από μία βαρυτικές μετακινήσεις μαζών. (Η θέση της τομογραφίας δίνεται στην εικόνα ) 40

41 Εικόνα Γεωακουστική τομογραφία κάθετη στην ακτογραμμή ανατολικά της περιοχής που υπέστη ολίσθηση, στην οποία φαίνεται ότι στην περιοχή έχουν λάβει χώρα περισσότερες από μία βαρυτικές μετακινήσεις μαζών. (Η θέση της τομογραφίας δίνεται στην εικόνα ) Εικόνα Γεωακουστική τομογραφία κάθετη στην ακτογραμμή, δυτικά της περιοχής που υπέστη ολίσθηση, στην οποία φαίνεται ότι στην περιοχή έχουν λάβει χώρα περισσότερες από μία βαρυτικές μετακινήσεις μαζών. (Η θέση της τομογραφίας δίνεται στην εικόνα ) 41

42 Εικόνα Χάρτης της περιοχής στον οποίο φαίνονται οι θέσεις των τομογραφιών που παρουσιάζονται στις εικόνες , , , και ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ Από την ανάλυση των δεδομένων του ηχοβολιστή πλευρικής σάρωσης προκύπτουν: Η περιοχή όπου συνέβη η ολίσθηση οριοθετείται πλευρικά με αναβαθμούς. Η περιοχή όπου συνέβη η ολίσθηση έχει έντονο μικροανάγλυφο ως αποτέλεσμα της μετακίνησης μαζών Η κίνηση των μαζών συντελέστηκε διαμέσου ενός καναλιού υψηλής ανακλαστηκότητας πλάτους 40m προς τα κάταντη Εντοπίζονται δύο διασκορπισμένα τεμάχη μεγέθους 9Χ4m και 10Χ3m σε βάθη 16-17m και 23-25m αντίστοιχα τα οποία πιθανός τα οποία παρέμειναν στην αρχική τους θέση και δεν μετακινήθηκαν προς τα κατάντη από την πρόσφατη ολίσθηση (εικόνα ). 42

43 Εικόνα Μωσαϊκό ηχογραφίων ηχοβολιστή πλευρική σάρωσης στο οποίο φαίνονται τα πλευρικά όρια (διακεκομμένη γραμμή) του ανώτερου τμήματος της ολίσθησης καθώς και τα όρια του καναλιού μέσω του οποίου κινούνται τα υλικά προς τα κατάντη. Εικόνα Λεπτομέρεια από το μωσαϊκό ηχογραφίων ηχοβολιστή πλευρική σάρωσης στην οποία φαίνονται δύο ανεξάρτητα τεμάχη, τα οποία παρέμειναν στην αρχική τους θέση και δεν μετακινήθηκαν προς τα κατάντη. 43

44 Μεγάλες κλίσεις στον πυθμένα (έως 18 ο έως 26 ο ). Μια περιοχή πλάτους 100 μέτρων η οποία έχει υποστεί βαρυτική μετακίνηση Το πάχος της ολισθείσας μάζας είναι περίπου 3 έως 4 μέτρα, το οποίο είναι και το βάθος του επιπέδου ολίσθησης από την επιφάνεια του πυθμένα. Η βαρυτική αυτή μετακίνηση χαρακτηρίζεται ως ολισθοροή (fluid slide) ή ροή κορημάτων (debris flow). Τα επιφανειακά ιζήματα τα οποία ολίσθησαν με βάση τον ακουστικό τους χαρακτήρα εκτιμούνται ως αμμοχάλικα. Σύμφωνα με αυτά προτείνεται η διενέργεια τριών γεωτρήσεων (πίνακας , εικόνα ). Πίνακας Συντεταγμένες και βάθος των προτεινόμενων θέσεων για γεώτρηση Α/Α X Y Βάθος (m) Εικόνα Χάρτης της περιοχής στον οποίο φαίνονται οι θέσεις που προτείνονται για γεώτρηση. 44

45 5.4 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Β) ΑΚΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ Η ακτομηχανικη μελετη διεκπεραιώθηκε από το Εργαστήριο Λιμενικών Έργων του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου σε συνεργασία με το Μελετητικό Γραφείο ΤΡΙΤΩΝ. 5.5 ΚΥΜΑΤΙΚΟ ΚΑΘΕΣΤΩΣ-ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΙΖΗΜΑΤΩΝ Το κυματικό κλίμα στην ευρύτερη περιοχή του Δερβενίου προέκυψε υπολογιστικά βάσει της μεθόδου SMB στη φάση της Προκαταρκτικής Μελέτης Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων ύστερα από αξιολόγηση των ανεμολογικών στοιχείων των μετεωρολογικών σταθμών Βέλου και Κορίνθου. Όπως προκύπτει από τα ανεμολογικά στοιχεία οι επικρατέστεροι τόσο σε συχνότητα όσο και σε ένταση άνεμοι που πλήττουν την υπό μελέτη περιοχή είναι Βόρειας διεύθυνσης με συνολικό ποσοστό εμφάνισης 17,69% ενώ οι Δυτικοί έχουν ποσοστό εμφάνισης 9,22%. Τέλος οι Βορειοανατολικοί άνεμοι έχουν συνολικό ποσοστό εμφάνισης 4,21%.Το υπολογισθέν ύψος κυμάτων για τους βόρειους ανέμους ειναι2.28μ, για τους δυτικούς, είναι 1,43μ και για τους βορειοανατολικούς 2,64μ. Με βάσει των ανωτέρω προσδιορίζεται η συνισταμένη διεύθυνση των επιμηκών ρευμάτων και η συνιστάμενη διεύθυνση και ποσότητα των μεταφερομένων ιζημάτων. Επίσης προσδιορίζεται το βάθος νερού μέχρι το όποιο επιδρούν τα επιμήκη ρεύματα στον πυθμένα και προκαλούν τη μετακίνηση των ιζημάτων. Για τον υπολογισμό της στερεομεταφοράς και του βάθους επίδρασης μετρήθηκε η μέση διάμετρο d 50 = 15 mm και η χαρακτηριστική διαβάθμιση (d 84 /d 16 ) 0.5 = 1.5, σε όλο το μήκος του προφίλ της παραλίας, η τραχύτητα του υλικού του πυθμένα λήφθηκε ίση με 37,5mm, ενώ η ταχύτητα πτώσης ίση με 0,80μ/δλτ. 45

46 Βάσει της μορφολογίας της ακτής Δερβενίου και του κυματικού κλίματος που την διέπει, προκύπτει ότι η κύρια διεύθυνση στερεομεταφοράς είναι από Βορειοανατολικά προς Νοτιοδυτικά. Ο αθροιστικός συνολικός όγκος μετακινούμενων ιζημάτων από τα Βορειοανατολικά προς τα Νοτιοδυτικά κατά την διάρκεια του έτους είναι περίπου 4850μ 3. Η έκταση της ζώνης στερεομεταφοράς εκτείνεται σε απόσταση 70 περίπου μέτρων από την ακτογραμμή (έως το βάθος των 7,0μ περίπου) ενώ ο κύριος όγκος των ιζημάτων κινείται σε απόσταση 15 περίπου μέτρων από την ακτή (βάθος περίπου -2,0μ). 5.6 ΑΚΤΗ ΔΕΡΒΕΝΙΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΡΟΒΟΛΩΝ Με βάσει τα χαρακτηριστικά του ιζήματος, τις αποτυπώσεις ακτής και θαλάσσιου πυθμένα, το κυματικό κλίμα, τη ροή ενέργειας αλλά την διεύθυνση που σχηματίζει η ακτογραμμή στην ακτή Δερβενίου με το γεωγραφικό Βορρά γωνία 50 ο καθορίστηκε η γεωμετρία το μήκος και η απόσταση των προβόλων. Οι πρόβολοι σχεδιάζονται κάθετα στην ακτή ήτοι με προσανατολισμό 40 ο ως προς τον γεωγραφικό Βορρά. Σύμφωνα με τα ανεμολογικά στοιχειά του Μετεωρολογικού Σταθμού Κορίνθου, άνεμοι πνέουν με μεγαλύτερη ετήσια συχνότητα από ΒΑ. Η κυρίαρχη καθαρή ροή ενέργειας στην ακτή Δερβενίου είναι προς τα αριστερά (για έναν παρατηρητή στην ακτή προς τη θάλασσα) κ.μ.ο. 64 t m / year m. Συνεπώς ο άξονας των προβόλων έχει κατεύθυνση ελαφρά προς τα ανάντη της ροής των ιζημάτων με στόχο την καλύτερη απόδοση τους στην συγκράτηση ιζημάτων. Στο υπό μελέτη τμήμα ακτής Δερβενίου έγινε η κατασκευή εννέα προβόλων Π1 έως Π9. Το μήκος των προβόλων από την ακτογραμμή (θαλάσσιο μήκος) είναι μικρό της τάξεως των 20μ. τα ακριβή μήκη των προβόλων επί της ξηράς ορίστηκαν επιτοπίως κατά την κατασκευή και κριτήρια τεχνικά και αισθητικής, της τάξεως των 2 με 5μέτρα. Οι αποστάσεις των προβόλων στον άξονα της ακτής είναι περίπου 40 μέτρα. Η διατομή των προβόλων διαμορφώθηκε με πρανή, κλίσεως 1:2 από φυσικούς ογκόλιθους και λίθους σε δύο επάλληλα στρώματα. Η στάθμη στέψεως τους τοποθετείται στα +1,00 μέτρο. Το πλάτος της στέψεως είναι 4,0 μέτρα. Επί της 46

47 στέψεως διαμορφώθηκε διάδρομος από μπετόν πλάτους 2.5μ. και ύψους 0.5μ.. Συνεπώς, η τελική στέψη του διαδρόμου τοποθετήθηκε +1.5 μέτρο, άνω της Μ.Σ.Θ. Αναφέρεται, ότι το σύστημα των έργων θα ήταν πιο αποδοτικό με την επιπλέον προστασία από κυματοθραύστες. Αλλά λόγω της απότομής κλίσης του πυθμένα η απόσταση των κυματοθραυστών από την ακτή προκύπτει πολύ μικρή της τάξεως των μέτρων, ήτοι απαγορευτική πέραν της οπτικής όχλησης, για τη χρήση της θαλάσσιας ζώνης για θαλάσσιο λουτρό, αναψυχή κ.λπ. Συμπερασματικά αναμένεται μια μέση απόκριση της τάξης των 8.0μ. στην Ανατολική πλευρά των προβόλων και 2.5 μ. στη Δυτική. Η απόκριση των προβόλων Π7-Π9 αναμένεται μεγαλύτερη (10 περίπου μέτρα από την πλευρά της κύριας διεύθυνσης στερεομεταφοράς) καθώς είναι οι πρώτοι πρόβολοι προς την κύρια διεύθυνση στερεομεταφοράς και παρακρατούν τη μεγαλύτερη ποσότητα ιζήματος. Οι πρόβολοι διακόπτουν το σύνολο των φερτών ιζημάτων παράλληλα στην ακτογραμμή, επιτρέποντας τη διέλευση και τροφοδοσία της ακτής κατάντη των έργων, καθώς το μήκος τους είναι μικρότερο από την έκταση της ζώνης στερεομεταφοράς. Επισημαίνεται όμως ότι η παρακράτηση ιζήματος με τεχνητά μέσα στο εν λόγω τμήμα της ακτογραμμής χωρίς να πραγματοποιείται τεχνητή τροφοδοσία (nourishment) θα στερήσει την ίδια ποσότητα ιζήματος από την ακτή κατάντη της θέσης κατασκευής των έργων, έως ότου επιτευχθεί μια νέα ακτομηχανική ισορροπία στην ευρύτερη περιοχή. Βάσει των αποτελεσμάτων της προσομοίωσης η έλλειψη του ιζήματος αναμένεται να επηρεάσει την ακτή κατάντη της θέσης του προβόλου Π1 σε μήκος περίπου 90μ. με τη μέγιστη διάβρωση να αναμένεται σε απόσταση μ. και με μέγιστη απώλεια πλάτους ακτής περίπου 5,5 μ.. Για την αντιμετώπιση της αναμενόμενης διάβρωσης κατάντη της κύριας διεύθυνσης στερεομεταφοράς προτείνεται η επέκταση του συστήματος προστασίας ώστε το έργο προστασίας να εκτείνεται σε όλο το μήκος μιας σχετικά ακτομηχανικά αυτόνομης περιοχής, ήτοι έως το δυτικό άκρο του κόλπου. 47

48 Εναλλακτικά προτείνεται η τεχνητή τροφοδοσία της ακτής με ίζημα σε όλο το μήκος του τμήματος προστασίας και στο πλάτος ισορροπίας της ακτογραμμής, ώστε να μειωθεί ο συνολικός όγκος της φυσικής παρακράτησης ιζήματος και το έλλειμα ιζήματος στην κατάντη ακτή. Τέλος επίσης εναλλακτικά προτείνεται η κατάλληλη προσαρμογή των μηκών των προβόλων στο δυτικό άκρο του τμήματος προστασίας (με το μήκος των προβόλων να μειώνεται σταδιακά) ώστε να μειωθεί κατά το δυνατόν περισσότερο ο αναμενόμενος βαθμός διάβρωσης αμέσως κατάντη των έργων προστασίας. Αντίστοιχα όμως και η διαπλάτυνση της ακτογραμμής στα τμήματα με μικρότερο μήκος προβόλων θα αναμένεται μειώμενη. 6. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Συμπεράσματα μελέτης διάβρωσης της ακτής λόγω κατολισθητικών φαινομένων. Η πρόσχωση ή διάβρωση είναι μια συνεχής φυσική διεργασία που λαμβάνει χώρα κατά μήκος των ακτογραμμών που οριοθετούν τη χέρσο όπως έχουμε αναφέρει σε προηγούμενο κεφάλαιο. Η φυσική αυτή διεργασία εξαρτάται κυρίως από τρεις παράγοντες: α) το κυματικό καθεστώς, β) την προσφορά των ιζημάτων και γ) τα κατολισθητικά φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα κατά μήκος της ακτογραμμής. Επιπρόσθετα ένας άλλος παράγων ο οποίος μπορεί να επεμβαίνει στη φυσική αυτή διεργασία είναι οι ανθρώπινες δραστηριότητες που παρεμβαίνουν στην παράκτια ζώνη. Η θαλάσσια γεωφυσική διασκόπηση και γεωτεχνική έρευνα στην ακτή Δερβενίου έδειξαν ότι: i. Ο αιγιαλός κατά μήκος της ακτής καθώς επίσης και το υποθαλάσσιο τμήμα που τον περιβάλλει είναι επιρρεπής σε κατολισθήσεις. ii. Ο χείμαρρος που καταλήγει στη ζώνη του αιγιαλού είναι επιρρεπείς σε ρευστοποίηση. 48