Περιβαλλοντικές μέθοδοι προστασίας ακτών. Περίπτωση εφαρμογής στην ακτή του οικισμού Φούρκας του Δήμου Κασσάνδρας.

Transcript

1 AΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΚΑΙ ΒΙΩΣΙΜΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Περιβαλλοντικές μέθοδοι προστασίας ακτών. Περίπτωση εφαρμογής στην ακτή του οικισμού Φούρκας του Δήμου Κασσάνδρας. ΓΕΩΡΓΙΑ ΓΕΩΡΓΟΥΛΑ Διπλ. Πολιτικός Μηχανικός Θεσσαλονίκη, Νοέμβριος 2017

2 Περίληψη Ως Παράκτια Ζώνη ορίζεται το τμήμα ξηράς και θάλασσας το οποίο βρίσκεται άμεσα σε επαφή με την ακτή και αποτελεί το μεταβατικό περιβάλλον όπου εξελίσσεται πλήθος χερσαίων και θαλάσσιων δραστηριοτήτων. Ιδιαιτέρως αξιόλογα αλλά και ευαίσθητα είναι τα οικοσυστήματα που συναντώνται στις περιοχές αυτές, ενώ συγχρόνως αναπτύσσονται σε αυτές πολυσύνθετοι δεσμοί τόσο σε κοινωνικό όσο και σε οικονομικό επίπεδο. Ωστόσο, οι παράκτιες περιοχές δέχονται στις μέρες μας αυξημένες πιέσεις τόσο από την εκμετάλλευση των φυσικών τους πόρων και των οικοσυστημάτων που υπάρχουν σε αυτές, όσο και από την κατασκευή αλλά και την συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση των παράκτιων υποδομών. Στη διαμόρφωση των παράκτιων τοπίων συνέβαλαν τόσο οι φυσικές διαδικασίες διάβρωσης των ακτών και της πρόσχωσης στη διάρκεια των ετών, όσο και ανθρωπογενείς παράγοντες, γεγονός που είχε ως συνέπεια τη δημιουργία μιας μεγάλης ποικιλίας παράκτιων τύπων. Επιπλέον, η κλιματική αλλαγή και η άνοδος της μέσης στάθμης της θάλασσας που αυτή προκαλεί ευθύνονται σε μεγάλο βαθμό, σύμφωνα με πολλούς επιστήμονες, για την ένταση και την συνεχώς αυξανόμενη δράση του φαινομένου της διάβρωσης στον πλανήτη. Φαινόμενα διάβρωσης των ακτών παρατηρούνται σε ολόκληρο τον πλανήτη. Πολλές είναι ωστόσο και οι περιπτώσεις στη χώρα μας, αφού κατατάσσεται στις χώρες με το πιο εκτεταμένο παράκτιο μέτωπο. Η Χαλκιδική αποτελεί μία από τις περιοχές της Ελλάδας όπου συναντάται έντονα η διάβρωση των ακτών της. Έτσι, κρίνεται απαραίτητη σε ορισμένες περιπτώσεις η κατασκευή τεχνικών έργων προστασίας των ακτών. Με κριτήριο τη λειτουργία τους, τα έργα προστασίας ακτών διαχωρίζονται σε δύο βασικές κατηγορίες, αυτά για την προστασία της ακτής και αυτά για την ανάπλαση της ακτής. Επίσης, με κριτήριο την επίδραση που έχουν στο παράκτιο περιβάλλον, τα έργα διακρίνονται στα έργα βαρέας μορφής και στα έργα ήπιας μορφής. Συνεπώς, τα έργα αυτά οφείλουν να σχεδιάζονται με τέτοιο τρόπο ώστε από τη μια μεριά να εξασφαλίζουν την ποιότητα του θαλασσινού νερού και από την άλλη να συμβαδίζουν με την φυσική αρμονία του τοπίου. 2

3 Abstract Coastal Zone is defined as the land and sea segment which is directly in contact with the coast and is the transitional environment where a great number of terrestrial and maritime activities are being developed. The ecosystems encountered in these areas are especially remarkable and also sensitive while at the same time they are developing complex ties both in social and economic terms. However, coastal areas nowadays are under increasing pressure from the exploitation of their natural resources and ecosystems, as well as from construction and the ever-increasing demand for coastal infrastructure. Both the natural processes of coastal erosion and adhesion over the years, as well as the human factor, contributed to the formation of coastal landscapes, resulting in the creation of a wide variety of coastal types. In addition, climate change and the rise of the average sea level are largely responsible, according to many scientists, for the intensity and the increasing effect of the phenomenon of corrosion on the planet. Coastal erosion phenomena occur across the globe. However, there are many cases in our country as well, since it is classified as a country with the most extensive coastal front. Chalkidiki is one of the regions of Greece where the coastal erosion is often encountered. In some cases, it is therefore necessary to construct coastal protection structures. Coastal protection structures are divided into two main categories on the basis of their function; those that are built for the protection of the coast and those for its redevelopment. Also, the constructions are divided into heavy-duty works and mild works on the basis of their influence on the coastal environment. Consequently, these structures must be designed in such a way that they must ensure the quality of the seawater and also, they should not intervene with the natural harmony of the landscape. 3

4 Περιεχόμενα Εισαγωγή Κεφάλαιο 1 ο : Παράκτια ζώνη Ορισμός Κριτήρια καθορισμού παράκτιας ζώνης Παράκτιες διεργασίες Μηχανισμοί κίνησης και μεταφοράς φερτών υλών Διάδοση κυματισμών στον παράκτιο χώρο Φυσική περιγραφή των μηχανισμών μεταφοράς φερτών υλών στον παράκτιο χώρο Μεταφορά φερτών υλών εγκάρσια στην ακτή Μεταφορά φερτών υλών παράλληλα στην ακτή Ισοζύγιο φερτών υλών Κεφάλαιο 2 ο : Το φαινόμενο της διάβρωσης Μηχανισμοί διάβρωσης Δείκτες παράκτιων χαρακτηριστικών Παράκτια τρωτότητα Ακτότητα Αίτια διάβρωσης ακτών Φυσικά αίτια διάβρωσης ακτών Ανθρωπογενή αίτια διάβρωσης ακτών Νομοθετικό πλαίσιο για την παράκτια διάβρωση Ολοκληρωμένη Διαχείριση Παράκτιας Ζώνης (ΟΔΠΖ )

5 Κεφάλαιο 3 ο : Διάβρωση και κλιματική αλλαγή Κλιματική αλλαγή Άνοδος της μέσης στάθμης της θάλασσας Παλίρροια Θερμική διαστολή Τήξη παγετώνων Λιθοποίηση παραλιακών ιζημάτων Αλλαγή στη συχνότητα και το μέγεθος των μεγάλου ύψους κυματισμών Η επίδραση της κλιματικής αλλαγής στη παράκτια διάβρωση Μεσόγειος Ελλάδα Μελλοντικές εκτιμήσεις Κεφάλαιο 4 ο : Έργα προστασίας ακτών Γενικές αρχές σχεδιασμού Έργα προστασίας ακτών βαρέας μορφής Θαλάσσιοι τοίχοι Κυματοθραύστες παράλληλοι στην ακτή Εγκάρσιοι κυματοθραύστες Ήπιες μέθοδοι προστασίας ακτών Τεχνητή αναπλήρωση ακτής (Beach Nourishment) Sand ByPassing Systems Χαμηλής στέψης ή ύφαλοι πρόβολοι Βυθισμένοι κυματοθραύστες (Submerged breakwaters)

6 4.3.5 Τεχνητοί ύφαλοι (Artificial Reefs) Πλωτοί κυματοθραύστες (Floating breakwaters) Κεφάλαιο 5 ο : Μελέτη περίπτωσης Υφιστάμενη κατάσταση περιοχής μελέτης Γεωμορφολογία Ανεμολογικά στοιχεία Κυματικό κλίμα Παλίρροια Στερεομεταφορά Παράλληλη στερεομεταφορά Εγκάρσια στερεομεταφορά Κεφάλαιο 6 ο : Αναλύσεις και προτάσεις Κυματικά χαρακτηριστικά Μοντέλα διάδοσης κυματισμών και κυματογενούς κυκλοφορίας HMAR-CPIM Μοντέλο μετάδοσης κυματισμών HMAR-WAVEL Μοντέλο κυματογενούς κυκλοφορίας HMAR_WAVERIC Μοντέλο στερεομεταφορας και εξέλιξης μορφολογίας πυθμένα HMAR_SEDTR Προτάσεις Πρόταση μη παρέμβασης Πρόταση 1: Κατασκευή 4 βυθισμένων κυματοθραυστών μήκους 100m σε απόσταση 90m από την ακτή Πρόταση 2: Κατασκευή 3 βυθισμένων κυματοθραυστών μήκους 150m σε απόσταση 120m από την ακτή Κεφάλαιο 7 ο : Συμπεράσματα

7 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Πίνακες Πίνακας 1: Συσχέτιση ανθρώπινων δραστηριοτήτων και επιπτώσεων στην παράκτια ζώνη Πίνακας 2: Μεταβλητές παράκτιας τρωτότητας Πίνακας 3: Φυσικές παράμετροι Πίνακας 4: Κοινωνικοοικονομικές παράμετροι Πίνακας 5: Παράμετροι ανθρώπινης επίδρασης Πίνακας 6: Παράμετροι παράκτιου συναισθήματος Πίνακας 7: Παράμετροι παράκτιου συναισθήματος Πίνακας 8: Παράγοντες που προκαλούν μεταβολές στη μορφολογία των ακτών και οι χρονικές τους κλίμακες Πίνακας 9: Πληθυσμός παράκτιου χώρου Πίνακας 10: Διάβρωση στις ελληνικές παράκτιες περιοχές Πίνακας 11: Εκτιμήσεις της 3ης έκθεσης της IPCC Πίνακας 12: Εκτιμήσεις της 4ης έκθεσης της IPCC Πίνακας 13: Ετήσια ανεμολογικά δεδομένα μετεωρολογικού Σταθμού Μίκρας Πίνακας 14: Ετήσια ανεμολογικά δεδομένα μετεωρολογικού Σταθμού Σκύρου Πίνακας 15: Κυματικές παράμετροι για ΒΔ άνεμο, Χ = 66 km Πίνακας 16: Κυματικές παράμετροι για Δ άνεμο, Χ = 63 km Πίνακας 17: Κυματικές παράμετροι για ΝΔ άνεμο, Χ = 56 km Πίνακας 18: Τιμές γωνίας πρόσπτωσης στα βαθιά νερά

8 Πίνακας 19: Γωνία πρόσπτωσης ab (μοίρες) - ύψος κύματος Hb (m) - βάθος db (m) στο σημείο θραύσης και στερεοπαροχή Q (m3/yr) Πίνακας 20: Συνολική στερεοπαροχή Q (m3/yr) ανά κατεύθυνση Πίνακας 21: Μέγιστη δυνατή εγκάρσια διάβρωση της ακτής Πίνακας 22: Χαρακτηριστικά ισοδύναμων κυματισμών Πίνακας 23: Εφαρμογές και χαρακτηριστικά μεγέθη Σχήματα Σχήμα 1: Η Παράκτια Ζώνη στην Ελλάδα σε επίπεδο Δήμων Σχήμα 2: Ζώνες παράκτιου χώρου Σχήμα 3: Κατάταξη των παράκτιων Δημοτικών Διαμερισμάτων της Ελλάδας ανάλογα με την ένταση της τουριστικής τους δραστηριότητας Σχήμα 4: Γεωμετρικά στοιχεία κυματισμού Σχήμα 4: Ρεύμα παράλληλο προς την ακτή (longshore current) Σχήμα 5: Δυνάμεις που επιδρούν στον κόκκο μη συνεκτικού υλικού Σχήμα 6: Κίνηση κόκκων κοντά στον πυθμένα Σχήμα 7: Προφίλ ταχύτητας δευτερογενούς ρεύματος εγκάρσια στην ακτή έξω και μέσα στη ζώνη θραύσης. Σχήμα 8: Χειμερινό και θερινό προφίλ ακτής. Σχήμα 9: Μορφοποίηση ακτογραμμής παρουσίας φυσικών ή τεχνητών εμποδίων. Σχήμα 10: Επίδραση παράκτιων τεχνικών έργων Σχήμα 11: Παλιρροιακές δυνάμεις Σχήμα 12: Διαβρωτικές τάσεις κατά μήκος της Ελληνικής ακτογραμμής Σχήμα 13: Εκτιμήσεις σεναρίων στην 3η έκθεση IPCC Σχήμα 14: Εκτιμήσεις σεναρίων στην 4η έκθεση IPCC Σχήμα 15: Εκτιμήσεις διαφόρων επιστημόνων για την ΑΣΘ 2100 Σχήμα 16: Κατάταξη των ακτών της Ελλάδα σε πέντε κατηγορίες ευπάθειας (USR> 3,5mm/yr) Σχήμα 17: Τοίχος προστασίας παράλληλα στην ακτή Σχήμα 18: Προσθήκη εδαφικού υλικού με κόκκους μεγαλύτερους από αυτούς που έχει ήδη η ακτή επιφέρει καλύτερα αποτελέσματα. Σχήμα 19: Γεωτεχνικό προσομοίωμα σχεδιασμού Σχήμα 20: Διακριτοποίηση των μεταβλητών 8

9 Σχήμα 21: Φορτίο πυθμένα (q b) Σχήμα 22: Φορτίο σε αιώρηση(q s) Σχήμα 23: Μεταβολή στάθμης πυθμένα Σχήμα 24:ΥΚ. Iσοϋψείς H s για τους ΒΔ ανέμους Σχήμα 25:ΥΚ. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους ΒΔ ανέμους Σχήμα 26:Λύση 1. Iσοϋψείς H s για τους ΝΔ ανέμους Σχήμα 27:ΥΚ. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους ΝΔ ανέμους Σχήμα 28:ΥΚ. Iσοϋψείς H s για τους Δ ανέμους Σχήμα 29:ΥΚ. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους Δ ανέμους Σχήμα 30:ΥΚ. Τάση εξέλιξης Ακτογραμμής Σχήμα 31:Λύση 1. Iσοϋψείς Hs για τους ΒΔ ανέμους Σχήμα 32:Λύση 1. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους ΒΔ ανέμους Σχήμα 33:Λύση 1. Iσοϋψείς Hs για τους ΝΔ ανέμους Σχήμα 34:Λύση 1. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους ΝΔ ανέμους Σχήμα 35:Λύση 1. Iσοϋψείς Hs για τους Δ ανέμους Σχήμα 36:Λύση 1. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους Δ ανέμους Σχήμα 37:Λύση 1. Τάση εξέλιξης Ακτογραμμής Σχήμα 38:Λύση 2. Iσοϋψείς Hs για τους ΒΔ ανέμους Σχήμα 39:Λύση 2. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους ΒΔ ανέμους Σχήμα 40:Λύση 2. Iσοϋψείς Hs για τους ΝΔ ανέμους Σχήμα 41:Λύση 2. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους ΝΔ ανέμους Σχήμα 42:Λύση 2. Iσοϋψείς Hs για τους Δ ανέμους Σχήμα 43:Λύση 2. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους Δ ανέμο Σχήμα 44:Λύση 2. Τάση εξέλιξης Ακτογραμμής Εικόνες Εικόνα 1: Φυσικοί μηχανισμοί διάβρωσης Εικόνα 2: Εξαιτίας της κλιματικής αλλαγής και της ανόδου της στάθμης της θάλασσας που αυτή προκαλεί, ακτές υπόκεινται διάβρωση σε πολλά μέρη όπως το Birling Gap, στο Ανατολικό Σάσεξ της Βρετανίας Εικόνα 3: Τήξη παγετώνων Γροιλανδίας Εικόνα 4: Κατακόρυφος τοίχος προστασίας του 18ου αιώνα στο Ισραήλ

10 Εικόνα 5: Θαλάσσιοι τοίχοι για την προστασία οδών και κτιρίων από τη διάβρωση Εικόνα 6: Τοίχος προστασίας στο νησί Galveston της πολιτείας του Τέξας, στις Η.Π.Α Εικόνα 7: Προστασία ακτής με κυματοθραύστες παράλληλους στην ακτή Εικόνα 8: Σχηματισμός tombolo εξαιτίας του συστήματος κυματοθραυστών στο πάρκο Μaumee Bay στην πολιτεία του Οχάιο, στις Η.Π.Α Εικόνα 9: Ακτογραμμή σε μορφή salient λόγω του συστήματος των έξαλων κυματοθραυστών Εικόνα 10: Προστασία ακτής με εγκάρσιους βραχίονες Εικόνα 11: Η παρουσία των έξαλων προβόλων προκαλεί διάβρωση στα κατάντη (σύμφωνα με τη φορά κίνησης του νερού) και πρόσχωση στα ανάντη Εικόνα 12: Τεχνητή απόθεση άμμου Εικόνα 13: Αυτοκινούμενη βυθοκόρος εναποθέτει το εδαφικό υλικό με τη μέθοδο του ουράνιου τόξου εμπλουτίζοντας την παράκτια ζώνη Εικόνα 14: Η παραλία αυτή είχε σχεδόν χαθεί και η τεχνητή αναπλήρωση της επανέφερε την ισορροπία με ένα απόλυτα ικανοποιητικό αποτέλεσμα Εικόνα 15: Η αναπλήρωση της παραλίας στο Miami την περίοδο οδήγησε στη ραγδαία αύξηση του τουρισμού της περιοχής Εικόνα 16: Εφαρμογή της μεθόδου sand bypassing με επιτυχία στην παραλία Abu Dhabi Εικόνα 17: Βυθισμένος χαμηλής στέψης πρόβολος Εικόνα 18: Βυθισμένος κυματοθραύστης Εικόνα 19: Εκφόρτωση άμμου μέσα σε ένα geotextile tube Εικόνα 20: Τεχνητοί ύφαλοι Εικόνα 21: Ύφαλος από ελαστικά Εικόνα 22: Πλωτός Κυματοθραύστης Εικόνα 23: Ζημιές σε παράκτιες ιδιοκτησίες στην περιοχή του βόρειου τμήματος της Παραλίας της Φούρκας

11 Εικόνα 24: Χάρτης Προσανατολισμού Εικόνα 25: Γενική όψη της ακτής προς τα νότια (μέσον παραλίας Φούρκας) Εικόνα 26: Όψη της ακτής προς τα βόρεια (μέσον παραλίας Φούρκας) Εικόνα 27: Όψη της ακτής της παραλίας Φούρκας προς τα νότια (περιοχή εκβολής ρέματος) Εικόνα 28: Όψη της ακτής της παραλίας Φούρκας προς τα βόρεια (περιοχή εκβολής ρέματος) Εικόνα 29: Αυτοσχέδιες κατασκευές προστασίας (βόρειο τμήμα παραλίας Φούρκας) Εικόνα 30: Ζημιές σε παράκτιες ιδιοκτησίες στην περιοχή του βόρειου τμήματος της Παραλίας της Φούρκας 11

12 Εισαγωγή Η παρούσα διπλωματική εργασία εκπονήθηκε στα πλαίσια και κατά τη διάρκεια του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών, με τίτλο «Προστασία Περιβάλλοντος και Βιώσιμη Ανάπτυξη» του τμήματος των Πολιτικών Μηχανικών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης κατά το ακαδημαϊκό έτος Το αντικείμενό της πραγματεύεται τη διάβρωση της ακτογραμμής στην περιοχή της Σκάλας Φούρκας, του Δήμου Κασσάνδρας Χαλκιδικής. Η διάρθρωση της εργασίας έχει ως εξής: Στο 1ο κεφάλαιο ο αναγνώστης εισάγεται στο θέμα καθώς δίνονται πληροφορίες σχετικά με την παράκτια ζώνη, τις διεργασίες που πραγματοποιούνται σε αυτή καθώς και πληροφορίες για τη μεταφορά και το ισοζύγιο φερτών υλών. Στο 2ο κεφάλαιο, αναλύεται το φαινόμενο της παράκτιας διάβρωσης και συγκεκριμένα οι μηχανισμοί της, τα αίτια που την προκαλούν αλλά και το νομοθετικό πλαίσιο γύρω από αυτή. Στη συνέχεια, στο 3ο κεφάλαιο, περιγράφεται ο καθοριστικό ρόλος που κατέχει η κλιματική αλλαγή στην εξέλιξη της διάβρωσης των ακτών του πλανήτη μας, καθώς και μελλοντικές εκτιμήσεις που έχουν γίνει σχετικά με το θέμα αυτό. Στο 4ο κεφάλαιο γίνεται εμβάθυνση του αναγνώστη στο κυρίως θέμα, αφού παρουσιάζονται αναλυτικά τα έργα προστασίας των ακτών, τόσο τα βαρέας όσο και τα ήπιας μορφής. Στο 5ο κεφάλαιο είναι το κύριο θέμα της εργασίας, όπου αφορά τη μελέτη περίπτωσης της παραλίας της Φούρκας. Εδώ, παρουσιάζονται η υφιστάμενη κατάσταση της περιοχής και τα χαρακτηριστικά που επικρατούν σε αυτή. Έπειτα, στο 6ο κεφάλαιο, παρουσιάζονται και αναλύονται τα μοντέλα και τα σενάρια που χρησιμοποιήθηκαν για την εκπόνηση της ακτομηχανικής μελέτης για την αντιμετώπιση της διάβρωσης ακτών του οικισμού Φούρκας, καθώς και τα αποτελέσματα αυτών. Και τέλος, στο 7ο κεφάλαιο αναπτύσσονται τα συμπεράσματα που προκύπτουν από την ανάλυση όλων των παραπάνω. Με το πέρας της εργασίας παρατίθεται η βιβλιογραφία που χρησιμοποιήθηκε, έτσι ώστε εάν το επιθυμεί ο αναγνώστης να ανατρέξει σχετικά. Η συγγραφή της παρούσας εργασίας βασίστηκε εξ ολοκλήρου σε επιστημονικά συγγράμματα, άρθρα και επίσημες ιστοσελίδες σχετικές με το θέμα. 12

13 Κεφάλαιο 1 ο : Παράκτια ζώνη 1.1 Ορισμός Παρόλο που διαισθητικά γίνονται κατανοητές, οι έννοιες του Παράκτιου Χώρου (Coastal Area) και της Παράκτιας Ζώνης (Coastal Zone) είναι δύσκολο να περιγραφούν και να διαχωριστούν, καθώς προσδιορίζουν περιοχές χωρίς μονοσήμαντα ορισμένο γεωγραφικό περιεχόμενο αλλά αντιθέτως ιδιαίτερα ρευστό, οι οποίες υπόκεινται διαφοροποιήσεις με την πάροδο του χρόνου (Κιουσόπουλος, 2000). Ιδιαιτέρως αξιόλογα αλλά και ευαίσθητα είναι τα οικοσυστήματα που συναντώνται στις περιοχές αυτές, ενώ συγχρόνως αναπτύσσονται πολυσύνθετοι δεσμοί τόσο σε κοινωνικό όσο και σε οικονομικό επίπεδο. Στην πλειοψηφία των περιπτώσεων, εξαιτίας της ιδιαίτερης συνθετότητας των περιοχών αυτών, δεν είναι εφικτό να προσδιοριστούν και να διαχωριστούν με απόλυτα κριτήρια. Για το λόγο αυτό ορίζονται με βάση τα τοπικά και γεωγραφικά χαρακτηριστικά και τις ιδιαιτερότητες, τις οικονομικές αλλά και τις κοινωνικές δραστηριότητες που αναπτύσσονται σε αυτές, το γνωστικό επίπεδο θεώρησης και την κλίμακα προσέγγισης (Ηλιάδης et al., 2011; Κοκκώσης et al., 2004; Κοτζαμάνης et al., 2008). Παράκτιος Χώρος (ή Παράκτια Περιοχή), για την Ελλάδα, όπως αυτός ορίζεται από το Ειδικό Πλαίσιο Χωροταξικού Σχεδιασμού και Αειφόρου Ανάπτυξης (Ε.Π.Χ.Σ.Α.Α.) είναι: «Ο γεωμορφολογικός χώρος εκατέρωθεν της ακτογραμμής, όπου εκδηλώνεται διαδραστικά η σχέση μεταξύ του θαλάσσιου και του χερσαίου τμήματος, μέσω των σύνθετων οικολογικών συστημάτων που περιλαμβάνουν βιοτικές και αβιοτικές συνιστώσες. Πρόκειται για μεταβατική ζώνη μεταβλητού πλάτους που αποτελεί, ταυτόχρονα, ζωτικό χώρο ανθρώπινων κοινωνιών και κοινωνικοοικονομικών δραστηριοτήτων». 13

14 Σχήμα 1: Η Παράκτια Ζώνη στην Ελλάδα σε επίπεδο Δήμων (Beriatos and Papageorgiou, 2010) Αντίστοιχα, θα μπορούσαν να δοθούν και οι ορισμοί για τα παράκτια νερά, τα παράκτια οικοσυστήματα αλλά και τους παράκτιους Οργανισμούς Τοπικής Αυτοδιοίκησης (ΟΤΑ). Έτσι, οι υδάτινες μάζες που αλληλοεπιδρούν με τις ακτές αναφέρονται ως παράκτια νερά, οι βιότοποι που αναπτύσσουν ιδιαίτερα και ευαίσθητα χαρακτηριστικά αλλά και οι οργανισμοί που ζουν στις παράκτιες ζώνες ορίζονται ως παράκτια οικοσυστήματα, ενώ τέλος, ως παράκτιοι Οργανισμοί Τοπικής Αυτοδιοίκησης χαρακτηρίζονται οι ΟΤΑ που η έκτασή τους περιλαμβάνει παράκτιο μέτωπο. Στο Νόμο 2791/2001, στον οποίο αναφέρονται και αναλύονται οι έννοιες του αιγιαλού και της παραλίας και άλλες συναφείς έννοιες, καθορίζονται με σαφή τρόπο τα επιμέρους τμήματα της παράκτιας ζώνης καθώς επίσης και οι χρήσεις που επιτρέπονται σε αυτά ώστε να προστατεύονται και να διαχειρίζονται με ορθό και συνετό τρόπο. Συγκεκριμένα, το χερσαίο τμήμα που βρέχουν οι συνηθέστερες και οι μέγιστες αναβάσεις των κυμάτων της θάλασσας οριοθετεί τον αιγιαλό, ενώ εάν προσθέσουμε σε αυτό το κομμάτι της ξηράς που εξυπηρετεί την επικοινωνία των χερσαίων 14

15 διεργασιών με αυτές των θαλάσσιων και αντιστρόφως, το οποίο μπορεί να πλησιάσει και το μέγεθος των 50 μέτρων πλάτους από την οριογραμμή του αιγιαλού, ορίζεται η παραλία. (Νόμος 2791/2001) Στο Ε.Π.Χ.Σ.Α.Α. επιπλέον χωρίζεται ο Παράκτιος Χώρος με διαχειριστικά κριτήρια σε επιμέρους ζώνες οι οποίες χρησιμεύουν εξίσου και για την προστασία αυτού. Έτσι, οι επιμέρους ζώνες που προκύπτουν είναι η κρίσιμη, η δυναμική και το τμήμα που απομένει για να συμπληρωθεί το διαχειριστικό επίπεδο. Συγκεκριμένα, η κρίσιμη ζώνη ορίζεται ως το παράκτιο μέτωπο το οποίο είναι ο μεταβατικός χώρος μεταξύ θάλασσας και ξηράς και κρίνεται από περιβαλλοντικής άποψης εξαιρετικά ευαίσθητη περιοχή και στην οποία σημειώνεται αυξημένη πίεση από ανθρωπογενείς παράγοντες. Έτσι, η κρίσιμη ζώνη αποτελείται τόσο από θαλάσσιο όσο και από χερσαίο τμήμα. Το θαλάσσιο τμήμα αυτής ορίζεται μεταξύ της ακτογραμμής και της ισοβαθούς των 10 μέτρων και σε καμία περίπτωση το πλάτος της από την ακτογραμμή δεν είναι κάτω των 100 μέτρων, ενώ το χερσαίο τμήμα αυτής της ζώνης περιλαμβάνει την έκταση μεταξύ της ακτογραμμής και μιας ζώνης πλάτους 100 μέτρων προς την ξηρά από την οριογραμμή του αιγιαλού, όπου αυτή είναι καθορισμένη, ή σε αντίθετη περίπτωση από το χειμέριο κύμα. Σε συνέχεια, η περιοχή που εκτείνεται περιμετρικά της κρίσιμης ζώνης και συνεπώς είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με αυτήν όσον αφορά τις διεργασίες και τις μεταβολές που συμβαίνουν εντός αυτής ονομάζεται δυναμική ζώνη. Και η ζώνη αυτή, ομοίως με την κρίσιμη, αποτελείται τόσο από θαλάσσιο όσο και από χερσαίο τμήμα. Το θαλάσσιο τμήμα αυτής ορίζεται μεταξύ της οριογραμμής της κρίσιμης ζώνης και της ισοβαθούς των 50 μέτρων και σε καμία περίπτωση το πλάτος της από την ακτογραμμή δεν είναι κάτω των 200 μέτρων, ενώ το χερσαίο τμήμα αυτής της ζώνης περιλαμβάνει την έκταση μεταξύ της της οριογραμμής προς την ξηρά της κρίσιμης ζώνης και μιας ζώνης πλάτους τουλάχιστον 200 μέτρων προς την ξηρά από την οριογραμμή του αιγιαλού, όπου αυτή είναι καθορισμένη, ή σε αντίθετη περίπτωση από το χειμέριο κύμα. Οι επιμέρους αυτές ζώνες του παράκτιου χώρου που ορίζονται στο ειδικό πλαίσιο χωροταξικού σχεδιασμού διακρίνονται στο διάγραμμα που ακολουθεί. 15

16 Σχήμα 2: Ζώνες παράκτιου χώρου ( Ο «Παράκτιος Χώρος» ως όρος περιλαμβάνει την «Παράκτια Ζώνη», αφού η έννοιά του είναι κατά κάποιο τρόπο πιο ευρεία τόσο σε γεωγραφικό όσο και σε περιβαλλοντικό επίπεδο (Κοκκώσης et al., 2004). Η αντικειμενική αδυναμία στη διατύπωση ενός ορισμού για την Παράκτια Ζώνη με απόλυτα κριτήρια (ή και του Παράκτιου Χώρου) έχει οδηγήσει στην διατύπωση πληθώρας διαφορετικών ορισμών. Ωστόσο, οι επικρατέστεροι αυτών, έχουν ως κοινό σημείο την προσπάθεια προσδιορισμού των εννοιών αυτών με βάση κυρίως τη διαχείρισή τους (Κοκκώσης et al., 2004). Οι ενδιάμεσες εκτάσεις μεταξύ ξηράς και θάλασσας, οι οποίες δέχονται σημαντικές πιέσεις τόσο από φυσικούς παράγοντες όπως είναι το κλίμα όσο και από ανθρώπινες δραστηριότητες, ονομάζονται ακτές και αποτελούν καθοριστικό παράγοντα για την δυναμική ισορροπία μεταξύ του στερεού και του υγρού στοιχείου (Κοκκώσης, 2006). Το τμήμα ξηράς και θάλασσας το οποίο βρίσκεται άμεσα σε επαφή με την ακτή, και όπου εξελίσσεται πλήθος χερσαίων και θαλάσσιων δραστηριοτήτων, ορίζεται ως Παράκτια Ζώνη. Το γεγονός ότι αποτελεί το μεταβατικό περιβάλλον από τη θάλασσα στην ξηρά της προσδίδει ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, τόσο σε φυσικό όσο και σε κοινωνικοοικονομικό επίπεδο. Επιστημονικά, η παράκτια ζώνη οριοθετείται μεταξύ της υψομετρικής καμπύλης των 200 μ. και της ισοβαθούς καμπύλης των 200 μ., έκταση που αντιστοιχεί περίπου στο 16

17 18% της συνολικής επιφάνειας της γης, σε μια αρχική προσέγγιση (Μαστροδήμου, 2010). Στην πραγματικότητα, ο ορισμός αυτός δεν μπορεί να θεωρηθεί απόλυτος, αφού παρατηρείται σημαντική διακύμανση στο εύρος της έκτασης της παράκτιας ζώνης λόγω της άμεσης επιρροής που έχουν σε αυτήν πολλοί παράγοντες, όπως είναι το μέγεθος και ένταση των παράκτιων δραστηριοτήτων, το κλίμα, οι άνεμοι, η κυματική δράση, καθώς και η παράκτια γεωμορφολογία και τοπογραφία. Παρόλο που οι παράκτιες ζώνες καταλαμβάνουν μόλις το 20% της επιφάνειας της ξηράς του πλανήτη, περισσότερο από το 50% του παγκόσμιου πληθυσμού κατοικεί σε μία ζώνη πλάτους 200 χλμ από την ακτή περίπου. Έτσι, προκύπτει σχεδόν διπλάσια μέση πυκνότητα πληθυσμού στις παράκτιες περιοχές από τη μέση πυκνότητα του πλανήτη, της τάξης των 80 ατόμων/τ.χμλ., γεγονός που τις καθιστά ένα πολύ δυναμικό τμήμα ανάπτυξης ( Στις παράκτιες ζώνες αναπτύσσεται ένα φυσικό περιβάλλον μοναδικό από γεωμορφολογικές δομές και πλούσιο στην βιοποικιλότητα, έτσι αποτελεί πηγή έλξης πληθώρας δραστηριοτήτων, επικρατέστερη των οποίων είναι ο τουρισμός. Ως αποτέλεσμα αυτού, σε αρκετές περιπτώσεις σημειώνεται μερική υποβάθμιση των παράκτιων οικοσυστημάτων και του περιβάλλοντος του παράκτιου χώρου. Έτσι κρίνεται απαραίτητη η διαχείριση της παράκτιας ζώνης, η οποία επιτρέπει τον καθορισμό των παραπάνω δραστηριοτήτων αλλά και τον έλεγχο αυτών, καθώς επίσης και την προστασία και την ανάπτυξη του παράκτιου χώρου με ισορροπημένο τρόπο. Κρίνεται λοιπόν απαραίτητο σε αυτό το σημείο να αναφερθούν οι πολιτικές που έχουν υιοθετηθεί τα τελευταία έτη για τον παράκτιο χώρο τόσο στην Ευρώπη όσο και στον υπόλοιπο κόσμο. Γενικά, για την προστασία της παράκτιας ζώνης έχουν υιοθετηθεί και αναληφθεί κατά καιρούς διάφορες πολιτικές και δράσεις σε διεθνές επίπεδο. Σε διεθνές επίπεδο, ίσως το σημαντικότερο πλαίσιο που έχει υπάρξει και το οποίο αναπτύσσει παγκόσμιες δράσεις για την προστασία του παράκτιου χώρου είναι το Πρόγραμμα των Ηνωμένων Εθνών για το Περιβάλλον. Στα πλαίσια του συγκεκριμένου Προγράμματος έχουν εκπονηθεί αρκετές μελέτες, αντικείμενο των οποίων αποτελεί η ολοκληρωμένη διαχείριση της παράκτιας ζώνης και το περιβάλλον αυτής. Προκειμένου να επιτυγχάνεται πιο αποτελεσματικά η προστασία και η οργάνωση της παράκτιας ζώνης περιοχών με ομοιογενή χαρακτηριστικά, οι μελέτες αυτές αλλά και οι δράσεις που περιλαμβάνουν έχουν συγκεκριμένο πεδίο εφαρμογής. Σε ευρωπαϊκό επίπεδο, παράδειγμα μιας τέτοιας δράσης, αποτελεί το Μεσογειακό Πρόγραμμα Δράσης για την ενιαία προστασία και διαχείριση του περιβάλλοντος και την κοινή αντιμετώπιση των διαφόρων προβλημάτων που αντιμετωπίζει το περιβάλλον της Μεσογείου, το οποίο να εγκρίθηκε το 1975 ( Ωστόσο, η συνεχώς αυξανόμενη ανάγκη για την προστασία του παράκτιου χώρου οδήγησε στην έγκριση του πιο πρόσφατου Μεσογειακού Πρωτοκόλλου, το οποίο 17

18 συνυπέγραψε τον Ιανουάριο του 2008 και η Ελλάδα, για την ολοκληρωμένη διαχείριση του παράκτιου χώρου της Μεσογείου. Για την προστασία και την ορθολογική διαχείριση των πιο ευαίσθητων περιοχών της ειδικότερα, όπως είναι και οι παράκτιες ζώνες, αλλά και γενικότερα για την βιώσιμη ανάπτυξη στη Μεσόγειο, το Πρωτόκολλο αυτό αποτέλεσε και αποτελεί σημαντικό εργαλείο. Τελικά, για τη διαχείριση των παράκτιων περιοχών, το Μεσογειακό Πρωτόκολλο για την Ολοκληρωμένη Διαχείριση των Παράκτιων Ζωνών αποτελεί το πρώτο νομικό δεσμευτικό ρυθμιστικό κείμενο διεθνούς συνεργασίας (rodopinews.gr). Επιπλέον, η υιοθέτηση εξειδικευμένης στρατηγικής από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο, προέκυψε ως στόχος αυτού προκειμένου να επιτευχθεί βιώσιμη ανάπτυξη της παράκτιας ζώνης μέσω της ορθολογικής διαχείρισής της και της προστασίας των παράκτιων πόρων. Για πρώτη φορά το κείμενο της Ευρωπαϊκής Επιτροπής «Towards a European Integrated Coastal Zone Management Strategy. General Principles and Policy Options» εκφράζει ολοκληρωμένα τη στρατηγική αυτή, το οποίο εκδόθηκε το 1999, ενώ η συγκρότηση του Οργανισμού Ολοκληρωμένης Διαχείρισης Παράκτιων Ζωνών ακολούθησε αργότερα. Στη συνέχεια, η οδηγία πλαίσιο 2000/60 για τη διαχείριση των υδάτινων πόρων, ενίσχυσε την στρατηγικά αυτή του Ευρωπαϊκού Συμβουλίου, στην οποία η προστασία των παράκτιων υδάτων της κοινότητας αποτελεί σημαντικό μέρος των στόχων αυτής (Σκούρτος και Κοντογιάννη, 2005). Τέλος, παράλληλα, πραγματοποιούνται ποικίλα προγράμματα και δράσεις που σκοπεύουν στην ευαισθητοποίηση των πολιτών σε θέματα προστασίας των ακτών αλλά και την σύνδεση της ερευνητικής δραστηριότητας με τις δράσεις, καθώς επίσης και στην μελέτη του ρόλου που έχει ο τουρισμός στη βιωσιμότητα των παράκτιων περιοχών διερευνώντας μοντέλα για την ταυτόχρονη προστασία του περιβάλλοντος και της ήπιας ανάπτυξη αυτού ( Ωστόσο, αξιοσημείωτος είναι και ο ρόλος στην αειφορική διαχείριση του νησιωτικού χώρου και των παράκτιων ζωνών των συνεργασιών που έχουν επιτευχθεί μεταξύ διαφόρων κρατών. Τα διασυνοριακά προβλήματα αντιμετωπίζονται από κοινού από τα συμβαλλόμενα μέρη αναπτύσσοντας κοινές πολιτικές δράσης, μέσω αυτών των διακρατικών συνεργασιών. Αξιόλογο παράδειγμα αποτελεί η διαπεριφερειακή συνεργασία που έχει αναπτυχθεί για την προστασία του θαλάσσιου περιβάλλοντος μεταξύ των χωρών της Νοτιοανατολικής Ασίας, δίνοντας έμφαση στη διαχείριση του παράκτιου χώρου μέσω της συγκρότησης και υλοποίησης προγραμμάτων για την ολοκληρωμένη διαχείριση αυτού και των υδάτων που έχουν ως φυσικούς αποδέκτες ορισμένους κόλπους της περιοχής μελέτης και εφαρμογής. Μέρος των προγραμμάτων της συνεργασίας αυτής, στην οποία συμμετέχουν 11 χώρες, δέχονται χρηματοδότηση από το Παγκόσμιο Ταμείο για το Περιβάλλον (Καραγεωργίου, 2005). 18

19 Η Ελλάδα είναι μέρος μιας αντίστοιχης επιτυχημένης διακρατικής συνεργασίας που αναπτύσσεται και αφορά την περιοχή της Μεσογείου, η οποία βασίζεται σε δύο, αλληλεπικαλυπτόμενα ως ένα βαθμό, θεσμικά πλαίσια. Το πρώτο υπαγορεύεται από το συμβούλιο των Ηνωμένων Εθνών και αποτελεί μια πρωτοβουλία για την προστασία του περιβάλλοντος βασιζόμενο στο νομικό πλαίσιο της Συνθήκης της Βαρκελώνης και των έξι συνοδευτικών Πρωτοκόλλων, και είναι γνωστό ως Μεσογειακό Πρόγραμμα Δράσης, ενώ το δεύτερο υπαγορεύεται από την Ευρωπαϊκή Ένωση, εργαλείο της αποτελεί το Βραχυπρόθεσμο και Μεσοπρόθεσμο Πρόγραμμα Προτεραιοτήτων Δράσης για το Περιβάλλον (S.M.A.P.) το οποίο χρηματοδοτείται από το MEDA, και αφορά τη δημιουργία της Ευρωμεσογειακής Συνεργασίας για το Περιβάλλον και την Αειφόρο Ανάπτυξη που συγκροτήθηκε στη Βαρκελώνη το 1995 στη Σύνοδο των Υπουργών Εξωτερικών της Ευρωπαϊκής Ένωσης και των μεσογειακών χωρών (Καραγεωργίου, 2005, Γρηγορίου, 2005, Βρούτση, 2005). 1.2 Κριτήρια καθορισμού παράκτιας ζώνης Παρόλο που στην προηγούμενη παράγραφο διατυπώθηκε ένας γενικός ορισμός για τον παράκτιο χώρο, η έκταση, ο τύπος και τα όρια του παράκτιου χώρου παρουσιάζουν διαφορές ανά την επικράτεια εξαιτίας των ιδιαιτεροτήτων που παρουσιάζει η κάθε περιοχή. Συνεπώς, σε κάθε περίπτωση, η παράκτια ζώνη ορίζεται βάσει μιας σειράς παραγόντων και αναλόγως με την κλίμακα προσέγγισης. Για να καθοριστούν τα όρια της παράκτιας ζώνης πρέπει να λαμβάνονται υπόψιν όλα τα γεωγραφικά-μορφολογικά, περιβαλλοντικά ή ακόμα και διοικητικά κριτήρια (Κρεστενίτης, 2011). Έτσι, στις περιπτώσεις όπου η έκταση του παράκτιου χώρου καθορίζεται από τις υψομετρικές καμπύλες ή τον τύπο των ακτών που επικρατούν, τα κριτήρια ορισμού είναι γεωγραφικά ή μορφολογικά, ενώ σε άλλη περίπτωση, όπου υπάρχουν ζώνες προστασίας και προστατευόμενες περιοχές που βρίσκονται σε επαφή με ακτές και τις οποίες οφείλουμε να λάβουμε ως μια ενότητα, τα κριτήρια είναι περιβαλλοντικά. Τέλος, τα όρια των Οργανισμών Τοπικής Αυτοδιοίκησης με παράκτιο μέτωπο ή οι περιοχές οι οποίες εμπίπτουν διοικητικά σε θεσμοθετημένους φορείς διαχείρισης, ορίζονται με διοικητικά κριτήρια. Σημαντικό ρόλο στη διαδικασία καθορισμού των κριτηρίων για τον ορισμό της παράκτιας ζώνης κατέχει ο τύπος της προς εξέταση παράκτιας ζώνης. Ως τύπους παράκτιας ζώνης μπορούμε να αναφέρουμε μια αμιγή ηπειρωτική παράκτια περιοχή, το δέλτα κάποιου ποταμού ή και μια νησιωτική περιοχή. Έτσι, εφόσον το μεγαλύτερο μέρος των δραστηριοτήτων ενός νησιού 19

20 συγκεντρώνεται συνήθως στις ακτές και γύρω από αυτές, μπορούμε να αναφέρουμε ότι ολόκληρη η έκταση ενός νησιού ανήκει στην παράκτια ζώνη (Μαντόγλου, 2001). Όπως προαναφέρθηκε, τμήματα της παράκτιας ζώνης αποτελούν ο αιγιαλός και η παραλία. Τα βασικότερα κριτήρια, όπως αυτά προβλέπονται από την ορισμένη επιτροπή εξέτασης του Νόμου 2971/2001, για την οριοθέτηση της γραμμής του αιγιαλού, είναι τα εξής: η σύσταση και η γεωμορφολογία του εδάφους, καθώς και το φυσικό όριο βλάστησης, το είδος και τα όρια των υφιστάμενων φυσικών πόρων στην παράκτια περιοχή, οι εκτιμήσεις των μετεωρολογικών φαινομένων της περιοχής και τα συμπεράσματα που προκύπτουν από αυτές, η μορφολογία του πυθμένα στην προς εξέταση περιοχή, ο βαθμός ανάπτυξης κυματισμών σε συνάρτηση με το παράκτιο μέτωπο, η ύπαρξη τεχνικών έργων στην περιοχή, η ύπαρξη πιθανόν εγκεκριμένων χωροταξικών κατευθύνσεων και χρήσεων γης που μπορεί να επηρεάσουν την παράκτια ζώνη, η άμεση γειτνίαση της παράκτιας ζώνης με κάθε είδους δημόσια έκταση, η ύπαρξη Κτηματολογίου της περιοχής και η παρουσία ευπαθών οικοσυστημάτων και προστατευόμενων περιοχών στην παράκτια περιοχή μελέτης. Πιο καθοριστικοί και βασικοί παράγοντες, ωστόσο, για τον προσδιορισμό του πλάτους της ζώνης του αιγιαλού κρίνονται η τοπογραφία της ακτής, η σφοδρότητα και η διεύθυνση των επικρατούντων ανέμων, το μήκος της προ του αιγιαλού ανοικτής θάλασσας και η παλίρροια (Δουκάκης, 2005). 1.3 Παράκτιες διεργασίες Αυξημένες πιέσεις δέχονται στις μέρες μας οι παράκτιες περιοχές τόσο στην εκμετάλλευση των φυσικών τους πόρων και των οικοσυστημάτων που υπάρχουν σε αυτές (έδαφος, γλυκά ή/και θαλάσσια νερά, ενέργεια, αλιεύματα κ.ά.), όσο και από την κατασκευή αλλά και την συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση των παράκτιων υποδομών (λιμάνι/μαρίνα, μεταφορές, εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων, κ.ά.) (EEA, 2000). 20

21 Στην Ελλάδα, στην Εθνική Έκθεση για την διαχείριση των παράκτιων ζωνών, υπάρχουν αναγνωρισμένοι τέσσερις τύποι προβλημάτων των παράκτιων οικοσυστημάτων, τα οποία προκαλούνται από ανθρώπινες δραστηριότητες αλλά και κυρίως από την λανθασμένη ανθρώπινη διαχείριση, αδιαφορία και πολλές φορές άγνοια (ΥΠΕΚΑ, 2006). Οι τύποι αυτοί των προβλημάτων είναι: η μεγάλη συγκέντρωση πληθυσμού και δραστηριοτήτων αυτού σε εν μέρει περιορισμένο και ιδιαίτερα ευαίσθητο χώρο, οι συχνές αντικρούσεις από ασύμβατες χρήσεις στον ίδιο ή σε όμορους χώρους, η υπερεκμετάλλευση των φυσικών πόρων της παράκτιας περιοχής και η έλλειψη λήψης αποφάσεων λόγω της αδυναμίας συντονισμού των αρμόδιων αρχών για την εφαρμογή των πολιτικών και δράσεων. Θα μπορούσαμε να κατηγοριοποιήσουμε τις πιέσεις που δέχονται οι παράκτιες περιοχές ως εξής (Δημοπούλου et al., 2005): Πιέσεις που δέχονται τα φυσικά οικοσυστήματα τόσο στη δομή τους όσο και στη λειτουργία τους, προερχόμενες είτε άμεσα είτε έμμεσα, τόσο από ανθρωπογενή «οικοσυστήματα» από τις ανθρώπινες δραστηριότητες στην ευρύτερη περιοχή όσο και από τη συνολική αναπτυξιακή διαδικασία. Πιέσεις που δέχεται τόσο η ποιότητα όσο και η ποσότητα των οικοσυστημάτων της περιοχής (έδαφος, υδάτινοι πόροι κ.α.) από την μεγάλη συγκέντρωση των ανθρώπων αλλά και από τις δραστηριότητές τους. Έτσι προκαλείται αυξημένη ζήτηση στη χρήση των φυσικών πόρων αλλά και μεγάλη απόθεση των καταλοίπων αυτών. Πιέσεις που προκαλεί η υπερβολική ανάπτυξη των ανθρώπινων δραστηριοτήτων στα χερσαία οικοσυστήματα λόγω των συνεχώς αυξανόμενων αναγκών σε διαθέσιμο χώρο. Πιέσεις που δέχονται τόσο το φυσικό όσο και το ανθρωπογενές περιβάλλον, που οφείλονται στο υφιστάμενο αναπτυξιακό σχεδιασμό, ο οποίος για να στηριχθεί απαιτούνται εξαιρετικού μεγέθους και κλίμακας υποδομές. Στις μέρες μας, οι σημαντικότερες πιέσεις που υπόκεινται τόσο το θαλάσσιο όσο και το χερσαίο παράκτιο περιβάλλον είναι οι εξής (Cicin-Sain and Belfiore, 2005): Μείωση της παραγωγικότητας των υγροτόπων, που προκαλείται από την ανάπτυξη της βιομηχανίας μέσα στην παράκτια ζώνη, με την αλλαγή που επιφέρει στις συνθήκες κυκλοφορίας και στη θερμοκρασία του νερού αλλά και με την διείσδυση ρύπων σε αυτό, 21

22 συμπεριλαμβάνοντας και τα βαρέα μέταλλα αλλά και τις θρεπτικές ουσίες που μπορεί να προκαλέσουν την εμφάνιση του φαινομένου του ευτροφισμού. Πιέσεις στη λειτουργία των παράκτιων υγροτόπων λόγω της μείωσης του γλυκού νερού που εισρέει σε αυτούς αλλά και της αλλαγής στην κυκλοφορία του νερού, που προκαλεί η δέσμευση ποσότητας νερού για χρήση κυρίως στη γεωργία μέσω της κατασκευής τεχνητών φραγμάτων και αναχωμάτων. Πιέσεις από την ανθρώπινες δραστηριότητες που αναπτύσσονται στην παράλια ζώνη και στους αμμόλοφους, οι οποίες μπορούν να τροποποιήσουν ή ακόμη και να αλλάξουν εξολοκλήρου τα υπάρχοντα πρότυπα μεταφοράς φερτών υλών. Πιέσεις που προκαλούνται από τις δραστηριότητες της υδατοκαλλιέργειας μέσα στην θάλασσα επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τις πολύπλοκες λειτουργίες των μαγκρόβιων συστημάτων, τα οποία μπορούν να χρησιμεύσουν καθοριστικά στη ρύθμιση των παράκτιων καταιγίδων αλλά και των ενδιαιτημάτων των γόνων των ψαριών. Υποβάθμιση της ποιότητας των κοραλλιογενών υφάλων και των θαλάσσιων λιβαδιών εξαιτίας της συγκέντρωσης ιζημάτων που προκαλείται από την ανάπτυξη και λειτουργία των λιμένων. Πιέσεις στο χερσαίο και θαλάσσιο παράκτιο περιβάλλον που προκαλούνται από τις χερσαίες ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως για παράδειγμα από την υλοτομία και τις γεωργικές και κτηνοτροφικές πρακτικές παραγωγής, οι οποίες ρυπαίνουν τα επιφανειακά νερά και αυτά στη συνέχεια το περιβάλλον γύρω από τις εκβολές των ποταμών. Οι κύριες δραστηριότητες στην παράκτια ζώνη και οι σχετιζόμενες επιπτώσεις που έχουν αυτές, φαίνονται συγκεντρωτικά στον πίνακα που ακολουθεί. 22

23 Πίνακας 1: Συσχέτιση ανθρώπινων δραστηριοτήτων και επιπτώσεων στην παράκτια ζώνη (Κρεστενίτης, 2011) Στην Ελλάδα, οι χρήσεις γης γενικά αλλά και πιο ειδικά αυτές του παράκτιου χώρου, αναλύονται στο πρόγραμμα που είναι γνωστό ως CORINE 2000 (CORINE LAND COVER 2000) του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Περιβάλλοντος για την κάλυψη γης. Επίσης, στις χρήσεις γης της Παράκτιας Ζώνης στον 23

24 ελλαδικό χώρο περιλαμβάνονται, όπως αναφέρονται στα Πλαίσια Χωροταξικού Σχεδιασμού και Αειφόρου Ανάπτυξης των Περιφερειών της Ελλάδος, οικοσυστήματα και φυσικά τοπία ιδιαίτερης οικολογικής σημασίας, όπως είναι πολλά δέλτα ποταμών, λίμνες και λιμνοθάλασσες και άλλοι υγροβιότοποι, αστικές περιοχές που περιλαμβάνουν οικισμούς μόνιμης και β κατοικίας, γεωργικές, κτηνοτροφικές και βιομηχανικές εκτάσεις, αρχαιολογικοί χώροι και μνημεία, μονάδες μεταποίησης προϊόντων (Αγγελίδης και Οικονόμου, 2005). Σχήμα 3: Κατάταξη των παράκτιων Δημοτικών Διαμερισμάτων της Ελλάδας ανάλογα με την ένταση της τουριστικής τους δραστηριότητας (Αγγελίδης και Οικονόμου, 2008) 24

25 Το 33% του συνολικού πληθυσμού της Ελλάδας κατοικεί σε παράκτιες περιοχές με απόσταση από την ακτή 1-2χλμ. Επίσης, τα μεγαλύτερα αστικά κέντρα της χώρας είναι χωροθετημένα εντός της Παράκτιας Ζώνης, ενώ οι 12 από το σύνολο των 13 περιφερειών της επικράτειας είναι καταγεγραμμένες ως παράκτιες περιοχές. Τέλος, στην Παράκτια Ζώνη δραστηριοποιείται ο τουρισμός και λοιπές δραστηριότητες αναψυχής σε ποσοστό 90%, το 80% της συνολικής βιομηχανικής δραστηριότητας, το 35% της συνολικής αγροτικής γης, οι υδατοκαλλιέργειες και η αλιεία, καθώς και μεγάλο μέρος του συνόλου των υποδομών (ΥΠΕΚΑ, 2006). Η τρωτότητα της Παράκτιας Ζώνης έναντι σε φυσικούς κινδύνους και καταστροφές αυξάνεται με τις αλλαγές που γίνονται στις χρήσεις γης. Παλαιότερα, όπου η ανθρώπινη επίδραση περιοριζόταν κυρίως στις παραδοσιακές γεωργικές και κτηνοτροφικές δραστηριότητες και οι οικισμοί των ανθρώπων καταλάμβαναν ένα μικρό ποσοστό των ακτών, και συνεπώς η συνολική σχεδόν έκταση των ακτών βρισκόταν σε φυσική ή ημιφυσική κατάσταση και η Παράκτια Ζώνη δεν ήταν πυκνοκατοικημένη, τα ακραία και βίαια καιρικά φαινόμενα προκαλούσαν μικρότερης έντασης καταστροφικά αποτελέσματα. Στις μέρες μας, τα αποτελέσματα από τα ακραία καιρικά φαινόμενα και τους φυσικούς κινδύνους, όπως είναι για παράδειγμα οι καταιγίδες, οι τυφώνες, οι πλημμύρες και οι σεισμογενείς κυματισμοί, τα οποία ενισχύονται σημαντικά και από την κλιματική αλλαγή, είναι καταστροφικά σε σημαντικό βαθμό για τις περισσότερες παράκτιες ζώνες, στις οποίες φιλοξενείται πληθώρα δραστηριοτήτων (Χατζημπίρος και Παναγιωτίδης, 2008). Η επιτάχυνση στον ρυθμό μεταβολής της μορφολογίας του παράκτιου συστήματος προκαλείται, εκτός από την υπερβολική συγκέντρωση αστικού πληθυσμού στις παράκτιες ζώνες, από τις ανταγωνιστικές χρήσεις της παράκτιας γης που δημιουργούν οι υποδομές του τουρισμού και των μεταφορών, των βιομηχανιών και της ενέργειας, της γεωργίας, της αλιείας και των υδατοκαλλιεργειών (EEA, 2000). Η οικονομική ανάπτυξη των περιοχών της παράκτιας ζώνης, που σημειώνεται κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών στα μεσαία και τα μικρομεσαία κοινωνικά στρώματα, ασκεί σημαντική πίεση στο περιβάλλον αρκετών παράκτιων ζωνών λόγω των αυξημένων καταναλωτικών απαιτήσεων αυτών. Γίνεται εύκολα αντιληπτό ότι για την διατήρηση της φυσικής εξέλιξης των πραγμάτων δεν είναι απαραίτητος ο ειδικός σχεδιασμός. Ωστόσο, η έντονη τουριστική δραστηριότητα που βρίσκεται σε αιχμή κατά τους θερινούς και συνεπώς τους ξηρότερους μήνες, παράλληλα με την κοινωνική ερήμωση τον χειμώνα, επιβαρύνει δυσανάλογα όχι μόνο τις λειτουργίες του φυσικού περιβάλλοντος αλλά και της κοινωνίας. Συμπεραίνουμε έτσι ότι με το να εκμεταλλευόμαστε χωρίς όρια το περιβάλλον, υπονομεύουμε τη συνεκτική λειτουργία τόσο της κοινωνίας όσο και των οικοσυστημάτων (Χατζημπίρος και Παναγιωτίδης, 2008). 25

26 Στη χώρα μας, με τον σχεδιασμό, τις μεθοδολογίες και την στρατηγική που έχουν υιοθετηθεί από τους εμπλεκόμενους φορείς, δεν έχει αποδοθεί σε ικανοποιητικό βαθμό η περιβαλλοντική διάσταση του προβλήματος στα περιφερειακά και αναπτυξιακά προγράμματα (Μπεριάτος, 2013). Στην παράλειψη αυτή οφείλονται ως ένα μεγάλο βαθμό τα περιβαλλοντικά αλλά και χωρικά προβλήματα που συναντώνται συνήθως στα αστικά και ιδιαιτέρως στα παράκτια κέντρα και στις περιοχές γύρω από αυτά. 1.4 Μηχανισμοί κίνησης και μεταφοράς φερτών υλών Διάδοση κυματισμών στον παράκτιο χώρο Ως επιφανειακοί θαλάσσιοι κυματισμοί ορίζονται οι διαταραχές που προκαλεί η δύναμη της βαρύτητας στην επιφάνεια των θαλάσσιων μαζών. Η πιο απλή μορφή των διαταραχών αυτών είναι ο γραμμικός κυματισμός, τα γεωμετρικά στοιχεία του οποίου απεικονίζονται στο Σχ.2 Υπάρχουν πολλοί και ποικίλοι παράγοντες γενέσεως επιφανειακών ή εσωτερικών κυματισμών στη φύση, οι κυριότεροι εκ των οποίων είναι η επίδραση του ανέμου στην επιφάνεια της θάλασσας, η διαφοροποιήσεις της βαρομετρικής πίεσης ή της πυκνότητας των θαλάσσιων μαζών στις διάφορες θέσεις, η αστρονομική παλίρροια και οι θαλάσσιοι σεισμοί. Οι θεωρίες 1 ης και 2 ης τάξης, δηλαδή γραμμικών και μη γραμμικών κυματισμών αντίστοιχα, έχουν προταθεί για την αναλυτική περιγραφή των δισδιάστατων κυματισμών, ωστόσο δεν θα αναλυθούν περαιτέρω στην παρούσα εργασία. 26

27 Σχήμα 3: Γεωμετρικά στοιχεία κυματισμού (Καραμπάς- 2015) Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ο άνεμος αποτελεί τον πλέον σημαντικό παράγοντα γενέσεως κυματισμών. Μέσω κάποιων επιχειρησιακών μοντέλων είναι δυνατόν να προβλέψουμε κάποια από τα χαρακτηριστικά τους, όπως είναι το ύψος και η περίοδος. Ωστόσο, τα αποτελέσματα από τα μοντέλα αυτά μπορεί να απέχουν πολύ από τις μορφές των κυματισμών που προκύπτουν στην πραγματικότητα, σε περιπτώσεις όπου στην ακτή υπάρχουν τεχνικά έργα ή και στερεά όρια ακτών είτε σε περιοχές τυχαίας και πολύπλοκης βυθομετρίας. Συγκεκριμένα, όταν στο πεδίο ροής στη θάλασσα υφίσταται τεχνητό ή φυσικό εμπόδιο, τα γεωμετρικά και κινηματικά χαρακτηριστικά των προσπιπτόντων κυματισμών αλλάζουν, εξαιτίας των φαινομένων της θραύσης και της ανάκλησης, της διάθλασης και της περίθλασης και της αναρρίχησης στην ακτή. Σαν συνέπεια αυτού μπορεί να προκληθεί λόγω της μεταβολής της ορμής των κυμάτων κυκλοφορία του νερού μέσω κυματισμού παράλληλα στην ακτή (longshore current) αλλά και εγκάρσια στην ακτή με κατεύθυνση προς τα ανοιχτά (rip current) (Σχ. 4) Η μεταφορά φερτών υλών στον παράκτιο χώρο οφείλεται σημαντικά στο κυματογενές αυτό ρεύμα, ενώ συγχρόνως εξαιτίας αυτού οι ακτές έχουν προσανατολιστεί κάθετα στους συνήθεις και κύριους προσπίπτοντες κυματισμούς με φυσικό τρόπο. Σημαντική ωστόσο είναι και η συνεισφορά των ανεμογενών θαλάσσιων ή παλιρροϊκών ρευμάτων στη μεταφορά φερτών υλών στην ακτή. 27

28 Σχήμα 4: Ρεύμα παράλληλο προς την ακτή (longshore current) (Καραμπάς- 2015) Φυσική περιγραφή των μηχανισμών μεταφοράς φερτών υλών στον παράκτιο χώρο Σε συνθήκες πλήρους έλλειψης κυματισμών και ρευμάτων δεν πραγματοποιείται στον πυθμένα μετακίνηση κοκκώδους υλικού. Ο κυριότερος παράγοντας που συνδράμει στην αποσταθεροποίηση των κόκκων των ιζημάτων είναι η υδροδυναμική κατάσταση που επικρατεί κοντά στον πυθμένα όταν υπάρχουν κυματισμοί ή ρεύματα. Στο Σχ. 5 φαίνονται ποιοτικά οι διάφορες δυνάμεις που δρουν πάνω σε έναν κόκκο που βρίσκεται στην επιφάνεια του πυθμένα. Έτσι λοιπόν καταλαβαίνουμε ότι οι κατάλληλες συνθήκες αποκόλλησης των κόκκων από την επιφάνεια του πυθμένα μπορεί να προκληθούν από τη δράση ορθών και διατμητικών τάσεων από το κινούμενο νερό, από τις αντιδράσεις στηρίξεως μεταξύ των κόκκων, από δυνάμεις προσκρούσεως άλλων κόκκων και από τις υδροδυναμικές υποπιέσεις λόγω διηθήσεως. 28

29 Σχήμα 5: Δυνάμεις που επιδρούν στον κόκκο μη συνεκτικού υλικού («ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΚΤΙΑ ΤΕΧΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΑ ΛΙΜΕΝΙΚΑ ΕΡΓΑ» του Χριστόφορου Κουτίτα, Θεσ/νίκη 1998) Οι μοριακές δυνάμεις συνοχής που υφίστανται σε συνεκτικά εδάφη, στις περιπτώσεις δηλαδή λεπτόκοκκων εδαφών όπως τα αργιλικά, και κυρίως σε περιπτώσεις που έχει ξεκινήσει η διαδικασία στερεοποιήσεως, δυσκολεύουν την διάβρωση του πυθμένα. Οι μαθηματικές σχέσεις που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό και την περιγραφή της έναρξης της αποκόλλησης αλλά και του ρυθμού μεταφοράς των κόκκων βασίζονται σε ολοκληρωτικές ισορροπίες που αφορούν στοιχεία ελέγχου κόκκων με πολύ μεγαλύτερες διαστάσεις και είναι εμπειρικές. Η κίνηση των κόκκων, αφού αποσταθεροποιηθούν, δύναται να πραγματοποιηθεί με δύο τρόπους, είτε με διαδοχικά άλματα και κύλιση στον πυθμένα, όπου υπάρχει περιοδική επαφή με τον πυθμένα, είτε σε αιώρηση μέσα στην υδάτινη στήλη, όπου δεν υπάρχει καμία επαφή με τον πυθμένα. Η ποσότητα βάρους των κόκκων ανά μονάδα όγκου αιωρήματος μειώνεται με ομαλό ρυθμό με σχεδόν εκθετικό τρόπο όσο απομακρυνόμαστε από τον πυθμένα προς την επιφάνεια. Παρόλα αυτά είναι παγιωμένη η τεχνητή διάκριση μεταφοράς του φορτίου φερτών υλών σε δύο διακεκριμένους τρόπους, αυτόν του φορτίου πυθμένα και αυτόν του φορτίου σε αιώρηση. Η πρόβλεψη διαβρώσεων ή αποθέσεων άμμου στον παράκτιο χώρο, μέσω της μεταβολής της στάθμης του πυθμένα με το χρόνο, δύναται να προσδιοριστεί με την εξίσωση κίνησης της μάζας. Η στερεοπαροχή πυθμένα περιορίζεται σε ένα στρώμα πάχους διπλάσιου της χαρακτηριστικής διάστασης ανωμαλιών του πυθμένα, ενώ η στερεοπαροχή φερτών υλών που βρίσκονται σε αιώρηση έχει έκταση από το στρώμα αυτό έως την επιφάνεια της θάλασσας. Υπό συγκεκριμένες υδροδυναμικές συνθήκες η μεταβολή της μορφολογίας του πυθμένα, ή πιο συγκεκριμένα ο ρυθμός 29

30 μεταβολής της στάθμης του πυθμένα, υπολογίζεται από την εξίσωση που βασίζεται στην αρχή διατηρήσεως της μάζας ή του όγκου των φερτών υλών. Η διατμητική τάση του πυθμένα είναι το φυσικό μέγεθος που αποτελεί τον καθοριστικότερο παράγοντα για την αποσταθεροποίηση των κόκκων. Στην ποτάμια υδραυλική υπάρχει εκτεταμένη εμπειρία γύρω από το μέγεθος της διατμητικής τάσης. Σε περίπτωση που μπορέσει να καθοριστεί το μέγεθος της διατμητικής τάσης που προκύπτει από τον συνδυασμό κυματισμών και ρευμάτων, η εμπειρία αυτή δύναται να εφαρμοστεί και στις παράκτιες διεργασίες στερεομεταφοράς της ακτομηχανικής. Έχουν διατυπωθεί διάφορες θεωρίες σε σχέση με τον φυσικό μηχανισμό παράκτιας στερεομεταφοράς. Ωστόσο, αυτή που υπερέχει είναι του Bagnold (1964) σύμφωνα με την οποία απέδειξε ότι οι βασικοί παράγοντες αποσταθεροποίησης των κόκκων του πυθμένα είναι οι κυματισμοί και στη συνέχεια γίνεται η μεταφορά τους σε σημαντικές οριζόντιες αποστάσεις μέσω των θαλάσσιων ρευμάτων. Η κατακόρυφη διάχυση των φερτών υλών σε αιώρηση προκαλείται από την τυρβώδη ροή του ρεύματος, επαυξημένη από τις περιοδικές τροχιές των κυματισμών. Η διαφοροποίηση της μορφολογίας του πυθμένα ανάμεσα σε συνθήκες περιβάλλοντος επικράτησης μέτριας εντάσεως ρευμάτων και συνθήκες κυματισμών από αμμοκύματα ύψους μερικών εκατοστών, προκαλεί συγχρόνως και ανόμοιες συνθήκες ροής στον πυθμένα αλλά και κατακόρυφης αναρπαγής προς την υδάτινη στήλη. Σχήμα 5: Κίνηση κόκκων κοντά στον πυθμένα (Καραμπάς ) 30

31 Ένα μέρος από την κυματική ενέργεια καταναλώνεται για την αποκόλληση και στη συνέχεια την κατακόρυφη διάχυση των κόκκων, το οποίο συμπληρώνεται από την τυρβώδη κινητική ενέργεια του ρεύματος και έτσι πραγματοποιείται η οριζόντια μεταφορά. Εξαιτίας του ότι το μέγεθος των δύο συνιστωσών διαφέρει στις δύο κύριες κατευθύνσεις μεταφοράς φερτών υλών, παρόλο που αυτό δεν έχει απόλυτη φυσική ισχύ, οι διεργασίες κωδικοποιούνται σε δύο διαφορετικές κατευθύνσεις, την παράλληλη και την εγκάρσια ως προς την ακτή Μεταφορά φερτών υλών εγκάρσια στην ακτή Η πρώτη από τις δύο συνιστώσες μεταφοράς φερτών υλών που συμβάλλει στη διαμόρφωση του προφίλ μίας ακτής είναι η εγκάρσια μεταφορά. Διακρίνονται εγκάρσια στην ακτή δύο ζώνες, η πρώτη μεταξύ του ορίου επίδρασης των κυματισμών προς την ανοιχτή θάλασσα και της γραμμής θραύσης και η δεύτερη από τη γραμμή θραύσης έως το όριο αναρρίχησης των κυματισμών στην ακτή. Το τμήμα της δεύτερης ζώνης μεταξύ της ακτογραμμής και του ορίου αναρρίχησης των κυματισμών αποτελεί το μέτωπο της ακτής, ενώ το τμήμα πίσω από αυτές τις ζώνες και έως το μέγιστο όριο αναρρίχησης των χειμερινών κυματισμών αποτελεί την ράχη της ακτής. Οι εγκάρσιες διαδικασίες μεταφοράς φερτών υλών επηρεάζουν σημαντικά τη διαμόρφωση του βάθους του νερού ή του έξαλου υψομέτρου των παραπάνω ζωνών. Ο βαθμός επιδράσεως των κυματισμών υπολογίζεται από την σχέση των Swart - Flemming ή την αντίστοιχη του Halmeier που συσχετίζει την μέγιστη κυματική ταχύτητα κοντά στον πυθμένα με τη διάμετρο και το ειδικό βάρος των φερτών υλών. Από την σχέση αυτή προκύπτουν οι δυνατοί συνδυασμοί Η και Τ από τους οποίους υπολογίζεται το οριακό βάθος επίδρασης d των κυματισμών. Οι κυματισμοί που δρουν αποσταθεροποιητικά σε συνδυασμό με τα δευτερογενή ρεύματα εγκάρσια στην ακτή προκαλούν την εγκάρσια μεταφορά. 31

32 Τα προφίλ της ταχύτητας του ρεύματος που αναπτύσσονται φαίνονται στο Σχ. 7 ενώ η μέση τιμή του ρεύματος σε συνάρτηση προς το βάθος είναι μηδέν. Σχήμα 7: Προφίλ ταχύτητας δευτερογενούς ρεύματος εγκάρσια στην ακτή έξω και μέσα στη ζώνη θραύσης. (Καραμπάς ) Ως αποτέλεσμα αυτών των κυματισμών προκύπτει η διαμόρφωση δύο διαφορετικών προφίλ ακτής, το χειμερινό και το θερινό. (Σχ. 8) Στο χειμερινό προφίλ δημιουργείται ένας επιμήκης ύφαλος παράλληλος προς την ακτή ο οποίος την προστατεύει μέχρι να αποκατασταθεί η ισορροπία θραύοντας και μειώνοντας έτσι το ύψος των διαδιδόμενων πίσω από αυτόν κυματισμών. Αυτό είναι αποτέλεσμα της διάβρωσης μέρους του υλικού του μετώπου της ακτής και του τμήματος του βυθού ανάμεσα στη γραμμή θραύσης και την ακτογραμμή και μεταφοράς του στην περιοχή θραύσης. Αντίθετα, η ακτή εμπλουτίζεται με κοκκώδες υλικό και επανέρχεται υλικό στο έξαλο μέτωπο αυτής μειώνοντας παράλληλα το ύψος του επιμήκους αυτού ύφαλου, με τη δράση των θερινών κυματισμών μικρής καμπυλότητας. 32

33 Σχήμα 8: Χειμερινό και θερινό προφίλ ακτής. (Καραμπάς ) Οι σύγχρονες μαθηματικές και πειραματικές τεχνικές έχουν επιτύχει την προσομοίωση και την ποσοτική περιγραφή των διεργασιών της διάβρωσης ή εναπόθεσης. Οι σχέσεις των Dean και Sunamura - Horikawa που φαίνονται παρακάτω προσεγγίζουν με σχετικά απλό τρόπο την αποτίμηση των συνθηκών διάβρωσης ή εναπόθεσης σε σχέση με τις κυματικές συνθήκες αλλά και την κοκκομετρία. Σχέση Dean: 33

34 Όπου, H o: το ύψος στα βαθειά νερά, Τ: η περίοδος και w f: η ταχύτητα καθίζησης των κόκκων Για Fo> 1 προκαλείται διάβρωση ενώ για Fo < 1 προκαλείται εναπόθεση υλικού στην ακτή. Σχέση Sunamura - Horikawa: Για Go >18 προκαλείται διάβρωση ενώ για Go <18 προκαλείται εναπόθεση υλικού στην ακτή Μεταφορά φερτών υλών παράλληλα στην ακτή Παρόλο που η παράλληλη συνιστώσα μεταφοράς φερτών υλών (παράκτια) επιδρά σε όλο το εύρος της ζώνης επίδρασης των κυματισμών στο υλικό της ακτής, παίρνει τη μέγιστη τιμή της στη ζώνη θραύσης. Αυτό οφείλεται στο ότι στη ζώνη αυτή, αφενός δημιουργείται το παράκτιο ρεύμα λόγω της λοξής θραύσης των κυματισμών, και αφετέρου η τύρβη του νερού μεγιστοποιεί τους ρυθμούς γένεσης και απόσβεσης, αφού εκτός από το φορτίο πυθμένα συνεπάγεται και μεγάλο φορτίο σε αιώρηση. Ο συσχετισμός μεταξύ της παράκτιας παροχής σε βυθισμένο βάρος ή όγκος φερτών υλών και της παράκτιας ροής της κυματικής ενέργειας, ένα τμήμα της οποίας μετατρέπεται σε παράκτιο ρεύμα και ένα άλλο σε τυρβώδη κινητική ενέργεια, έχει οριστικοποιηθεί μέσα από τα αποτελέσματα συστηματικών ερευνών που έλαβαν μέρος στις ακτές των Η.Π.Α. και της Βόρειας και Δυτικής Ευρώπης. 34

35 1.5 Ισοζύγιο φερτών υλών Η μεταφορά φερτών υλών εγκάρσια και παράλληλα στην ακτή όταν συμβαίνει σε μικρό σχετικά πλάτος της παράκτιας θαλάσσιας ζώνης, είναι εξαιρετικής σημασίας αφού επηρεάζει μορφολογικά τις ακτές. Η εκτίμηση του ετήσιου ισοζυγίου φερτών υλών σε ένα μέρος της ακτής που μπορεί να είναι από τη φύση του προβληματικό ή να απειλείται από τις αναδράσεις της φύσης πάνω σε ένα υπό μελέτη κατασκευαστικό έργο αποτελεί σημαντικό τεχνικό πρόβλημα. Ένα μέρος της ακτής το οποίο μεταβάλλεται στο χρόνο εξαιτίας των στερεομεταφορών με ανεξάρτητο τρόπο από την υπόλοιπη ακτή ορίζεται ως παράκτια φυσιογραφική μονάδα. Στη μονάδα αυτή μπορεί να περιλαμβάνονται αρκετές πηγές αλλά και παγίδες φερτών υλών. Οι σημαντικότερες πηγές φερτών υλών είναι τα υδατορεύματα αφού μεταφέρουν περίπου 14 δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα φερτών υλών το χρόνο σε παγκόσμιο επίπεδο. Η ποσότητα αυτή των φερτών υλών προέρχεται συνήθως από διάβρωση χερσαίων εκτάσεων και είναι σε μεγάλο ποσοστό αργιλώδες και ιλυώδες ενώ ένα μέρος του μικρότερο του 5% είναι αμμώδες. Τα υλικά που είναι πιο χονδρόκοκκα παραμένουν στις ακτές, ενώ τα υπόλοιπα υλικά καθιζάνουν στον πυθμένα σε μεγαλύτερα βάθη. Λιγότερο σημαντικές πηγές φερτών υλικών είναι η διάβρωση γαιωδών όγκων εντός της παράκτιας ζώνης, η μεταφορά κόκκων μέσω των ανέμων, η βιογενής φυσική απόθεση κελύφων νεκρών θαλάσσιων οργανισμών και η ανθρωπογενής τεχνητή τροφοδοσία ακτών. Από την άλλη, σημαντικότερες παγίδες φερτών υλών αποτελούν παγκοσμίως τα παλιρροϊκά στόμια, στα οποία οι εισερχόμενες στερεοπαροχές κατά την πλημμυρίδα είναι μεγαλύτερες από τις εξερχόμενες κατά την άμπωτη, καθώς επίσης και τα υφαλοπρανή και τα υποβρύχια φαράγγια, τα οποία παγιδεύουν μεγάλες ποσότητες φερτών υλικών καθώς αυτά οδηγούνται προς τα ανοιχτά. Ακόμη, τρόποι δέσμευσης φερτών υλών υπό φυσικές συνθήκες αποτελούν η ανεμογενής ή κυματογενής μετακίνηση προς την εσωτερική ζώνη των αμμοθινών, η λείανση λόγω της τριβής των ανθρακικών υλικών της ακτής και τέλος οι αμμοληψίες. Ωστόσο, και τα παράκτια τεχνικά έργα αποτελούν κύριες παγίδες φερτών υλών, αφού υφίστανται μέσα στη ζώνη θραύσης της κυρίαρχης στερεομεταφοράς, έχοντας ως αποτέλεσμα την κατακράτηση μέρους των ιζημάτων που κινούνται κατά μήκος της ακτής. Φυσικά, κάποιες φορές η κατασκευή τέτοιων έργων γίνεται με αυτή τη σκοπιμότητα, δηλαδή για παράδειγμα για τον εμπλουτισμό μιας ακτής που υπόκειται διάβρωση, ενώ σε αντίθετη περίπτωση κάτι τέτοιο θα μπορούσε να αποδειχθεί ανούσιο ή ακόμη και επιζήμιο, όπως για παράδειγμα προκαλώντας ρήχωση σε μία λιμενολεκάνη. Η ποσοτική ανάλυση του ετήσιου ισοζυγίου φερτών υλών κατά μήκος μιας ακτής μπορεί να γίνει μέσω της σχέσης της παράκτιας στερεοπαροχής. Έχοντας ως αφετηρία το όριο μιας παράκτιας φυσιογραφικής μονάδας χωρίζεται η ακτή σε επιμέρους τμήματα και υπολογίζεται το αλγεβρικό άθροισμα των συνολικών όγκων φερτών υλών που μεταφέρονται προς τη μια και την άλλη 35

36 κατεύθυνση ξεχωριστά. Έτσι, εξακριβώνεται αν το ισοζύγιο φερτών υλών ισορροπεί ή παρουσιάζει έλλειμμα ή περίσσεια κατά τη διάρκεια του έτους. Στα επιμέρους τμήματα όπου εμφανίζεται έλλειμμα αναμένεται διάβρωση της ακτής ενώ στα τμήματα με περίσσεια προσάμμωση της ακτής. Όταν υπερέχει η μία από τις δύο κατευθύνσεις παράκτιας στερεομεταφοράς σε μια ακτή, υπάρχει δηλαδή ανοιχτό ισοζύγιο φερτών υλικών, μπορεί να προκληθούν άμεσα πληθώρα μορφολογικών αποτυπωμάτων τα οποία διακρίνονται με μια πιο προσεκτική παρατήρηση. Δύναται να προσδιοριστεί, με τη χρήση μαθηματικού ομοιώματος, το μήκος της ακτής που διαπιστώθηκε ανοιχτό ισοζύγιο όγκου φερτών καθώς και ο βαθμός υποχώρησης ή προώθησης της ακτογραμμής. Ανάλογα παραδείγματα μεταβολής της μορφολογίας της ακτογραμμής σε ακτή όπου υπερέχει η προς τα δεξιά συνιστώσα στερεοπαροχής και είναι κατασκευασμένα τεχνικά έργα ή φυσικά εμπόδια, απεικονίζονται παρακάτω στο Σχ. 9. Σχήμα 9: Μορφοποίηση ακτογραμμής παρουσίας φυσικών ή τεχνητών εμποδίων. («ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΚΤΙΑ ΤΕΧΝΙΚΗ ΚΑΙ ΤΑ ΛΙΜΕΝΙΚΑ ΕΡΓΑ» του Χριστόφορου Κουτίτα, Θεσ/νίκη 1998) 36

37 Κεφάλαιο 2 ο : Το φαινόμενο της διάβρωσης 2.1 Μηχανισμοί διάβρωσης Στη διαμόρφωση των παράκτιων τοπίων συνέβαλαν οι διαδικασίες διάβρωσης των ακτών και της πρόσχωσης στη διάρκεια των ετών, γεγονός που είχε ως συνέπεια τη δημιουργία μιας μεγάλης ποικιλίας παράκτιων τύπων. Δύο είναι οι κύριοι μηχανισμοί που καθορίζουν τη δυναμική της παράκτιας περιοχής: ο μηχανισμός τροφοδοσίας των ακτών με φερτές ύλες και ο μηχανισμός διευθέτησης των υλών αυτών στις ακτές. Το φαινόμενο της διάβρωσης εμφανίζεται λόγω των διαδικασιών και τυχόν μεταβολών που προκαλούν αυτές στους μηχανισμούς αυτούς. Ο μηχανισμός τροφοδοσίας των ακτών με φερτές ύλες εξαρτάται από το γεωλογικό υπόστρωμα της ευρύτερης περιοχής, από τη γεωμορφολογία, από το υδρογραφικό δίκτυο της περιοχής και τη μεταφορική ικανότητα αυτού, το μικροκλίμα της περιοχής και τη φυτοκάλυψη. Ο πιο σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει το υδρογραφικό δίκτυο είναι οι βροχοπτώσεις. Η μεταφορική ικανότητα του υδρογραφικού δικτύου ενισχύεται από τα έντονα φαινόμενα βροχοπτώσεων, με αποτέλεσμα οι μεγάλες ποσότητες φερτών υλών να καταλήγουν στις ακτές (Κουτίτας,1996). Οι βροχοπτώσεις και η κατά μήκος κίνηση στις κοίτες των ποταμών προκαλούν τη διάβρωση των χερσαίων εδαφών, η οποία παρέχει σημαντικές ποσότητες χερσαίων ιζημάτων προς την ακτή. Τα ιζήματα αυτά μαζί με εκείνα που προκύπτουν από τα παράκτια χαρακτηριστικά, προσφέρουν το απαραίτητο υλικό για την ανάπτυξη των υπεράκτιων υφάλων, των αμμόλοφων, των αμμωδών παραλίων, των κρημνών και διάφορων άλλων παράκτιων τύπων. Όλα τα παραπάνω συντελούν στη δημιουργία ενός ολοκληρωμένου παράκτιου οικοσυστήματος, στο οποίο αναπτύσσονται πλήθος δραστηριοτήτων (Eurosion, 2004a). Ο μηχανισμός διευθέτησης των φερτών υλών, σε αντιπαράθεση με το μηχανισμό τροφοδοσίας, εξαρτάται κατά κύριο λόγο από το ανεμολογικό-κυματικό καθεστώς της περιοχής. Έντονο ανεμολογικό καθεστώς δημιουργεί έντονη διαταραχή της διεπιφάνειας αέρα θάλασσας, έχοντας ως συνέπεια να δημιουργούνται έντονοι κυματισμοί, οι οποίοι αποτελούν έναν από τους κύριους παράγοντες αποσταθεροποίησης των κόκκων και μεταφοράς τους σε μεγάλες οριζόντιες αποστάσεις λόγω των θαλάσσιων ρευμάτων (Κουτίτας, 1996). Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι οι ακτές αποτελούν ένα χώρο δέκτη σημαντικών ποσών θαλάσσιας ενέργειας. Ένα μέρος της ενέργειας του ανέμου, η οποία παράγεται στην ανοιχτή θάλασσα μεταφέρεται στην επιφάνεια της θάλασσας μέσω της τριβής. Η εν λόγω ενέργεια μεταδίδεται δια μέσω κυματισμών προς τη ξηρά με υψηλό βαθμό διάχυσης. Σημαντικές μεταβολές στις ακτές είναι πιθανόν να παρατηρηθούν εξαιτίας της ταχύτητας μετάδοσης αλλά και του μεγέθους της συνολικής παραγόμενης ενέργειας. Η διάχυση αυτής της ενέργειας των κυμάτων και 37

38 των ανέμων προκαλεί εν μέρει τη διάβρωση των ακτών. Το βάθος και η μορφολογία της ακτής αλλά και η κλίση του θαλάσσιου πυθμένα είναι αυτά που καθορίζουν το μέγεθος αυτής της διάχυσης (Μαντόγλου, 2003). Έτσι, από το συγκεκριμένο μηχανισμό διάβρωσης οι ακτές που επηρεάζονται σε μεγαλύτερο βαθμό είναι οι αμμώδεις, ρηχές και με ήπια κλίση πυθμένα. Ωστόσο, η διάβρωση που προκαλείται εξαρτάται και από το μέγεθος και τη συχνότητα των κυματισμών που φτάνουν στην ακτή. Συγκεκριμένα, το αποτέλεσμα που προκαλούν οι μικροί κυματισμοί μπορεί να γίνουν αντιληπτά μετά την πάροδο μακροχρόνιας περιόδου, ενώ αντίθετα η διάβρωση από τους κυματισμούς που προέρχονται από έντονα καιρικά φαινόμενα, όπως είναι οι καταιγίδες, οι οποίοι έχουν μεγάλο ύψος και συγχρόνως εκδηλώνονται σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα, είναι εμφανώς εντονότερη. Είναι γεγονός ότι οι μηχανισμοί της διάβρωσης συνδέονται άρρηκτα με το ισοζύγιο των φερτών υλών και συνεπώς με τους παράγοντες αποστέρησης των ακτών από αυτές, οι οποίοι μπορεί να είναι είτε φυσικοί είτε τεχνητοί. Μία φυσική διαδικασία που αναφέρεται βέβαια σε σύντομες χρονικές περιόδους και έτσι δεν δύναται να οδηγήσει σε εκτεταμένη διάβρωση της ακτής από μόνη της, αποτελεί η έλλειψη κυματισμών και ρευμάτων σε μια θαλάσσια παράκτια περιοχή η οποία μπορεί να ελαττώσει σημαντικά τη μεταφορά φερτών υλών σε αυτή και συγκεκριμένα των κόκκων του πυθμένα και συνεπώς να καταλήγει στην ακτή μικρότερη ποσότητα ιζήματος και να επηρεάζεται η τελική διαμόρφωση της ακτής. Επιπλέον, η μειωμένη παροχή φερτών υλών είναι πιθανό να οφείλεται σε μη συμφωνία ανάμεσα στους ανέμους και τους κυματισμούς, αφού η σύγκρουση των διευθύνσεων του ανέμου που επικρατεί σε μια περιοχή και της διεύθυνσης διάδοσης των κυματισμών όχι μόνο περιορίζει την ποσότητα των φερτών υλών που αποτίθενται στην ακτή αλλά δύναται να τις μεταφέρει σε πολύ μεγάλες αποστάσεις από αυτή ( Ανδρεδάκη, Μανωλία, 2014). Επιπρόσθετα, μπορεί να πραγματοποιηθεί παγίδευση φερτών υλών από την πλευρά της θάλασσας και από πολλές υποθαλάσσιες μορφές, όπως είναι οι φυσικοί ύφαλοι και τα υποβρύχια φαράγγια, στις οποίες συγκρατούνται ή χάνονται, αντίστοιχα, σημαντικές ποσότητες φερτών υλών κατά τη μεταφορά τους προς την ακτή μέσω των ρευμάτων και των κυματισμών. Ωστόσο, αποστέρηση της ακτής μπορεί να προκληθεί και από φυσικούς μηχανισμούς που διαδραματίζονται στο χερσαίο παράκτιο τμήμα και οδηγούν στη διάβρωσή της μέσω του περιορισμού της ποσότητας της παροχής φερτών υλών σε αυτή. Έτσι, η ελάττωση της συχνότητας εμφάνισης αλλά και της έντασης των κατακρημνίσεων επιφέρει μείωση της μεταφορικής ικανότητας του υδρολογικού δικτύου με αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση της εναπόθεσης φερτής ύλης. Σε αυτό συντελεί σημαντικά και η παράκτια φυτοκάλυψη αλλά και οι αμμοθίνες η παρουσία των οποίων προκαλεί τη συγκράτηση μεγάλων ποσοτήτων φερτών υλών που μεταφέρονται είτε μέσω των ανέμων είτε μέσω των υδάτων που απορρέουν (Κουτίτας, 1996). Τέλος, ένα διαφορετικό τύπο διάβρωσης αποτελεί η απορρίνιση 38

39 που προκαλείται από τις αλλοιώσεις στα πετρώματα που οφείλεται στην έντονη δράση των ανέμων αλλά και στη μεταφορά και εναπόθεση στο έδαφος φερτών υλικών όπως είναι η άμμος και τα διάφορα πετρώματα (Λυκούδη, 2005). Στην παρακάτω εικόνα απεικονίζονται οι σημαντικότεροι μηχανισμοί διάβρωσης που αναλύθηκαν παραπάνω. Εικόνα 1: Φυσικοί μηχανισμοί διάβρωσης (Καρύμπαλης, 2010) Εκτός από τους φυσικούς μηχανισμοί αποστέρησης της ακτής από φερτές ύλες που αναλύθηκαν παραπάνω, μεταβολές στο ισοζύγιο των φερτών υλών με ελάττωση της ποσότητας των φερτών υλών που εναποτίθεται ανάντη της ακτογραμμής και τελικά τη διάβρωση αυτής, μπορούν να προκληθούν και από ανθρωπογενείς παράγοντες. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν τα αντιδιαβρωτικά έργα προστασίας στο χερσαίο τμήμα, όπως τα αντιπλημμυρικά ή τα τεχνικά έργα ορεινής υδρονομίας, τα οποία συγκρατούν μεγάλες ποσότητες φερτών υλών οι οποίες σε άλλη περίπτωση θα οδηγούνταν στις ακτές αποτελώντας υλικά απόθεσης. Επίσης, τεχνικά έργα εξαιτίας των οποίων δεσμεύεται ένα μέρος των φερτών υλικών τα οποία θα κατέληγαν στην ακτή με τη μορφή της απόθεσης, με αποτέλεσμα την μετατόπιση της ακτογραμμής προς την ξηρά και την αύξηση της τρωτότητάς της στη διάβρωση, είναι και τα φράγματα αλλά και τα αναχώματα που ναι μεν κατασκευάζονται για την κάλυψη διαφόρων αναγκών των ανθρώπων, όπως είναι η προστασία, η ύδρευση και η άρδευση, ωστόσο επιδρούν αρνητικά και σε μεγάλο βαθμό στο ισοζύγιο των φερτών υλών (Κουτίτας, 1996). Ωστόσο στους ανθρωπογενείς παράγοντες που επιφέρουν διάβρωση ανήκουν και τα τεχνικά έργα προστασίας των ακτών, τα οποία λόγω της αλλαγής διεύθυνσης των 39

40 κυματισμών και των διαδικασιών που προκαλούν σε αυτούς, όπως διάθλαση και περίθλαση, δημιουργούν έντονα φαινόμενα διάβρωσης στα κατάντη του έργου, παρόλο που στα ανάντη αυτών παρατηρείται πρόσχωση. Επιπλέον, τα έργα αυτά δύνανται να προκαλέσουν ολική ή έστω και μερική διακοπή της παράκτιας στερεοπαροχής αφού συνήθως είναι κατασκευασμένα εντός της ζώνης θραύσης των κυματισμών εντός της οποίας κινείται ο μεγαλύτερος όγκος των ιζημάτων. Τέτοια έργα αποτελούν οι κυματοθραύστες, οι βραχίονες, οι μόλοι, οι τοίχοι προστασίας και οι κρηπιδότοιχοι, και, όπως είναι λογικό, ο βαθμός προστασίας τους καθώς και η τελική διαμόρφωση της ακτής είναι διαφορετική σε κάθε περίπτωση αφού η κάθε μία κατασκευή επηρεάζει σε διαφορετικό βαθμό και ρυθμό τη στερεοπαροχή. Στα παρακάτω σχήματα αποτυπώνεται η διάβρωση που μπορεί να σημειωθεί μετά την κατασκευή ενός βραχίονα, ενός μόλου και ενός κυματοθραύστη σε μία ακτή (Καραμπάς, 2011). Σχήμα 10: Επίδραση παράκτιων τεχνικών έργων (Καραμπάς, 2011) Η αμμοληψία αλλά και η δέσμευση υδάτων αποτελούν μηχανισμούς μεταφοράς φερτών υλών και ελάττωση της ποσότητας άμμου που αποτίθεται στην ακτή με τεχνητό τρόπο, αφού εξαιτίας της μείωσης της υδατοπαροχής και συνεπώς και της υδροδυναμικής που επιφέρουν μειώνεται τόσο η τροφοδοσία των ακτών με φερτές ύλες όσο και η δυναμική μεταφορά τους (Κουτίτας, 1996). Επιπλέον, πολλές παρεμβάσεις των ανθρώπων, όπως είναι για παράδειγμα η ξήρανση γεωργικών εκτάσεων για αγροτική χρήση αλλά και η συνεχώς αυξανόμενη οικιστική δόμηση, αποδυναμώνουν το εδαφος και συνεπώς αλλοιώνονται τα γεωλογικά χαρακτηριστικά της περιοχής και έτσι επιταχύνεται ο μηχανισμός της διάβρωσης ( Όπως είναι λογικό, υπάρχουν φυσικές διεργασίες που προστατεύουν τις ακτές από τη διάβρωσή τους, ωστόσο εξελίσσονται τις περισσότερες φορές με πολύ αργούς ρυθμούς. Ενδεικτικά παραδείγματα αποτελούν οι χαλικώδεις και οι αμμώδεις ακτές αλλά και οι κοραλλιογενείς ύφαλοι που μπορούν να καταστείλουν το φαινόμενο της διάβρωσης λειτουργώντας ως φυσικοί 40

41 κυματοθραύστες και αποτρέποντας έτσι ένα σημαντικό μέρος της ενέργειας των κυματισμών που θραύονται επάνω τους. Επίσης, σημαντική μπορεί να αποδειχτεί η δράση των παράκτιων αμμόλοφων σε μια μεγάλη καταιγίδα όπου μπορεί να δεσμευτεί μεγάλο μέρος της άμμου η οποία θα μπορούσε να παρασυρθεί έχοντας ως τελικό αποτέλεσμα την οπισθοχώρηση της ακτογραμμής. Τέλος, στη διατήρηση της μορφολογίας της ακτής και στην επιβράδυνση της παράκτιας διάβρωσης μπορούν να συντελέσουν και η παράκτια βλάστηση αλλά και οι παράκτιοι βάλτοι μέσω της αντίστασης που προβάλουν στη δράση των ανέμων αλλά και της συγκράτηση των φερτών υλών ( 2.2 Δείκτες παράκτιων χαρακτηριστικών Οι δείκτες χρησιμοποιούνται γενικά ως εργαλείο για την ανάλυση ενός φαινομένου αφού μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την απόδειξη ύπαρξης ή μη μιας πίεσης, για την έκφραση του βαθμού ανταπόκρισης που έχει μια ενέργεια ή για την περιγραφή μιας κατάστασης (ΟΟΣΑ, 2001). Μπορούν να υπάρχουν οικονομικοί, κοινωνικοί, περιβαλλοντικοί δείκτες ή και συνδυασμός των παραπάνω. Για να θεωρηθεί επιτυχημένος ένας δείκτης, σύμφωνα με τον Οργανισμό Οικονομικής Συνεργασίας και Ανάπτυξης, πρέπει να αντιπροσωπεύει επαρκώς τις καταστάσεις και τις πιέσεις που περιγράφει, να γίνεται εύκολα κατανοητή η χρήση και η ερμηνεία του, να μπορεί να συγκριθεί με άλλα μεγέθη σε ευρύτερο επίπεδο και να εκφράζει τη διαχρονικότητα του προς εξέταση φαινομένου. Ειδικότερα για τους περιβαλλοντικούς δείκτες, με τους οποίους θα ασχοληθούμε ως ένα βαθμό σε αυτό το κεφάλαιο, η Ευρωπαϊκή Επιτροπή για το Περιβάλλον αναφέρει ότι οφείλουν επιπλέον να ελέγχουν τις επιπτώσεις που πιθανόν να προκληθούν από τις πολιτικές που θα υιοθετηθούν στο μέλλον (European Environment Egency, 1999). Ο ορισμός δεικτών για τη μελέτη των παράκτιων χαρακτηριστικών Τα σημαντικά προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι ακτές και κατ επέκταση οι παράκτιες ζώνες αλλά και η αυξανόμενη διαβρωτική δράση έχουν οδηγήσει τους επιστήμονες ώστε νε εφαρμόζονται σε κάθε περίπτωση οι αντίστοιχες λύσεις. Ο κάθε δείκτης μετρά συνήθως ένα μοναδικό χαρακτηριστικό, ενώ έχουν αναπτυχθεί και συνδυασμένοι. Για τη διαπίστωση του βαθμού διάβρωσης ή της απειλής για διάβρωση έχει αναπτυχθεί ο δείκτης της παράκτιας τρωτότητας, ενώ πρόσφατα ορίστηκε ο δείκτης της ακτότητας ο οποίος εκτιμά έμμεσα τις επιπτώσεις που μπορεί να έχει μια παράκτια διεργασία όπως η διάβρωση στην παράκτια ζώνη. Οι δύο αυτοί δείκτες ορίζονται και αναλύονται παρακάτω, ενώ ταυτόχρονα αποτελούν και το βασικό εργαλείο εξέτασης των μελετών περίπτωσης. 41

42 Παράκτια τρωτότητα Η Διακυβερνητική Επιτροπή για την Κλιματική Αλλαγή, ορίζει ως τρωτότητα τον βαθμό στον οποίο ένα σύστημα είναι επιρρεπές σε μια ζημιά ή καταστροφή και αδυνατεί να την αντιμετωπίσει (glossary.el.eea.europa.eu). Είναι ο βαθμός ευπάθειας μίας φυσικής, κοινωνικής και οικονομικής κοινωνίας ή συστήματος απέναντι στους φυσικούς κινδύνους. Οι συνέπειες ενός φυσικού κινδύνου μπορούν να αυξηθούν από πολλές καταστάσεις, κοινωνικές, οικονομικές, περιβαλλοντικές και φυσικές. Συνεπώς, το μέγεθος της τρωτότητας εξαρτάται τόσο από την πιθανότητα εκδήλωσης ενός φυσικού κινδύνου όσο και από τις επιπτώσεις αυτού. Ωστόσο, ο δείκτης της τρωτότητας διαφέρει από εκείνον της επικινδυνότητας καθώς ενώ ο δεύτερος προκύπτει από την πιθανότητα εμφάνισης ενός κινδύνου επί το σύνολο των επιπτώσεων που προκαλεί, ο πρώτος προκύπτει από τη σύνθεση των παραγόντων που επηρεάζουν τις παραπάνω επιπτώσεις και εκείνων που μειώνουν τη δυνατότητα επανάκαμψης μιας κοινωνίας ή συστήματος (Καραμπάς, 2011). Η επικινδυνότητα μιας περιοχής προσδιορίζεται από ένα απλό στατιστικό δείκτη, αλλά για την τρωτότητά της πρέπει να συνεκτιμηθούν μια σειρά από παραγοντικά κριτήρια. Ο δείκτης της παράκτιας τρωτότητας χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση της τρωτότητας των ακτών των Η.Π.Α. και του Καναδά κατά τα μέσα της δεκαετίας 90 (Καρύμπαλης, 2010). Εξετάζοντας το βαθμό ευπάθειας μιας περιοχής σε σχέση με την άνοδο της στάθμης της θάλασσας. Κατ επέκταση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διαβρωτική τάση της περιοχής, καθώς τα δύο φαινόμενα συνδέονται άμεσα (Woodroffe, 2007). Ο δείκτης της τρωτότητας, λαμβάνει υπόψη του διάφορους παράγοντες από φυσικούς και περιβαλλοντικούς μέχρι οικονομικούς και κοινωνικούς. Κατά την εκτίμηση του βαθμού τρωτότητας μιας περιοχής ο δείκτης επηρεάζεται σημαντικά από το κοινωνικό πρότυπο της περιοχής, τους θεσμούς, την κοινωνική και τεχνική υποδομή, τους οικονομικούς πόρους αλλά και τη διατιθέμενη τεχνολογία (McFadden, 2007). Ο δείκτης της παράκτιας τρωτότητας εξαρτάται από τις εξής παραμέτρους: Το κυματικό κλίμα της περιοχής, την επίδραση της ανύψωσης της μέσης στάθμης της θάλασσας, τη διαβρωσιμότητα της ακτής, το βαθμός ανάπτυξης της παράκτιας ζώνης, την οικολογική κατάσταση της περιοχής, την πολιτιστική της αξία και την ύπαρξη τεχνικών έργων προστασίας. 42

43 Οι τελικές μεταβλητές του δείκτη ομαδοποιούνται και συνθέτονται από τις παραπάνω παραμέτρους. Οι μεταβλητές του δείκτη είναι τρεις και διακρίνονται στις φυσικές και τις κοινωνικοοικονομικές και την ανθρώπινη επίδραση. Οι παράμετροι που ανήκουν σε κάθε ομάδα μεταβλητών διακρίνονται στον πίνακα που ακολουθεί. Πίνακας 2: Μεταβλητές παράκτιας τρωτότητας (Καραμπάς, 2011) Η τελική τιμή του δείκτη παράκτιας τρωτότητας κυμαίνεται μεταξύ του 0 και του 5, με τις υψηλότερες τιμές να αποκαλύπτουν σημαντικό βαθμό ευπάθειας της εξεταζόμενης περιοχής στις διαβρωτικές διεργασίες. Η εκτίμηση του δείκτη είναι κατά ένα βαθμό υποκειμενική, αν και έχουν αναπτυχθεί πρότυπα για την εκτίμηση των επιμέρους παραμέτρων. Ένα από αυτά τα πρότυπα που υιοθετείται και στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται στους πίνακες που ακολουθούν. 43

44 Πίνακας 3: Φυσικές παράμετροι (Καραμπάς, 2011) Πίνακας 4: Κοινωνικοοικονομικές παράμετροι (Καραμπάς, 2011) 44

45 Πίνακας 5: Παράμετροι ανθρώπινης επίδρασης (Καραμπάς, 2011) Ο υπολογισμός του δείκτη γίνεται μέσω του απλού γεωμετρικού μέσου ο οποίος υπολογίζεται αρχικά για την κάθε ομάδα μεταβλητών και στη συνέχεια εξάγεται ένα τελικό αποτέλεσμα. Τα αποτελέσματα του δείκτη γίνονται καλύτερα αντιληπτά μέσω της εξαγωγής χαρτών οι οποίοι αναπαριστούν με κατάλληλα χρώματα το βαθμό διάβρωσης των τμημάτων της εξεταζόμενης ακτής και αποτελούν σημαντικό εργαλείο για τη διαδικασία λήψης αποφάσεων μέτρων αντιμετώπισης Ακτότητα Ο δείκτης της «Ακτότητας» (Coastality) αποτελεί έναν περισσότερο χωρικό δείκτη για την εξέταση και έλεγχο της παράκτιας περιοχής επιχειρώντας τη μέτρηση της έντασης της αλληλεπίδρασης ξηράς και θάλασσας στην ακτή (Κιουσόπουλος και Σταθάκης, 2009). Ο δείκτης αυτός έχει έμμεση σχέση με τη διάβρωση, σε αντίθεση με εκείνον της τρωτότητας, αλλά οι μετρήσεις του και τα συμπεράσματα του μπορούν να συμβάλλουν στο βαθμό αντιμετώπισης του φαινομένου. Πηγή έμπνευσης του συγκεκριμένου δείκτη αποτελεί το κείμενο της Ατζέντα 21 σε παράγραφο της οποίας προωθείται η ανάπτυξη δεικτών για τη βελτίωση της ικανότητας συλλογής, ανάλυσης, αξιολόγησης και χρήσης πληροφοριών για την αειφόρο χρήση των πόρων, συμπεριλαμβανομένων των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των δραστηριοτήτων που επηρεάζουν τις παράκτιες και θαλάσσιες περιοχές (Kiousopoulos, 2009). Ουσιαστικά, ο συγκεκριμένος δείκτης εξετάζει το πόσο «παράκτια» είναι μια παράκτια περιοχή, καθώς οι παράκτιες περιοχές διαφέρουν σημαντικά μεταξύ τους. Βασική πρόκληση του δείκτη είναι να συμβάλλει στην εκτίμηση των ραγδαίων αλλαγών του παράκτιου χώρου. 45

46 Στόχος του δείκτη είναι η εξέταση του βαθμού επιρροής της ακτής από την εγγύτητα με τη θάλασσα και για αυτό το λόγο διακρίνεται σε φυσική και τεχνητή (Kiousopoulos, 2008). Η «φυσική ακτότητα» έχει ως στόχο τη μέτρηση αντιπροσωπευτικών φυσικών, τοπογραφικών και γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών της υπό εξέταση παράκτιας περιοχής καθώς και της γενικότερης έλξης που μπορούν να προκαλέσουν τα φαινόμενα αλληλεπίδρασης ξηράς και θάλασσας. Για τον προσδιορισμό της «φυσικής ακτότητας» εξετάζονται επιμέρους δύο άλλες παράμετροι, αυτή του παράκτιου συναισθήματος και εκείνη της παράκτιας ορατότητας. Η «τεχνητή ή ανθρωπογενής ακτότητα» έχει ως στόχο τη μέτρηση της δυναμικής της υπό εξέτασης περιοχής η οποία προκύπτει από την ύπαρξη τεχνητών χαρακτηριστικών. Όμοια, με τη «φυσική ακτότητα» ορίζονται επιμέρους παράμετροι με σκοπό τον προσδιορισμό της «τεχνητής ακτότητας», οι οποίες αφορούν στο βαθμό δόμησης της υπό εξέτασης περιοχής και τη δυνατότητα πρόσβασης σε αυτή (Κιουσόπουλος και Σταθάκης, 2009). Για την τελική εκτίμηση του δείκτη, λαμβάνουν διάφορες τιμές οι επιμέρους παράμετροι που προαναφέρθηκαν και από αυτές προκύπτει το τελικό αποτέλεσμα. Όσο μεγαλύτερος είναι ο δείκτης, τόσο πιο «παράκτια» είναι η υπό εξέταση περιοχή. Η κάθε κατηγορία ακτότητας λαμβάνει τιμές από 0 έως 1 ή εκφράζεται ως ποσοστό, με αποτέλεσμα η τελική τιμή του δείκτη να κυμαίνεται μεταξύ 0 και 2 ή διαφορετικά να εκφράζεται αναλυτικά ανά κατηγορία (Kiousopoulos, 2010). Παρά το γεγονός, ότι ο δείκτης της ακτότητας είναι ένας νέος χωρικός δείκτης των παράκτιων διεργασιών και χαρακτηριστικών, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξαγωγή σημαντικών συμπερασμάτων σχετικά με την παράκτια ζώνη και τη δυναμική της εκάστοτε περιοχής. Η παράμετρος του παράκτιου συναισθήματος εξαρτάται από την απόσταση από την ακτή, το υψόμετρο, τη γεωμορφολογία και το τοπίο. Ωστόσο, διάφοροι περιορισμοί αλλά και η ψυχολογία μπορούν να μεταβάλλουν το παράκτιο συναίσθημα τόσο χωρικά όσο και τοπικά. Πρόκειται για μία υποκειμενική παράμετρο με δυσκολία αντικειμενοποίησης. Για τις ανάγκες της παρούσας διπλωματικής εργασίας θα χρησιμοποιηθεί ο παρακάτω πίνακας τιμών, ώστε να προκύψει η επιθυμητή τιμή της παραμέτρου. 46

47 Πίνακας 6: Παράμετροι παράκτιου συναισθήματος (Kiousopoulos, 2009) Η παράμετρος της παράκτιας ορατότητας ή ορατότητας της θάλασσας ορίζεται από δύο χαρακτηριστικά, την ορατότητα της ακτογραμμής και την ορατότητα της ανοικτής θάλασσας. Ο υπολογισμός της συγκεκριμένης παραμέτρου είναι ιδιαίτερα πολύπλοκος καθώς η ορατότητα επηρεάζεται από την απόσταση από την ακτή και την κλίση του εδάφους. Είναι αντιληπτό ότι για μικρές αποστάσεις από την ακτή, η ορατότητα είναι υψηλή ενώ σε μια μέγιστη απόσταση, η οποία ισούται με το διπλάσιο της απόστασης βάθους του χερσαίου τμήματος, η ορατότητα μηδενίζεται. Αναφορικά, όμως, με την κλίση του εδάφους, θεωρείται ότι ιδανική είναι η περίπτωση μιας κλίσης 10%, καθώς σε κάθε άλλη περίπτωση η ορατότητα μειώνεται (Κιουσόπουλος και Σταθάκης, 2009). Η παράμετρος της προσβασιμότητας στην ακτογραμμή ασχολείται με τη δυνατότητα της ακτής να δέχεται μαζική εισροή πληθυσμού τόσο από τη ξηρά όσο και από τη θάλασσα. Κατά τον υπολογισμό της παραμέτρου λαμβάνονται υπόψη οι δυνατότητες πρόσβασης, όπως δρόμοι, μονοπάτια, φέρουσα ικανότητα μεταφορικού δικτύου, συχνότητα δρομολογίων μέσων μαζικής μεταφοράς. Σε περίπτωση απουσίας των παραπάνω, η παράμετρος λαμβάνει μηδενική τιμή και σε αντίθετη την τιμή 1 (Kiousopoulos, 2010). Η τελευταία παράμετρος που συνθέτει το δείκτης της ακτότητας εξετάζει το βαθμό στον οποίο είναι δομημένο το παράκτιο περιβάλλον. Η παράμετρος εξετάζει μόνο τη χωρική εξάπλωση των δομημένων εκτάσεων και όχι την καθ ύψος ανάπτυξη. Εκφράζεται ως ποσοστό της εξεταζόμενης περιοχής το οποίο καλύπτεται από κατασκευές όλων των ειδών (Kiousopoulos, 2010). 2.3 Αίτια διάβρωσης ακτών Οι ακτές αποτελούν ένα δυναμικό συνδυαστικό αποτέλεσμα των παρακάτω δράσεων: γεωλογικές διεργασίες (σεισμοί, ρήγματα, καθίζηση-υπερύψωση εδάφους) 47

48 τροφοδοσία των ακτών με φερτά (που έχουν προέλευση κυρίως τις υδρολογικές λεκάνες και σε μικρότερο ποσοστό τη διάβρωση των παράκτιων πετρωμάτων) κυματισμοί και ρεύματα (διάβρωση ακτών, αναδιανομή ιζημάτων, μεταφορά ιζημάτων κατά μήκος της ακτής, μεταφορά ιζημάτων προς τα βαθειά) Όταν οι παραπάνω παράμετροι συνδυάζονται οδηγούν σε μια δυναμική ισορροπία. Αν μια από αυτές τις παραμέτρους αλλάξει, τότε αυτή η ισορροπία χάνεται και μέχρι να επιτευχθεί μια νέα ισορροπία το παράκτιο σύστημα αλλάζει σχήμα. Για να μπορέσουν να εκτιμηθούν η φυσική εξέλιξη της ακτογραμμής και η ανταπόκριση της ακτογραμμής σε κάποια ανθρώπινη παρέμβαση, θα πρέπει όλοι οι παραπάνω παράγοντες να είναι γνωστοί, αυτό αποτελεί προαπαιτούμενο στη διαχείριση των ακτών. Ένα φυσικό δυναμικό φαινόμενο είναι η διάβρωση και η προσάμμωση των ακτών. Οι παραλίες τροφοδοτούνται από ιζήματα των ποταμών, από τη διάβρωση παράκτιων πετρωμάτων και από τη μεταφορά ιζημάτων είτε από τα βαθιά είτε παράκτια. Η «διαλογή» των ιζημάτων γίνεται από τα κύματα. Τα βαρύτερα μένουν στην παραλία και τον πυθμένα της θάλασσας, τα ενδιάμεσα μεταφέρονται από τους δυνατούς κυματισμούς μόνο τοπικά και τα πιο ελαφριά μεταφέρονται από τους κυματισμούς και τα ρεύματα σε γειτονικές παραλίες ή στα ανοιχτά. Στον παρακάτω πίνακα δίνονται οι πηγές παραγωγής και απώλειας ιζήματος. Ανάλογα με το ποια δράση είναι πιο ισχυρή κάθε φορά, δημιουργείται διάβρωση ή προσάμμωση. Πίνακας 7: Παράμετροι παράκτιου συναισθήματος Πηγές παραγωγής ιζήματος Στερεοπαροχή από ποτάμια και ρέματα Παράκτια μεταφορά ιζήματος από διπλανές παραλίες Διάβρωση παραλιακών πετρωμάτων - εδαφών Μεταφορά ιζήματος από τα βαθειά Πηγές απώλειας ιζήματος Παγίδευση ιζήματος πριν τις εκβολές του ποταμού (φράγματα κτλ.) Παράκτια μεταφορά ιζήματος σε διπλανές παραλίες Παγίδευση ιζήματος σε υποθαλάσσια ρήγματα, διαύλους ναυσιπλοΐας, λιμενολεκάνες, λεκάνες ηρεμίας Μεταφορά ιζήματος στα βαθειά 48

49 2.3.1 Φυσικά αίτια διάβρωσης ακτών Οι φυσικοί παράγοντες που προκαλούν μεταβολές (διάβρωση/πρόσχωση) στην παράκτια ζώνη και οι χρονικές τους κλίμακες συνοψίζονται στον επόμενο πίνακα. Πίνακας 8: Παράγοντες που προκαλούν μεταβολές στη μορφολογία των ακτών και οι χρονικές τους κλίμακες (Ozhan, 2002) 49

50 2.3.2 Ανθρωπογενή αίτια διάβρωσης ακτών Οι ανθρώπινες παρεμβάσεις σε συνδυασμό με τις φυσικές αιτίες που προκαλούν παράκτια διάβρωση είναι οι εξής: Τα διαχειριστικά έργα των παράκτιων λεκανών απορροής (υδροηλεκτρικά φράγματα ισχύος, αρδευτικά φράγματα, φράγματα ύδρευσης) καθώς και οι τεχνικές παρεμβάσεις στις πηγές των ποταμών και στα δέλτα, μπορούν να μειώσουν δραματικά τις ποτάμιες απορροές φερτών και συνεπώς την παράκτια ιζηματοπαροχή (Poulos et al., 2008; Poulos and Chronis, 2001). Έντονη κατασκευή παράκτιων αμυντικών έργων (π.χ. κυματοθραύστες, προβλήτες) άστοχων τις πλείστες των περιπτώσεων αλλά και επιχωματώσεις και αναχώματα (Mertzanis et al., 2012). Η εξαγωγή ιζημάτων (αμμοληψίες) από τις ποτάμιες κοίτες, παραλίες και την εσωτερική υφαλοκρηπίδα που μπορεί να αλλάξει σημαντικά το παράκτιο ιζηματικό ισοζύγιο (Kapsimalis et al., 2005). Η έντονη αστική ανάπτυξη πολύ κοντά στην ακτογραμμή ειδικά με κατασκευές μέσα στην ενεργό ζώνη του κύματος, οι οποίες εμποδίζουν τις φυσικές διεργασίες της κυματικής ενέργειας, προκαλώντας διαβρώσεις και γενική διαταραχή της δυναμικής συμπεριφοράς μεγάλων τμημάτων της ακτής (Loizidou and Iacovou, 1999) καθώς και η κατασκευή παράκτιων δρόμων και λιμενικών έργων που μπορεί να μεταβάλλει σημαντικά την παράκτια ιζηματομεταφορά και έτσι να προκαλέσει συστηματικές διαβρώσεις (Marchand, 2010). Η υπεράντληση των παρακτίων υδροφόρων οριζόντων (που προκαλεί και φαινόμενα υφαλμύρωσης) ή/και κοιτασμάτων φυσικού αερίου που μπορεί να αυξήσει δραματικά την σχετική άνοδο της θαλάσσιας στάθμης. Και πρόσφατα, η δημιουργία ισχυρών κυματισμών μεγάλης καμπυλότητας από ταχύπλοα επιβατηγά πλοία που πλέουν κοντά στις ακτές (Soomere, 2005) οι οποίοι μπορούν να δημιουργήσουν έντονες παραλιακές διαβρώσεις. 2.4 Νομοθετικό πλαίσιο για την παράκτια διάβρωση Παρακάτω παρουσιάζεται μια σύντομη αναφορά στην ελληνική νομοθεσία που διέπει την προστασία του παράκτιου χώρου και επηρεάζει τον τρόπο ανάπτυξης του. Η προστασία του 50

51 παράκτιου χώρου, ως τμήμα του περιβάλλοντος, κατοχυρώνεται αρχικά από Σύνταγμα της Ελληνικής Δημοκρατίας του Λίγα χρόνια αργότερα, το 1978, ιδρύεται το υπεύθυνο υπουργείο για το περιβάλλον, τότε ΥΧΟΠ, το οποίο αργότερα μετονομάστηκε σε ΥΠΕΧΩΔΕ και το 2009 σε ΥΠΕΚΑ, και το οποίο ανέλαβε τις αρμοδιότητες των παράκτιων θεμάτων. Το 1979, ξεκινά το Εθνικό Πρόγραμμα για την Παράκτια Διαχείριση. Το τελικό του πόρισμα αποτυπώθηκε στην υπ. αρ. 9 Απόφαση του κατά το Ν. 360/1976 αρμόδιου οργάνου (ΕΣΧΠ), η οποία δημοσιεύθηκε στην επίσημη εφημερίδα του Κράτους (ΦΕΚ B'551/l ) με τον τίτλο Οδηγίες και ενέργειες που απαιτούνται για την διαχείριση των ακτών. Στην πραγματικότητα, ήταν μια εύστοχη αλλά ρητορική τοποθέτηση, χωρίς πραγματική υποχρέωση του Κράτους για μια σχετική πολιτική ή για τον απαιτούμενο διατομεακό συντονισμό (Κιουσόπουλος Γ., Βίτης Ν., 2004). Το 1986 ψηφίζεται ο νόμος σταθμός για την προστασία του περιβάλλοντος, Ν. 1650/86, ο οποίος διαχωρίζει τη μέριμνα για το περιβάλλον από τις διαδικασίες του φυσικού σχεδιασμού. Στο νόμο ορίζονται οι κατηγορίες ζωνών προστασίας καθώς και οι επιτρεπόμενες χρήσεις ανά περίπτωση. Το 1997 η Ελλάδα συμμετείχε στο πρόγραμμα επίδειξης της Ευρωπαϊκής Ένωσης για την ολοκληρωμένη διαχείριση της παράκτιας ζώνης , με 6 (από τα 35 συνολικά) επιδεικνυόμενα έργα στον ελλαδικό χώρο (Αθήνα, Ήπειρος Κυκλάδες, Μαγνησία, Στρυμονικός, Καβάλα). Το Ελληνικό Κοινοβούλιο το 2001 ψηφίζει το Νόμο 2971 για τον αιγιαλό και την παραλία, ο οποίος είναι αρμοδιότητας του Υπ. Οικονομικών και εστιάζει σε ιδιοκτησιακά θέματα του δημοσίου κοντά στην ακτογραμμή. Πρόκειται, ουσιαστικά, για το πρώτο επίσημο κείμενο με άμεση εφαρμογή στον παράκτιο χώρο. Παράλληλα με τις παραπάνω άμεσες θεσμικές δράσεις για το περιβάλλον, υιοθετούνται και εκδίδονται νόμοι με σκοπό τον καθορισμό του φυσικού σχεδιασμού και της χωροταξίας, με σημαντικότερο το νόμο 2742/1999 στον οποίο δίνεται η δυνατότητα για έκδοση γενικών και ειδικών πλαισίων χωροταξικού σχεδιασμού και αειφόρου ανάπτυξης με σκοπό την διαχείριση συγκεκριμένων δραστηριοτήτων και περιοχών, όπως το υπό έγκριση πλαίσιο για τον παράκτιο χώρο και τα νησιά. Τη νομοθεσία για παράκτια ζώνη, επιπλέον, συμπληρώνουν οι νόμοι της χώρας αλλά και οι οδηγίες της Ε.Ε. που εκδίδονται για την προστασία και διαχείριση των νερών, είτε άμεσα με αναφορές στα παράκτια νερά είτε έμμεσα με αναφορές στα υπόγεια και επιφανειακά ύδατα. Ο Νόμος 2971/2001 δίνει τον ορισμό του αιγιαλού και της παραλίας και ορίζει την διαδικασία οριοθέτησης αιγιαλού και παραλίας. Επίσης ορίζει την διαδικασία αδειοδότησης έργων προστασίας ακτής και τεχνητών προσχώσεων. Παρότι ο νόμος αυτός είναι σχετικά 51

52 πρόσφατος δεν λαμβάνει υπόψη τη δυναμική φύση της μορφολογίας των ακτών και δεν προτείνει ή προνοεί με εργαλεία για τον σχεδιασμό και την προστασία των ακτών από την διάβρωση. Το Ειδικό Πλαίσιο Χωροταξικού Σχεδιασμού και Αειφόρου Ανάπτυξης Παράκτιων και Νησιώτικων Περιοχών (ΕΠΧΣΑ - ΑΠΝΠ), δεν έχει εκδοθεί ακόμη. Τα υπόλοιπα εγκεκριμένα Ειδικά Πλαίσια Χωροταξικού Σχεδιασμού και Αειφόρου Ανάπτυξης (Τουρισμού, Βιομηχανίας, Α.Π.Ε.) κάνουν αναφορά στις παράκτιες ζώνες αλλά χωρίς το Ειδικό Πλαίσιο Χωροταξικού Σχεδιασμού και Αειφόρου Ανάπτυξης Παράκτιων και Νησιώτικων Περιοχών δεν μπορούν να καθοριστούν πλήρως οι παράκτιες ζώνες, καθώς και η στρατηγική ανάπτυξης που πρέπει να εφαρμόζεται σε αυτές τις ζώνες. Ο Νόμος Ν. 3983/2011 «Εθνική στρατηγική για την προστασία και διαχείριση του θαλάσσιου περιβάλλοντος - Εναρμόνιση με την Οδηγία 2008/56/ΕΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου της 17ης Ιουνίου 2008 και άλλες διατάξεις», θέτει τις βάσεις για ένα οργανωτικό πλαίσιο για την διαχείριση του θαλάσσιου περιβάλλοντος αλλά θέτει κυρίως περιβαλλοντικούς στόχους, χωρίς να λαμβάνει υπόψη το δυναμικό φαινόμενο της διάβρωσης των ακτών. Η Ευρωπαϊκή Οδηγία 2007/60/ΕΚ «για την αξιολόγηση και διαχείριση των κινδύνων πλημμύρας» (Η.Π /1542/Ε103), αναφέρεται στη διάβρωση των ακτών και τους αντίστοιχούς κινδύνους παράκτιας πλημμύρας Οι παραπάνω διαδικασίες σχεδιασμού θα έπρεπε να λαμβάνουν υπόψη τη δυναμική φύση και τη διάβρωση των ακτών ώστε να λαμβάνονται προληπτικά μέτρα και να μην επιδεινώνεται το πρόβλημα. Υπάρχει η άμεση ανάγκη να υπάρξει σχεδιασμός για την πρόληψη και προστασία από την διάβρωση των ακτών σε εθνικό, περιφερειακό αλλά και τοπικό επίπεδο. 2.5 Ολοκληρωμένη Διαχείριση Παράκτιας Ζώνης (ΟΔΠΖ ) Οι αναφορές που έγιναν παραπάνω, τόσο για το πλήθος των δραστηριοτήτων στον παράκτιο χώρο όσο και για τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του, δημιουργούν την ανάγκη για μια ολοκληρωμένη θεώρηση της παράκτιας ζώνης με σκοπό την προστασία και τη συνετή διαχείριση. Η διαπίστωση αυτή είναι απαραίτητη τόσο σε τοπικό, εθνικό αλλά και διεθνές επίπεδο και έχει ως αποτέλεσμα την υιοθέτηση ενιαίων πολιτικών και δράσεων. Η ενιαία αυτή δράση ονομάζεται ολοκληρωμένη 52

53 διαχείριση παράκτιου χώρου και έχει ως αφετηρία τη Σύμβαση της Βαρκελώνης που είχε υπογραφεί το 1976, ωστόσο πρόκειται για ένα σχετικά καινούριο πλαίσιο. Συγκεκριμένα, η ΟΔΠΖ ορίζεται ως η διαδικασία διαχείρισης και βιώσιμης χρήσης του παράκτιου χώρου, η οποία κατά την ανάλυση, το σχεδιασμό και την εφαρμογή λαμβάνει υπόψη ταυτόχρονα πολλά στοιχεία του χώρου. Ειδικότερα στοιχεία ανάλυσης αποτελούν ο ευαίσθητος χαρακτήρας των οικοσυστημάτων και των παράκτιων τοπίων, ο υψηλός ανταγωνισμός χρήσεων γης και δραστηριοτήτων καθώς και οι αλληλεπιδράσεις τους. Σημαντικός σε όλη αυτή τη διαδικασία είναι ο θαλάσσιος χαρακτήρας των περιοχών, και επιπλέον ειδικό ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι επιπτώσεις τους τόσο στο θαλάσσιο όσο και στο χερσαίο τμήμα του παράκτιου χώρου. Ενσωματώνει εξ αρχής τη χρήση κατάλληλων μέσων, την παρακολούθηση και την αξιολόγηση της εφαρμογής της, που αποτελεί και τη βάση για την τυχόν περιοδική αναθεώρηση του σχεδιασμού ( Εξετάζοντας κανείς την πορεία της ΟΔΠΖ, διαπιστώνει, ότι οι βάσεις είχαν τεθεί με τη σύμβαση της Βαρκελώνης «Σύμβαση για την προστασία Μεσογείου θαλάσσης από την ρύπανση», που υπογράφηκε το 1976, από τις 21 χώρες της Μεσογείου και την Ευρωπαϊκή Ένωση, με σκοπό τη συνεργασία των χωρών για την πρόληψη, την ελάττωση και την καταπολέμηση της θαλάσσιας ρύπανσης. Με την τροποποίηση της συνθήκης το 1995, οπότε και μετονομάστηκε σε Σύμβαση για την προστασία του θαλάσσιου περιβάλλοντος και της παράκτιας περιοχής της Μεσογείου, άλλαξε τόσο το πεδίο αναφοράς όσο και οι στόχοι. Ειδικότερα, εκτός από το θαλάσσιο χώρο, πλέον, πεδίο εφαρμογής αποτελούν και οι παράκτιες περιοχές της Μεσογείου, ενώ εισάγεται και η έννοια της αειφόρου ανάπτυξης, που αποτελεί και οριζόντια πολιτική της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Το νομικό πλαίσιο σύμφωνα με το οποίο εφαρμόζεται η σύμβαση περιλαμβάνει τα λεγόμενα επτά πρωτόκολλα, τα οποία καλούνται να αντιμετωπίσουν συγκεκριμένα προβλήματα και να διαχειριστούν το παράκτιο και το θαλάσσιο χώρο της Μεσογείου. Το Μεσογειακό Σχέδιο Δράσης, αποτελεί τη γραμματεία της Σύμβασης της Βαρκελώνης και εδρεύει στην Αθήνα. Το έβδομο και τελευταίο πρωτόκολλο «Μεσογειακό Πρωτόκολλο για την Ολοκληρωμένη Διαχείριση Παράκτιων Ζωνών» (ΟΔΠΖ) δημοσιοποιήθηκε στις αρχές του Το Μεσογειακό αυτό πρωτόκολλο, αποτελεί το πρώτο νομικά δεσμευτικό κείμενο διεθνούς συνεργασίας για τη διαχείριση των παράκτιων περιοχών. Κατά συνέπεια κάθε συμβαλλόμενο κράτος καλείται να αναπτύξει τους κατάλληλους μηχανισμούς για τη συνεργασία, την προστασία και την ορθολογική διαχείριση αυτών των τόσο ευαίσθητων περιοχών, όπως είναι οι παράκτιες περιοχές. 53

54 Κεφάλαιο 3 ο : Διάβρωση και κλιματική αλλαγή 3.1. Κλιματική αλλαγή Η κλιματική αλλαγή και η άνοδος της μέσης στάθμης της θάλασσας που αυτή προκαλεί ευθύνονται σε μεγάλο βαθμό, σύμφωνα με πληθώρα επιστημόνων, για την ένταση και την συνεχώς αυξανόμενη δράση του φαινομένου της διάβρωσης στον πλανήτη. Στο παρόν κεφάλαιο θα αναλυθούν οι βασικές παράμετροι της κλιματικής αλλαγής αλλά και οι εκτιμήσεις που αφορούν στην επίδραση που έχει αυτή στη διαμόρφωση των παράκτιων μετώπων. Η Διακυβερνητική Επιτροπή για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC - Intergovernmental Panel for Climatic Change), στην έκθεση που εξέδωσε το 2007, ορίζει ως κλιματική αλλαγή τη μεταβολή της κατάστασης του κλίματος, η οποία δύναται να προσδιοριστεί μέσω της χρήσης διαφόρων στατιστικών μεθόδων από δεδομένα δεκαετιών ή και περισσότερων ετών μέσω των οποίων μελετώνται οι αλλαγές στις μέσες τιμές και έτσι η μεταβολή των ιδιοτήτων του κλίματος που υφίστανται για μεγάλο χρονικό διάστημα. Είναι προφανές ότι αναφέρεται σε οποιαδήποτε μεταβολή του κλίματος που συμβαίνει με την πάροδο του χρόνου, ανεξάρτητα εάν αυτή οφείλεται σε φυσικές αλλαγές ή αποτελεί απόρροια ανθρώπινων δραστηριοτήτων (IPCC, 2007). Από την άλλη μεριά, ο αντίστοιχος οργανισμός των Ηνωμένων Εθνών για την Κλιματική Αλλαγή (UNFCCC - United Nations Framework Convention on Climate Change), το 1992 υπέγραψε συνθήκη στην οποία όρισε ως κλιματική αλλαγή οποιαδήποτε μεταβολή στο κλίμα η οποία μεταβάλλει τη σύνθεση της ατμόσφαιρας του πλανήτη και οφείλεται είτε άμεσα είτε έμμεσα σε ανθρώπινη δραστηριότητα (UNFCCC, 1992). Η κλιματική αλλαγή έχει αποδειχτεί ότι συνδέεται άμεσα με το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Η έκφραση «global warming», όπως είναι γνωστό σε παγκόσμιο επίπεδο το φαινόμενο του θερμοκηπίου, αναφέρεται στην αύξηση της μέσης ετήσιας θερμοκρασίας της επιφάνειας της γης που προκαλεί η αύξηση της συγκέντρωσης συγκεκριμένων αερίων (CO 2, CFCs, CH 4, N 2O) στην ατμόσφαιρα. Η υπερβολική αύξηση της συγκέντρωσης αυτών των αερίων από το 1750, σύμφωνα με την IPCC, οφείλεται κυρίως σε ανθρώπινες δραστηριότητες όπως είναι για παράδειγμα η καύση των ορυκτών καυσίμων. Το κλίμα επηρεάζεται από τα παραπάνω αέρια λόγω της θερμικής ακτινοβολίας που απορροφούν και έτσι διαταράσσεται η ενεργειακή ισορροπία του πλανήτη (Bulkeley and Betsill, 2005). Η άνοδος της θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας παρατηρείται από τα τέλη του 19ου αιώνα, όπως αναφέρουν εκθέσεις της IPCC, η οποία σημειώνοντας κάποιες διακυμάνσεις συνεχίζεται μέχρι σήμερα και συγκεκριμένα ο μέσος ρυθμός αύξησης της θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας της γης ήταν 0,7 o C ανά 100 έτη κατά τον 20ο αιώνα (IPCC, 2007). 54

55 Σύμφωνα με τις προβλέψεις της ίδιας επιτροπής εκτιμάται πως η θερμοκρασία της ατμόσφαιρας θα παρουσιάσει ανοδικές τάσεις σε πολλές περιοχές του πλανήτη και κατά τον 21ο αιώνα. Η αύξηση της θερμοκρασίας προβλέπεται να είναι σημαντικότερη στα μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη και πιο έντονη στις ηπειρωτικές περιοχές συγκρινόμενη με αυτή στους ωκεανούς (IPCC, 2007). Η μείωση των θαλάσσιων και χερσαίων εκτάσεων που καλύπτονται με πάγο, καθώς και η άνοδος της μέσης στάθμης της θάλασσας και η μεταβολή που αυτή προκαλεί στο μήκος και το πλάτος των ακτογραμμών είναι μια άμεση συνέπεια της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Η αναφορά των σεναρίων της IPCC για την αύξηση της θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας, είναι απαραίτητη σε αυτό το σημείο, ούτως ώστε να γίνει πιο κατανοητή η άνοδος της μέσης στάθμης της θάλασσας και οι επιπτώσεις της. Ανάλογα σενάρια έχουν διατυπώσει και πληθώρα επιστημονικών φορέων, αλλά και μεμονωμένοι επιστήμονες, ωστόσο εδώ θα παρουσιαστούν μόνο τα σενάρια της IPCC, τα οποία θεωρούνται πιο αντιπροσωπευτικά και αποδεκτά σε παγκόσμιο επίπεδο. Τα συγκεκριμένα σενάρια, λαμβάνοντας υπόψη την εξέλιξη αρκετών κύριων παραμέτρων της καθημερινής ανθρώπινης δραστηριότητας, παρουσιάζουν τις μεταβολές στο κλίμα σε συνάρτηση με τις εκπεμπόμενες ποσότητες των αερίων του θερμοκηπίου, που είναι πιθανό να συμβούν στο μέλλον. Υπάρχουν στο σύνολο τέσσερα σενάρια (Α1,Α2,Β1,Β2) τα οποία έχουν διατυπωθεί λαμβάνοντας υπόψη την πιθανή κατανάλωση πρώτων υλών, την ανάπτυξη των δημογραφικών χαρακτηριστικών καθώς επίσης και την τεχνολογική πρόοδο και την οικονομική και κοινωνική εξέλιξη στον πλανήτη (Τριπιτσίδης, 2010). Πιο συγκεκριμένα, σύμφωνα με το σενάριο Α1, σε παγκόσμιο επίπεδο θα σημειωθεί ραγδαία οικονομική ανάπτυξη, μεγάλη κατανάλωση ενέργειας και επίσης θα υπάρξει αύξηση του πληθυσμού, ο οποίος θα φτάσει στα ανώτατα όρια. Το μοντέλο Α2 εκτιμά πως το κατά κεφαλήν εισόδημα παγκοσμίως θα σημειώσει μέτρια αύξηση, ενώ ο πληθυσμός θα αυξηθεί με ραγδαίο ρυθμό. Παράλληλα, η κατανάλωση ενέργειας θα είναι σημαντική, ενώ αξιοσημείωτο είναι ότι εκτιμάται ότι η τεχνολογική εξέλιξη θα είναι περιορισμένη με μικρούς ρυθμούς προόδου. Στο Β1 σενάριο οι εκτιμήσεις για την ανάπτυξη του πληθυσμού συμφωνούν με αυτές του Α1, αλλά αντίθετα σημειώνεται σημαντική αύξηση παγκοσμίως στο κατά κεφαλήν εισόδημα ενώ παράλληλα εκτιμάται εντατική χρήση τεχνολογίας ανανεώσιμων πηγών ενέργειας η οποία συνεπάγεται περιορισμό της χρήσης συμβατικών πηγών ενέργειας και άρα και της κατανάλωσης των πηγών ενέργειας. Τέλος, σύμφωνα με το Β2 σενάριο σημειώνεται ήπια παγκόσμια πληθυσμιακή και οικονομική ανάπτυξη ενώ συγχρόνως πιο βραδεία θα είναι και η τεχνολογική πρόοδος (IPCC, 2001). Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, τα σενάρια αυτά συσχετίζουν τη μεταβολή στο κλίμα με τις τελικές συγκεντρώσεις των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα. Οι συγκεντρώσεις αυτές φαίνεται να σημειώνουν μέγιστες τιμές στο Α2 ενώ ελάχιστες στο Β1 σενάριο (Τράπεζα της Ελλάδος, 55

56 2011). Επιπρόσθετα, η Νότια Ευρώπη ανήκει στις περιοχές που φαίνεται να επηρεάζονται περισσότερο από την κλιματική αλλαγή, καθώς και η ευρύτερη περιοχή της Μεσογείου, σύμφωνα με ορισμένα στατιστικά μοντέλα και προσομοιώσεις κλίματος (Hulme et al., 1999, ΙPCC, 2007). 3.2 Άνοδος της μέσης στάθμης της θάλασσας Η κλιματική αλλαγή επηρεάζει τη μεταβολή της στάθμης της θάλασσας. Στις ψυχρές περιόδους της ιστορίας του πλανήτη η στάθμη της θάλασσας ήταν χαμηλή, ενώ στις θερμές η στάθμη της θάλασσας ανεβαίνει. Ωστόσο, η μεταβολή του όγκου του νερού από τη μια μεριά οφείλεται στη συστολή ή διαστολή του, λόγω ψύξης ή θέρμανσης αντίστοιχα, αλλά από την άλλη, η υπερθέρμανση του πλανήτη συνεπάγεται την τήξη των πάγων και με τον τρόπο αυτό προστίθεται επιπλέον όγκος νερού στον ήδη υπάρχοντα. Σε όλα τα παραπάνω έρχεται να προστεθεί και η δράση της παλίρροιας, η οποία επιφέρει περιοδικά μεταβολές στη στάθμη της θάλασσας. Οι σημαντικότερες φυσικές επιπτώσεις που προκαλεί η άνοδος της μέσης στάθμης της θάλασσας είναι: Η αύξηση της συχνότητας εμφάνισης των πλημμυρικών κατακλύσεων από τα έντονα καιρικά φαινόμενα. Η συνεχώς αυξανόμενη διάβρωση των παράκτιων ζωνών. Η εισχώρηση αλμυρού νερού σε παράκτιους υδροφορείς αλλά και σε εκβολές ποταμών και γενικότερα σε ποτάμια συστήματα. Η μεγάλη υποβάθμιση ή ακόμη και εξαφάνιση ορισμένων παράκτιων υγροβιότοπων. Από την άλλη, οι κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις που προκαλεί η άνοδος της μέσης στάθμης της θάλασσας είναι: Ο συνεχώς αυξανόμενος κίνδυνος ανθρώπινων απωλειών λόγω των ακραίων καιρικών φαινομένων. Η πρόκληση σημαντικών ζημιών αλλά και καταστροφών παράκτιων οικισμών και άλλων υποδομών όπως είναι τα έργα προστασίας. Η εξάντληση και η υποβάθμιση κάποιων ανανεώσιμων φυσικών πόρων. Τα προβλήματα και οι δυσκολίες που προκαλούνται στους τομείς τόσο του τουρισμού όσο και των μεταφορών. Ο σημαντικός κίνδυνος καταστροφής των παράκτιων ιστορικών αλλά και πολιτιστικών μνημείων. (Δουκάκης, 2007b). 56

57 Η προσάμμωση των ακτών μπορεί να οφείλεται εξίσου σε πολλούς διαφορετικούς παράγοντες ενώ αντίθετα η τόσο συχνή παράκτια διάβρωση προκαλείται ως επί το πλείστον εξαιτίας της ανόδου της στάθμης της θάλασσας (Leatherman, 2001). Ιδιαίτερα σε ακτές με μικρή κλίση έστω και ελάχιστη άνοδος της στάθμης της θάλασσας μπορεί να προκαλέσει σημαντική μετατόπιση της ακτογραμμής. Πιο συγκεκριμένα, σε μια ανοικτή αμμώδη ακτή, ένα εκατοστό αύξησης της στάθμης μπορεί να προκαλέσει μετατόπιση της ακτογραμμής προς την ξηρά ενός μέτρου ή και μεγαλύτερη (Camfield and Morang, 1996). Επιπρόσθετα, επιτάχυνση της εξάπλωσης του φαινομένου της παλίρροιας καθώς και πιθανή μεγέθυνση του παλιρροιακού πρίσματος έως και 22%, μπορεί να προκληθούν από την άνοδο δέκα εκατοστών της μέσης στάθμης (Silva and Duck, 2001; Phillips, 2008). Εικόνα 2: Εξαιτίας της κλιματικής αλλαγής και της ανόδου της στάθμης της θάλασσας που αυτή προκαλεί, ακτές υπόκεινται διάβρωση σε πολλά μέρη όπως το Birling Gap, στο Ανατολικό Σάσεξ της Βρετανίας. ( 57

58 3.2.1 Παλίρροια Υπάρχουν δύο είδη παλίρροιας, δηλαδή ανόδου της στάθμης του νερού κατά μήκος της ακτογραμμής, ανάλογα με το αίτιο δημιουργίας της, η αστρονομική και η μετεωρολογική. Έτσι, το φαινόμενο της αστρονομικής παλίρροιας προκαλείται και επηρεάζεται άμεσα από τις θέσεις του Ήλιου σε σχέση με τη Γη αλλά περισσότερο με τη θέση της Σελήνης σε σχέση με τη Γη. Από την άλλη, τη μετεωρολογική παλίρροια δημιουργούν οι δυνάμεις της πίεσης και του ανέμου που προκαλεί μια έντονη καταιγίδα ή ένας τυφώνας (Κρεστενίτης, 2010). Πιο αναλυτικά, αστρονομική παλίρροια δημιουργείται εξαιτίας του συνδυασμού της δράσης των δυνάμεων μεταξύ του συστήματος της Γης και της Σελήνης και της βυθομετρίας σε κάθε σημείο. Δηλαδή, η παλιρροιακή δύναμη είναι η συνισταμένη της φυγόκεντρου δύναμης που εφαρμόζεται λόγω της έκκεντρης κίνησης του συστήματος της Γης και της Σελήνης και της ελκτικής δύναμης λόγω της βαρύτητας μεταξύ της Γης και της Σελήνης (Σχ. 11) (Αλμπανάκης, 2007). Επίσης, η αστρονομική παλίρροια έχει συγκεκριμένη περίοδο εμφάνισης οπότε αποτελεί μια επίδραση προβλέψιμη στο χρόνο (Λυκουργιώτης και Στείρος, 2008). Υπάρχουν τριών ειδών παλίρροιες ανάλογα με την περίοδο επανεμφάνισης του φαινομένου, οι μακράς περιόδου με εύρος 29,5 ημέρες, οι ημερήσιες με εύρος 24,8ώρες και οι ημιημερίσιες με 12,4 ώρες εύρος (Αλμπανάκης, 2007). Τέλος, η πλημμυρίδα ορίζεται ως η περιοδική άνοδος της στάθμης του νερού, ενώ αντίστοιχα η άμπωτη ως η κάθοδος της στάθμης. Σχήμα 11: Παλιρροιακές δυνάμεις (Αλμπανάκης, 2007) Από την άλλη, μετεωρολογική παλίρροια είναι το φαινόμενο που παρατηρείται όταν μεταβάλλεται το επίπεδο της επιφάνειας της θάλασσας και οφείλεται σε μετεωρολογικά φαινόμενα. Συγκεκριμένοι παράγοντες καθορίζουν το μέγεθος της ανόδου της επιφάνειας της θάλασσας, όπως 58

59 είναι η ένταση αλλά και η διεύθυνση σε σχέση με την ακτή του πνέοντος ανέμου, η ταχύτητα διάδοσης των κυματισμών, η βυθομετρία και γενικά η μορφολογία της ακτής, ο συγχρονισμός ή μη με την εκδήλωση πλημμυρίδας λόγω αστρονομικής παλίρροιας και τέλος το χαμηλό βαρομετρικό επίπεδο των θαλάσσιων μαζών (Κρεστενίτης, 2010) Θερμική διαστολή Η αύξηση της μέσης θερμοκρασίας του πλανήτη προκαλεί τη θερμική διαστολή των θαλασσίων μαζών. Σύμφωνα με τους νόμους της φυσικής, η συμπεριφορά των υγρών όταν η θερμοκρασία τους αυξάνεται είναι να μειώνεται η πυκνότητά τους, και συνεπώς αυξάνεται όγκος τους έτσι ώστε τελικά να διατηρηθεί σταθερή η μάζα τους. Επειδή οι ωκεανοί και οι θάλασσες έχουν μεγάλη θερμοχωρητικότητα, η θερμοκρασία τους μεταβάλλεται με πολύ βραδείς ρυθμούς, οπότε το φαινόμενο της θερμικής διαστολής διαρκεί για πολλά χρόνια. Κατά τη διάρκεια του 20 ου αιώνα η συνολική ανύψωση της στάθμης της θάλασσας μόνο εξαιτίας της θερμικής διαστολής υπολογίζεται γύρω στα δέκα εκατοστά. Πιο συγκεκριμένα, μέσω μαθηματικών μοντέλων έχει προκύψει ότι κατά τον 20 ο αιώνα η ετήσια συμβολή της θερμικής διαστολής στην ανύψωση της στάθμης της θάλασσας ήταν 0,3 έως 0,7 χιλιοστά, κατά την τελευταία δεκαετία ωστόσο φαίνεται να εμφανίζει σημαντικές αυξητικές τάσεις (Church and Gregory, 2001) Τήξη παγετώνων Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας προκαλείται από την επιβάρυνση της συνολικής μάζας των θαλάσσιων υδάτων από την τήξη των παγετώνων που βρίσκονται στους δύο πόλους του πλανήτη και αποτελεί άλλο ένα αποτέλεσμα της αύξησης της θερμοκρασίας του πλανήτη και του φαινομένου του θερμοκηπίου. Ωστόσο, η τήξη των παγετώνων επιφέρει περίπου τη μισή ανύψωση της στάθμης της θάλασσας από την θερμική διαστολή ( Το φαινόμενο αυτό εμφανίζεται πιο έντονα στον παγετώνα του Βόρειου Ωκεανού, αφού το τμήμα του Βόρειου Ατλαντικού είναι περισσότερο ευαίσθητο στις θερμοκρασιακές μεταβολές, και της Γροιλανδίας, όπου έχει γίνει ήδη αντιληπτό, με τους ρυθμούς ελάττωσης του παγετώνα να είναι εμφανώς αυξημένοι κατά τα τελευταία χρόνια. 59

60 Εικόνα 3: Τήξη παγετώνων Γροιλανδίας ( Στην Ανταρκτική αντιθέτως, σύμφωνα με μελέτες και μέχρι σήμερα, οι περισσότεροι πάγοι είναι χερσαίοι οπότε και παρουσιάζουν μεγαλύτερη σταθερότητα και έτσι δεν σημειώνεται μεγάλος κίνδυνος (Βουδρισλής, 2007). Έχει υπολογιστεί ότι ο συνολικός θαλάσσιος πάγος καταλαμβάνει περίπου 25 εκατομμύρια τ.χλμ., έκταση δηλαδή που αντιστοιχεί περίπου σε αυτή της βορειοαμερικανικής ηπείρου. Αντίστοιχα, οι χερσαίοι παγετώνες καταλαμβάνουν περίπου 15 εκατομμύρια τ.χλμ., έκταση δηλαδή που αντιστοιχεί περίπου στο 10% της συνολικής χερσαίας επιφάνειας του πλανήτη, και συναντώνται σε όλες τις ηπείρους εξαιρουμένης της Ωκεανίας (katsba.ueuo.com). Κατά το διάστημα η ετήσια άνοδος της στάθμης της θάλασσας μόνο εξαιτίας της τήξης των παγετώνων έχει υπολογιστεί, μέσω επιστημονικών ερευνών, στα 0,25 χιλιοστά. Αξίζει να σημειωθεί ωστόσο, ότι έχουν παρουσιαστεί και φαινόμενα αύξησης του όγκου των παγετώνων. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί ο παγετώνας της Νέας Ζηλανδίας, όπου παρατηρούνται αυξημένες κατακρημνίσεις και χιονοπτώσεις, που βεβαίως και αυτές είναι αποτέλεσμα της κλιματικής αλλαγής που υφίσταται ο πλανήτης μας (Church and Gregory, 2001) Λιθοποίηση παραλιακών ιζημάτων Άνοδος της στάθμης της θάλασσας προκαλείται και από το φαινόμενο της λιθοποίησης των παραλιακών ιζημάτων, φαινόμενο ωστόσο που οφείλεται στις φυσικές διεργασίες του κύκλου ζωής και έτσι δεν αποδίδεται στην κλιματική αλλαγή. Συγκεκριμένα, από την ιζηματογένεση, προκαλείται άνοδος της στάθμης της θάλασσας λόγω των ανοδικών πιέσεων που δέχονται οι θαλάσσιες μάζες από την υπερύψωση του πυθμένα της θάλασσας εξαιτίας της απόθεσης ιζημάτων στο βυθό της 60

61 θάλασσας (Καρύμπαλης, 2010). Η προκαλούμενη ανύψωση της στάθμης της θάλασσας γίνεται εμφανής μετά το πέρας δεκάδων ετών, αφού η λιθοποίηση γίνεται με βραδείς ρυθμούς. 3.3 Αλλαγή στη συχνότητα και το μέγεθος των μεγάλου ύψους κυματισμών Πηγή κίνησης των θαλασσίων μαζών είναι οι κυματισμοί. Οι κυματισμοί ορίζονται ως η κάθε περιοδική ή μη περιοδική, διαταραχή της επιφάνειας της θάλασσας. Η διάρκεια αυτής της διαταραχής μπορεί να είναι από λίγα δευτερόλεπτα έως μερικές ώρες και αυτό εξαρτάται από την προέλευση της γένεσης του κυματισμού. Αλλαγές στη συχνότητα αλλά και το μέγεθος των κυματισμών προέρχονται από ακραία καιρικά φαινόμενα, αλλά και από σεισμικές δονήσεις. Σε τέτοιες περιπτώσεις η μεταβολή της στάθμης της θάλασσας είναι προσωρινή και διαρκεί όσο περίπου και το φαινόμενο που την προκάλεσε. Η διάρκεια και η ένταση του φαινομένου λόγω των πλημμυρικών φαινομένων που εμφανίζονται μπορεί να προκαλέσει σοβαρές ζημιές στον παράκτιο χώρο. 3.4 Η επίδραση της κλιματικής αλλαγής στη παράκτια διάβρωση Μεσόγειος Η παρατήρηση της μεταβολής της στάθμης της θάλασσας στη Μεσόγειο είναι πιο ευνοϊκή λόγω του μικρού εύρους παλίρροιας που σημειώνεται και οδηγεί σε μετρήσεις περίπου ίσες με την τιμή της μέσης στάθμης της θάλασσας, αλλά και της ύπαρξης πολλών χρήσιμων γεωλογικών και αρχαιολογικών δεδομένων. Σύμφωνα με βάση δεδομένων, που δημιουργήθηκε από το Πανεπιστήμιο της Καντάμπρια της Ισπανίας, η στάθμη της Μεσογείου θάλασσας έχει ανυψωθεί μέσα σε δύο δεκαετίες. Αυτή η βάση δεδομένων παρέχει στοιχεία μεταβολής του επιπέδου της θάλασσας σε συνάρτηση με τις ατμοσφαιρικές αλλαγές που σημειώνονται στην Ευρώπη από το 1948 έως το Η μετεωρολογική «παλίρροια» ή αλλιώς μετεωρολογική στάθμη της θάλασσας είναι η αλλαγή του επιπέδου της θάλασσας που προκαλεί η μεταβολή της ατμοσφαιρικής πίεσης και των ανέμων που ασκούνται σε αυτό το επίπεδο. 61

62 Ένα εργαλείο προσομοίωσης που ανέπτυξαν στο Πανεπιστήμιο Rutgers των Ηνωμένων Πολιτειών, χρησιμοποιήθηκε από μια επιστημονική ομάδα ώστε να επαληθεύσει τις προσομοιώσεις μέσω των δεδομένα από δορυφορικές μετρήσεις αλλά και επιτόπου σε 58 τοποθεσίες. Οι τάσεις από το 1948 έως το 1989, σύμφωνα με τις προσομοιώσεις των ερευνητών, ήταν μικρές και αρνητικές σε όλη την εξεταζόμενη περιοχή, αυτό σημαίνει πως η στάθμη παρουσίασε μείωση γι αυτή τη χρονική περίοδο. Ωστόσο από το 1989 έως το 2009, οι τάσεις ήταν θετικές, δηλαδή η στάθμη της θάλασσας παρουσίασε αύξηση και μάλιστα με γρήγορους ρυθμούς. Από την πλευρά του Ατλαντικού παρουσιάστηκε αύξηση ίση με μισό εκατοστό το χρόνο, ενώ σε αρκετές περιοχές της Μεσογείου ήταν μεγαλύτερη από ένα χιλιοστό. Η βάση δεδομένων που χρησιμοποιήθηκε διαφοροποιεί τις τάσεις κατά τους θερινούς και τους χειμερινούς μήνες, με τις παραπάνω αυξήσεις να αντισταθμίζονται, πολλές φορές κατά τη διάρκεια του χειμώνα, στην κεντρική Μεσόγειο και την Αδριατική, αν και συνολικά η στάθμη του νερού σημειώνει ανοδική πορεία Ελλάδα Η Ελλάδα, στο χώρο της Μεσογείου, αποτελεί την πλέον νησιωτική χώρα με δεκάδες κατοικημένα νησιά και εκατοντάδες ακατοίκητα να ανήκουν σε αυτή. Έτσι, κατατάσσεται πρώτη στις χώρες με το πιο εκτεταμένο παράκτιο μέτωπο με το συνολικό μήκος των ακτών της να υπολογίζεται πάνω από χιλιόμετρα. Πολλές δραστηριότητες αναπτύσσονται στο μεγαλύτερο μήκος του παράκτιου μετώπου αφού σημαντικό ποσοστό του πληθυσμού της χώρας είναι εγκατεστημένο σε αυτό. Επίσης οι μεγαλύτερες ελληνικές πόλεις απέχουν λίγο από κάποια ακτή, ενώ αρκετές από αυτές αποτελούν σημαντικά λιμάνια. Πίνακας 9: Πληθυσμός παράκτιου χώρου (ΕΛ.ΣΤΑΤ., 2001) 62

63 Παρατηρώντας τον παραπάνω πίνακα, διαπιστώνεται ότι, σημαντικό μέρος του πληθυσμού της Ελλάδας κατοικεί στον παράκτιο χώρο. Οι παράκτιοι οικισμοί καταλαμβάνουν έκταση ίση περίπου με το 1/3 της συνολικής έκτασης και σε αυτούς κατοικεί περίπου το 65% του συνολικού πληθυσμού. Αυτά τα στοιχεία καταδεικνύουν τη σπουδαιότητα του παράκτιου χώρου στην Ελλάδα. Στα παραπάνω ποσοστά περιλαμβάνονται και τα νησιά της χώρας, τα περισσότερα εκ των οποίων δεν έχουν καθόλου ορεινό όγκο και έτσι ανήκει στην παράκτια ζώνη το σύνολο των οικισμών που υπάρχουν σε αυτά. Εντός της παράκτιας ζώνης τόσο της ηπειρωτικής χώρας όσο και των νησιών είναι εγκατεστημένο περίπου το 38% του ελληνικού πληθυσμού αλλά και το 90% σχεδόν των ψυχαγωγικών και τουριστικών δραστηριοτήτων (Κοκκώσης, Μέξας, 2002). Έτσι, η πυκνότητα πληθυσμού στην παράκτια ζώνη υπολογίζεται στα 110 άτομα ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο, με το 40% περίπου του πληθυσμού αυτού να απασχολείται σε δραστηριότητες, όπως στην αλιεία, τον τουρισμό, τη βιομηχανία και τη γεωργία. Από το σύνολο των ακτών της χώρας περισσότερο από χιλιόμετρα μήκους είναι αμμώδεις ακτές με χαμηλά υψόμετρα (Doukakis, 2003). Επίσης, έχει εκτιμηθεί ότι το 48% των ακτών της ηπειρωτικής χώρας είναι απόκρημνες ενώ το 38% αυτών πεδινές, με τα δέλτα των ποταμών να καταλαμβάνουν επίσης σημαντική έκταση (Σιάφακας, 2003). Η συμβολή στην οικονομική ανάπτυξη της παράκτιας ζώνης των επίπεδων ακτών είναι καθοριστική, αφού αυτές κυρίως προσελκύουν τουριστικές αλλά και οικιστικές δραστηριότητες. Το βασικό τους όμως χαρακτηριστικό των χαμηλών κλίσεων είναι και αυτό που τις καθιστά ουσιαστικά ευάλωτες στην κλιματική αλλαγή και πιο συγκεκριμένα στη διαδικασία της διάβρωσης. Σύμφωνα με την Eurosion (Ευρωπαϊκή Επιτροπή, 2004), μια ευρωπαϊκή μελέτη για τη διάβρωση των ακτών σε ευρωπαϊκή κλίμακα, οι περισσότερες ακτές της Ελλάδας είναι διαβρωμένες (Πίνακας 10), (Σχ.12). Πιο συγκεκριμένα, στο Αιγαίο Πέλαγος παρατηρούμε ότι οι ακτές υφίστανται διάβρωση περίπου σε ποσοστό 25%. Αξιοσημείωτο είναι ότι η βόρεια ακτογραμμή της Κρήτης υπόκειται σε μεγάλο ποσοστό διάβρωση των ακτών της και συγκεκριμένα στο 65,8% αυτής, γεγονός που αποδίδεται στην μεγάλη συχνότητα εμφάνισης σημαντικά μεγάλων κυμάτων τα οποία προκαλούν οι βόρειοι και βορειοανατολικοί άνεμοι που επικρατούν στο Αιγαίο Πέλαγος αλλά και στην ύπαρξη εκτεταμένων ζωνών παραλίας (από 1 έως 10 χιλιόμετρα μήκος ακτών). Τα υπόλοιπα νησιά του Νότιου Αιγαίου αντίθετα έχουν υποστεί διάβρωση των ακτών τους σε μικρότερο ποσοστό (14,7 %). 63

64 Πίνακας 10: Διάβρωση στις ελληνικές παράκτιες περιοχές ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΗΚΟΣ ΑΚΤΟΓΡΑΜΜΗΣ ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΔΙΑΒΡΩΜΕΝΟ % ΑΝΑΤΟΛΙΚΗ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑ/ ,9 ΘΡΑΚΗ ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑ 821, ,1 ΘΕΣΣΑΛΙΑ 697, ,7 ΗΠΕΙΡΟΣ 313,5 33,8 106 ΝΗΣΙΑ ΙΟΝΙΟΥ 1065,9 ΔΥΤΙΚΗ ΕΛΛΑΔΑ 859, ,0 ΣΤΕΡΕΑ ΕΛΛΑΔΑ 1491, ,0 ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΣ 1164, ,3 ΑΤΤΙΚΗ 1047, ,6 (Αλεξανδράκης κ.ά., 2010) ,4 Σχήμα 12: Διαβρωτικές τάσεις κατά μήκος της Ελληνικής ακτογραμμής (Αλεξανδράκης, 2010). 64

65 3.5 Μελλοντικές εκτιμήσεις Μετρήσεις που έχουν πραγματοποιηθεί από τα τέλη του 19ου αιώνα έως σήμερα αποδεικνύουν ότι ο ρυθμός ανόδου της στάθμη της θάλασσας συνεχώς επιταχύνεται. Το τελικό μήκος αλλά και πλάτος της ακτογραμμής ή ακόμη και της χερσαίας επιφάνειας που υπόκειται σε παράκτιες διεργασίες καθορίζεται και εξαρτάται άμεσα από τις εκτιμήσεις της ανόδου της στάθμης της θάλασσας. Για το λόγο αυτό, παρουσιάζονται στους παρακάτω πίνακες οι εκτιμήσεις της ανόδου της στάθμης της θάλασσας για κάθε σενάριο της IPCC, αρχικά όπως έχουν δοθεί στην έκθεση του 2001 και στη συνέχεια του 2007 όπως αυτές προκύπτουν σύμφωνα με τα σενάρια για την αύξηση της θερμοκρασίας. Πίνακας 11: Εκτιμήσεις της 3ης έκθεσης της IPCC (IPCC, 2001) Στο παρακάτω γράφημα αποτυπώνονται με τις έγχρωμες καμπύλες οι εκτιμήσεις των έξι σεναρίων της επιτροπής, ενώ δεξιά μπορεί να παρατηρήσει κανείς το εύρος απόκλισης που έχει οριστεί στην κάθε περίπτωση. Οι μαύρες συνεχείς καμπύλες οριοθετούν τα ακραία των σεναρίων, το άνω όριο προκύπτει από την εκτίμηση του δυσμενέστερου σεναρίου και το κάτω από την αντίστοιχη του συντηρητικού. 65

66 Σχήμα 13: Εκτιμήσεις σεναρίων στην 3η έκθεση IPCC ( Πίνακας 12: Εκτιμήσεις της 4ης έκθεσης της IPCC (IPCC, 2007) Στο γράφημα που ακολουθεί παρουσιάζονται οι μεταβολές στη στάθμη της θάλασσας από το 1973 σε σύγκριση με τις εκτιμήσεις των σεναρίων της 4ης έκθεσης της IPCC, τις μετρήσεις της παλίρροιας 66

67 και τις εκτιμήσεις των δορυφόρων (Rahmstorf et al., 2007). Οι εκτιμήσεις της 4ης έκθεσης διακρίνονται στις έγχρωμες διακεκομμένες καμπύλες, ενώ στην γκρι επιφάνεια ορίζονται τα όρια των ακραίων τιμών όλων των σεναρίων. Οι μετρήσεις της παλίρροιας διακρίνονται από την κόκκινη τεθλασμένη γραμμή, η οποία σταματά στο έτος 2000, διάστημα για το οποίο διατίθενται τα αντίστοιχα δεδομένα, ενώ οι εκτιμήσεις από μετρήσεις των δορυφόρων ορίζονται από την μπλε καμπύλη. Σχήμα 14: Εκτιμήσεις σεναρίων στην 4η έκθεση IPCC ( Αν και δε γίνεται αναφορά στην παρούσα διπλωματική εργασία σε εκτιμήσεις σεναρίων άλλων φορέων και επιστημόνων εκτός από εκείνα της διακυβερνητικής επιτροπής για το περιβάλλον, άξιο παρατήρησης είναι το παρακάτω γράφημα στο οποίο αναπαριστώνται σε σύγκριση με τις εκτιμήσεις της IPCC άλλες δύο εκτιμήσεις επιστημόνων. Τόσο οι εκτιμήσεις του Rahmstorf όσο και εκείνες του Pfeffer οδηγούν σε υψηλότερα επίπεδα σχετικά με την άνοδο της στάθμης της θάλασσας, με χαρακτηριστική περίπτωση εκείνη του δυσμενέστερου σεναρίου κατά τον Pfeffer στο οποίο η άνοδος της στάθμης της θάλασσας εκτιμάται για το έτος 2100 μεταξύ των 0,8 και 2 μέτρων περίπου. 67

68 Σχήμα 15: Εκτιμήσεις διαφόρων επιστημόνων για την ΑΣΘ 2100 ( Πολλές ακτές του πλανήτη θα αντιμετωπίσουν σημαντικά προβλήματα και ριζικές αλλαγές ακόμη και αν ο ρυθμός ανόδου της στάθμης της θάλασσας παραμείνει σταθερός πόσο μάλλον αν αυξηθεί κι άλλο. Στην περίπτωση αυτή, αρκετές παράκτιες περιοχές του πλανήτη όπως είναι το Μπαγκλαντές, η Βενετία, η Νέα Φλόριντα και η Λουιζιάνα των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής, η Ολλανδία, αλλά και πολλές άλλες, θα έρθουν αντιμέτωπες με διαβρώσεις, μεγάλες πλημμύρες και άλλα έντονα καιρικά φαινόμενα (Δότσας, 2011). Η μορφή των παράκτιων περιοχών θα αλλάξει ριζικά. Η άνοδος της στάθμης της θάλασσας θα πλήξει τις πιο ευάλωτες περιοχές και δυστυχώς πολλές αναπτυσσόμενες χώρες δεν έχουν την ικανότητα να αντιμετωπίσουν ή να προσαρμοστούν σε αυτά τα δεδομένα. Στις περιοχές με τις μεγαλύτερες επιπτώσεις από την κλιματική αλλαγή ανήκει η Μεσόγειος όπως δείχνουν εκτιμήσεις που έχουν γίνει από επιστημονικούς φορείς. Σύμφωνα με αυτές, θα σημειωθεί σημαντική άνοδος της θερμοκρασίας στην περιοχή, ενώ παράλληλα θα αυξηθεί η ένταση των κατακρημνίσεων στη διάρκεια της χειμερινής περιόδου και θα μειωθεί σε αισθητό βαθμό στη διάρκεια της θερινής περιόδου. Επίσης, αναμένεται να ενταθεί η ξηρή περίοδος ακόμη και στις περιοχές που θα αυξηθούν οι κατακρημνίσεις εξαιτίας της άνισης κατανομής των βροχοπτώσεων στο χρόνο αλλά και της αυξημένης εξάτμισης που θα προκαλείται (Σιάφακας, 2003). 68

69 Σχήμα 16: Κατάταξη των ακτών της Ελλάδα σε πέντε κατηγορίες ευπάθειας (USR> 3,5mm/yr) για τα επόμενα 100 χρόνια (Αλεξανδράκης 2010) Πολλές μελέτες που έχουν γίνει σχετικά με τη διάβρωση των ακτών του μεσογειακού χώρου καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι ένα σημαντικό μέρος της ακτογραμμής της Μεσογείου είναι εξαιρετικά ευάλωτο στη διαδικασία της διάβρωσης, ενώ άλλο μεγάλο ποσοστό της έχει ήδη υποστεί διάβρωση. Πιο συγκεκριμένα, υπολογίζεται ότι υπό την επίδραση του φαινομένου της διάβρωσης βρίσκεται το 1/5 της μεσογειακής παράκτιας ζώνης, ενώ αυξημένο βαθμό τρωτότητας εμφανίζει το 1/4 των ακτών της Ιταλικής χερσονήσου (Brochier and Ramieri, 2001). Συμπερασματικά καταλήγουμε στο ότι υπάρχει αυξημένος κίνδυνος εμφάνισης δύο κατηγοριών επιπτώσεων, των φυσικών και των κοινωνικοοικονομικών. Η πρώτη κατηγορία περιλαμβάνει τη σημαντική αύξηση της συχνότητας εκδήλωσης ακραίων καιρικών φαινομένων και συνεπώς και των πλημμυρών που προκαλούν αυτά, την αύξηση του ρυθμού διάβρωσης των παράκτιων περιοχών, την εισχώρηση αλμυρού νερού στους υπόγειους υδροφορείς και στις ποτάμιες εκβολές και την υποβάθμιση ή ακόμη και την εξαφάνιση ορισμένων παράκτιων οικοσυστημάτων. Αντίστοιχα, η δεύτερη κατηγορία περιλαμβάνει τον συνεχώς αυξανόμενο κίνδυνο απωλειών ανθρώπινων ζωών εξαιτίας της σημαντικής πιθανότητας δημιουργίας κάποιας πλημμύρας, τις σοβαρές υλικές ζημιές και απώλειες σε τεχνικά έργα, σε συστήματα μεταφοράς και οικισμούς που βρίσκονται εντός παράκτιων ζωνών, την μείωση του επιπέδου των τουριστικών αλλά και των αγροτικών δραστηριοτήτων εξαιτίας της υποβάθμισης των υπόγειων υδάτων και των εδαφών ( 69

70 Κεφάλαιο 4 ο : Έργα προστασίας ακτών 4.1 Γενικές αρχές σχεδιασμού Με κριτήριο τη λειτουργία τους τα έργα προστασίας ακτών διαχωρίζονται σε δύο βασικές κατηγορίες, αυτά για την προστασία της ακτής και αυτά για την ανάπλαση της ακτής. Στην πρώτη κατηγορία περιλαμβάνονται τα έργα τα οποία στοχεύον στο να προστατευτεί η ακτή από απότομη διάβρωση, οφειλόμενη στην ξαφνική απομάκρυνση φερτών υλών εγκάρσια στην ακτή λόγω της ύπαρξης ισχυρών κυματισμών. Βέβαια, καλό θα ήταν να διευκρινιστεί ότι αυτού του είδους τα έργα δεν γίνονται για να προστατεύσουν τις παράκτιες κατασκευές αλλά την ίδια την ακτή. Από την άλλη μεριά, στη δεύτερη κατηγορία εντάσσονται τα έργα που στοχεύουν στην μεταβολή της ισορροπίας του ισοζυγίου των φερτών υλών ώστε να προκληθεί περίσσεια στερεοπαροχής και τελικά να επιτευχθεί προσάμμωση της ακτής. Εξαναγκάζουν τα έργα αυτά τη στερεομεταφορά να κινηθεί στην κατάλληλη πορεία ώστε να γίνει απόθεσή της στα σημεία όπου απαιτείται, λειτουργώντας έτσι ως τεχνητές παγίδες φερτών υλικών. Αντιλαμβανόμαστε λοιπόν ότι τα έργα ανάπλασης της ακτής εφαρμόζονται σε ακτές όπου εξαιτίας της μειωμένης στερεοπαροχής παράλληλα στην ακτή εμφανίζεται το φαινόμενο της μόνιμης διάβρωσης. Όπως όλοι γνωρίζουμε, οι παράκτιες περιοχές συντελούν στην τουριστική ανάπτυξη μιας περιοχής, αφού οι περισσότερες ακτές αποτελούν σημεία αξιοθαύμαστης φυσικής ομορφιάς και πόλους έλξης πολλών επισκεπτών. Έτσι, είναι εξαιρετικά επίφοβο οποιαδήποτε ανθρώπινη παρέμβαση μην προκαλέσει αλλοίωση με κάποιο τρόπο στο φυσικό τοπίο. Για το λόγο αυτό ακόμα και τα έργα προστασίας οφείλουν να σχεδιάζονται με αυτό τον τρόπο ώστε από τη μια μεριά να εξασφαλίζουν την ποιότητα του θαλασσινού νερού και από την άλλη να συμβαδίζουν με την φυσική αρμονία του τοπίου. Συνεπώς, με κριτήριο την επίδραση που έχουν στο παράκτιο περιβάλλον τα έργα διακρίνονται σε δύο κύριες κατηγορίες τα έργα βαρέας μορφής και τα έργα ήπιας μορφής. Τα παράκτια όπως και τα θαλάσσια έργα αποτελούν ιδιάζουσες μορφές έργων πολιτικού μηχανικού αφού εξαιτίας του ότι βρίσκονται μέσα σε υδάτινο περιβάλλον είναι απαραίτητη η αξιόπιστη στατική και δυναμική τους ανάλυση αλλά και η επίστηση μεγάλης προσοχής κατά την κατασκευή τους. Συνήθως τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή τους είναι το σκυρόδεμα, το μέταλλο ή το ξύλο και οι φυσικοί λίθοι. Όταν γίνεται χρήση σκυροδέματος θα πρέπει αυτό να είναι πολύ καλής ποιότητας, η έγχυσή του να γίνεται επί τόπου σε αδιατάρακτα νερά και να λαμβάνονται οι απαραίτητες προφυλάξεις, όπως είναι η δόνησή του και η χρήση προσθετικών μάζας ώστε το σκυρόδεμα να γίνεται αδιαπέραστο από το θαλασσινό νερό, ο γαλβανισμός του οπλισμού, η επικάλυψή του με ειδικές ουσίες και η τοποθέτησή του σε απόσταση από την επιφάνεια του σκυροδέματος τουλάχιστον 5 εκατοστών για την προστασία του. Σε περίπτωση που χρησιμοποιηθεί 70

71 μέταλλο στην κατασκευή του έργου, εξαιτίας της διάβρωσης που προκαλείται από τους ηλεκτρολύτες που περιέχονται στο νερό της θάλασσας, θα πρέπει αυτό να είναι βαμμένο και να τοποθετηθεί ανοδική προστασία σε αυτό. Αντίστοιχα, εάν χρησιμοποιηθεί ξύλο, εξαιτίας των μικροοργανισμών που ζουν στο θαλασσινό νερό, θα πρέπει να ληφθούν τα κατάλληλα μέτρα προστασίας του από την οργανική σήψη που προκαλείται από αυτούς. Τέλος, όταν χρησιμοποιούνται φυσικοί λίθοι θα πρέπει αυτοί να είναι κατάλληλου βάρους και κοκκομετρικής διαβάθμισης. Απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή, και ειδικά στις περιπτώσεις όπου ο πυθμένας που εδράζεται το έργο είναι ιλυώδης, στην θεμελίωση των έργων. Στις περιπτώσεις αυτές η έδραση της θεμελίωσης θα πρέπει να γίνεται σε επαρκές βάθος και να είναι ενισχυμένη με γεωμεμβράνες ή λιθορριπή. Ωστόσο, εξίσου απαραίτητη κρίνεται και η θωράκιση με τα ίδια υλικά των μετώπων του έργου. Τέλος, θα πρέπει να λαμβάνονται τα κατάλληλα μέτρα προστασίας για την παράκτια ναυσιπλοΐα, εφόσον τα έργα προστασίας ακτών παρεμβάλλονται εντός του θαλάσσιου χώρου. 4.2 Έργα προστασίας ακτών βαρέας μορφής Τα μεγάλα κατασκευαστικά έργα, που συχνά χαρακτηρίζονται και ως σκληρά τεχνικά παράκτια έργα προστασίας ακτών, παρόλο που συνήθως διαφυλάττουν τις ανθρώπινες ιδιοκτησίες και τις δημόσιες υποδομές, ωστόσο τις περισσότερες φορές μεταθέτουν σε γειτονικές ακτές το πρόβλημα της παράκτιας διάβρωσης μη προσφέροντας έτσι μια ουσιαστική λύση. Επιπρόσθετα, τα έργα αυτά εφόσον δε συνάδουν με τη φυσική διαμόρφωση του χώρου υπάρχει πιθανότητα να καταστρέψουν το φυσικό τοπίο, ενώ συγχρόνως μπορεί να υποβαθμιστεί η παραλία λόγω της απόθεσης ογκολίθων σε αυτήν, να προκληθεί υποσκαφή του παράκτιου πυθμένα ή και αύξηση του βάθους. Τέλος, το κόστος κατασκευής αλλά και συντήρησής τους είναι συνήθως υψηλό, γεγονός που πρέπει να ληφθεί πολύ σοβαρά υπόψη, και ιδιαίτερα τη συγκεκριμένη χρονική στιγμή όπου η χώρα μας διέρχεται μια από τις πιο κρίσιμες οικονομικές κρίσεις. Στη συνέχεια του κεφαλαίου περιγράφονται τα τεχνικά έργα που ανήκουν στην κατηγορία αυτή, ενώ γίνεται αναφορά και στους λόγους για τους οποίους κρίνονται μη φιλικοί για το παράκτιο περιβάλλον. 71

72 4.2.1 Θαλάσσιοι τοίχοι Πρόκειται για ογκώδεις κατασκευές θωράκισης της ακτής οι οποίες κατασκευάζονται κατά μήκος της ακτογραμμής, εμποδίζοντας έτσι αφενός τους κυματισμούς να προσεγγίσουν την ακτή και αφετέρου την άμμο να παρασυρθεί προς τα ανοιχτά. Για το λόγο αυτό από τα αρχαία χρόνια μέχρι και σήμερα οι άνθρωποι κατασκευάζουν θαλάσσιους τοίχους προκειμένου να προστατεύσουν από τις πλημμύρες που προκαλούνται από την υπερπήδηση των κυματισμών τις παράκτιες περιοχές όπου βρίσκονται οι κατοικίες τους και διάφοροι άλλοι χώροι αναψυχής. Οι τοίχοι αυτοί μπορεί να είναι κατασκευασμένοι εξολοκλήρου από σκυρόδεμα ή ακόμη να περιλαμβάνουν στρώσεις φυσικών ή τεχνικών ογκολίθων ή και ξύλων. Εικόνα 4: Κατακόρυφος τοίχος προστασίας του 18ου αιώνα στο Ισραήλ ( ) Το μέτωπό τους προς τη θάλασσα δύναται να είναι κατακόρυφο ή κεκλιμένο ανάλογα με τον επιθυμητό βαθμό ανάκλασης των κυματισμών που είναι απαραίτητος για την κάθε περιοχή. Οι κατασκευές αυτές που βρίσκονται μέσα στη ζώνη αναρρίχησης των κυματισμών προκαλούν ανάκλαση του κύματος και συνεπώς διάβρωση της ακτής που βρίσκεται μπροστά τους, για το λόγο 72

73 αυτό αποφεύγεται να εφαρμόζονται σε τουριστικές περιοχές καθώς και σε ακτές οι οποίες είναι επισκέψιμες και χρησιμοποιούνται για κολύμβηση. Σχήμα 17: Τοίχος προστασίας παράλληλα στην ακτή MEDUS. (2011) Marine Engineering Division of University of Salerno. Retrieved online 10 April 2011 from: (MEDUS) Εικόνα 5: Θαλάσσιοι τοίχοι για την προστασία οδών και κτιρίων από τη διάβρωση ( ) 73

74 Το σημαντικότερο μειονέκτημα των έργων αυτών είναι ότι ανακλούν σχεδόν εξ ολοκλήρου την ποσότητα της ενέργειας των προσπιπτόντων κυματισμών και έτσι αφού στο σημείο αυτό οι ταχύτητες των μορίων του νερού που αναπτύσσονται μετά την πρόσπτωση είναι κατά πολύ μεγαλύτερες των αρχικών δημιουργείται υποσκαφή στον πόδα της κατασκευής. Άλλα μειονεκτήματα των κατασκευών αυτών είναι ότι υπόκεινται φθορά σε σύντομο σχετικά χρονικό διάστημα καθώς επίσης και το ότι δυσκολεύουν την προσέγγιση της παραλίας από τους πολίτες. Τέλος, το κόστος κατασκευής τους αλλά και της απαραίτητης ενίσχυσης της βάσης τους είναι εξαιρετικά μεγάλο και εξαρτάται βέβαια από τις διαστάσεις του έργου αλλά και από το υλικό που θα χρησιμοποιηθεί. Εικόνα 6: Τοίχος προστασίας στο νησί Galveston της πολιτείας του Τέξας, στις Η.Π.Α. ( Κυματοθραύστες παράλληλοι στην ακτή Οι κυματοθραύστες που είναι παράλληλοι στην ακτή αποτελούν έργα ανάπλασης αυτής, αφού με την παρουσία τους στη θάλασσα δημιουργούνται παρεμβολές στην κατεύθυνση των κυματογενών ρευμάτων και συνεπώς και στη στερεομεταφορά. Δύναται να κατασκευαστούν από οπλισμένο σκυρόδεμα ή φυσικούς ογκόλιθους και με κατακόρυφα ή κεκλιμένα μέτωπα, ενώ λαμβάνονται 74

75 ιδιαίτερα μέτρα για την ευστάθειά τους και ιδιαίτερα στη θεμελίωσή τους λόγω της συνεχούς δράσης των κυματισμών που δέχονται. Οι κατασκευές αυτές πραγματοποιούνται συνήθως από διαβαθμισμένους φυσικούς ογκολίθους, σε απόσταση από την ακτή τουλάχιστον μεγαλύτερη από το μήκος τους και προσανατολίζονται με τον διαμήκη άξονά τους παράλληλα στην ακτογραμμή. Επίσης, κατασκευάζονται έχοντας απόσταση μεταξύ τους 0,5~5*L,όπου L είναι το μήκος τους. Εικόνα 7: Προστασία ακτής με κυματοθραύστες παράλληλους στην ακτή ( 139b /artificial_reef_breakwate_rjc17860_uxga.jpg) Μειώνοντας την κυματική ενέργεια μέσω των προκαλούμενων φαινομένων της θραύσης και της περίθλαση δημιουργούνται ρεύματα που είναι πιο ήπιας μορφής και έτσι επιτυγχάνεται η εναπόθεση των αιωρούμενων ιζημάτων πίσω από το έργο. Επίσης λόγω των κενών που υπάρχουν στο υλικό πλήρωσης προκαλείται αλλαγή στη διεύθυνση μεταφοράς του κοκκώδους πυθμενικού υλικού το οποίο μέσω των φαινομένων της ανάκλασης και της μετάδοσης των κυματισμών πλέον κατευθύνεται κάθετα στη ακτή. Έτσι λοιπόν η προσάμμωση επιτυγχάνεται σταδιακά στην ακτή παίρνοντας κυματιστές μορφές, τις αποκαλούμενες ως salient, οι οποίες με την πάροδο του χρόνου 75

76 μπορούν να εκταθούν μέχρι και το σημείο που είναι κατασκευασμένο το έργο σχηματίζοντας έτσι τη μορφή tombolo. Εικόνα 8: Σχηματισμός tombolo εξαιτίας του συστήματος κυματοθραυστών στο πάρκο Μaumee Bay στην πολιτεία του Οχάιο, στις Η.Π.Α. ( Ένα από τα σημαντικότερα μειονεκτήματα των παράλληλων κυματοθραυστών είναι ότι η προσάμμωση επιτυγχάνεται σε συγκεκριμένη μόνο περιοχή της ακτής ενώ παράλληλα προκαλεί μικρή ή μεγαλύτερη διάβρωση στις υπόλοιπες. Επιπρόσθετα, λόγω της οπτικής όχλησης και της αισθητικής υποβάθμισης του τοπίου που προκαλείται με την κατασκευή ενός τέτοιου έργου, η περιοχή μελέτης χάνει το φυσικό της κάλος και παύει να αποτελεί σημείο προσέλκυσης τουριστών. Τέλος, το κόστος που προκύπτει από την κατασκευή και την συντήρηση του έργου ανάλογα βέβαια και με τα υλικά που θα χρησιμοποιηθούν ποικίλλει αλλά παραμένει πάντα υψηλό. 76

77 Εικόνα 9: Ακτογραμμή σε μορφή salient λόγω του συστήματος των έξαλων κυματοθραυστών ( Εγκάρσιοι κυματοθραύστες Οι εγκάρσιοι κυματοθραύστες, ή αλλιώς βραχίονες ή παράκτιοι πρόβολοι, αποτελούν έργα ανάπλασης της ακτής τοποθετημένα κάθετα στην ακτή και παράλληλα μεταξύ τους έχοντας το ένα άκρο τους σε επαφή με αυτή. Ο τρόπος που λειτουργούν ουσιαστικά σαν παγίδα φερτών υλών βασίζεται στη συνύπαρξη κυματογενών ρευμάτων παράλληλων στην ακτή και της τύρβης που δημιουργείται στη ζώνη θραύσης των κυματισμών παγιδεύοντας έτσι άμμο στο εσωτερικό τους. Η διαστασιολόγηση των εγκάρσιων κυματοθραυστών γίνεται με τον ίδιο τρόπο που γίνεται και των παράλληλων και συνήθως έχουν την ίδια διατομή. Ιδιαίτερη προσοχή απαιτείται και σε αυτά τα έργα στην θεμελίωση αλλά και στο σημείο σύνδεσής τους με την ακτή λόγω της θραύσης των κυματισμών και της υποσκαφής που αυτή είναι πιθανό να δημιουργήσει. Οι πρόβολοι που αποτελούν ένα σύστημα εγκάρσιων κυματοθραυστών δεν είναι απαραίτητο να έχουν τα ίδια χαρακτηριστικά μεταξύ τους. Το βασικότερο από τα μειονεκτήματα της εφαρμογής των εγκάρσιων κυματοθραυστών είναι ότι πραγματοποιείται απόθεση ιζήματος και αύξηση του πλάτους της ακτής στα ανάντη του έργου, ενώ αντίστοιχα στα κατάντη διάβρωση, σύμφωνα με τη φορά κίνησης του νερού. Το φαινόμενο αυτό δικαιολογείται λόγω της ενέργειας των ρευμάτων που κινούνται παράλληλα στην ακτή η οποία 77

78 μεταβάλλεται λόγω του προβόλου και έτσι προκύπτουν νέες θέσεις εναπόθεσης του κοκκώδους φερτού υλικού και του πυθμένα αλλά και αυτού σε αιώρηση. Έτσι τελικά προκαλείται μεταβολή της μορφολογίας της ακτογραμμής. Εικόνα 10: Προστασία ακτής με εγκάρσιους βραχίονες ( 29cc0bd85746e28b8572c9ac2f28bf02.jpg) 78

79 Εικόνα 11: Η παρουσία των έξαλων προβόλων προκαλεί διάβρωση στα κατάντη (σύμφωνα με τη φορά κίνησης του νερού) και πρόσχωση στα ανάντη ( Τέλος, γίνεται εύκολα αντιληπτό ότι το σύστημα εγκάρσιων κυματοθραυστών εάν εφαρμοστεί σε ακτή όπου η κάθετη στερεομεταφορά φερτών υλών είναι κατά πολύ μεγαλύτερη από την αντίστοιχη οριζόντια δεν επιτελεί ουσιαστική λειτουργία. 4.3 Ήπιες μέθοδοι προστασίας ακτών Λόγω του κόστους αλλά και των σημαντικών μειονεκτημάτων των συμβατικών έργων μεγάλου μεγέθους η παγκόσμια έρευνα στράφηκε σε σύγχρονες μεθόδους προστασίας ακτών πιο φιλικές προς το περιβάλλον, πιο αποτελεσματικές και περισσότερο οικονομικές. Τα έργα αυτά, που προσπαθούν να εκμεταλλευτούν στο έπακρο τη συνεισφορά των δυνάμεων της θάλασσας χρησιμοποιώντας τις θαλάσσιες διεργασίες προς όφελος των ακτών, ονομάζονται Ήπιες Μέθοδοι Προστασίας Ακτών (Soft Engineering) σύμφωνα με το European Union for Coastal Conservation. Οι συνηθέστερες και πιο σημαντικές ήπιες μέθοδοι προστασίας ακτών περιγράφονται παρακάτω. 79

80 4.3.1 Τεχνητή αναπλήρωση ακτής (Beach Nourishment) Πρόκειται για μία ήπιας μορφής μέθοδο προστασίας της ακτής κατά την οποία δεν απαιτείται η κατασκευή κάποιου τεχνικού έργου, αφού εδαφικό υλικό μεταφέρεται στην ακτή προερχόμενο από κάποιο λατομείο ή από τον πυθμένα της θάλασσας σε σημαντικό βάθος. Έτσι, αντιμετωπίζεται το πρόβλημα της παράκτιας διάβρωσης με τη διεύρυνση του πλάτους της ακτής να προκύπτει από την απόθεση και διάστρωση του υλικού αυτού. Πριν ξεκινήσει η διαδικασία αυτή της τεχνητής αναπλήρωσης υλικού προηγείται η λεπτομερής εξέταση των πιθανών χερσαίων ή και θαλάσσιων υλικών αναπλήρωσης, σε σχέση με την κοκκομετρική τους διαβάθμιση αλλά και τις μηχανικές ιδιότητες και χαρακτηριστικά που έχουν. Αξίζει να σημειωθεί η εξαιρετική σημασία που έχει η κοκκομετρία του υλικού που θα χρησιμοποιηθεί για την αναπλήρωση, αφού η τελική διαμόρφωση του προφίλ της παραλίας θα προκύψει ανάλογα με τη σχέση που έχει αυτή με την ήδη υπάρχουσα, ενώ συγχρόνως οικονομικότερη και ασφαλέστερη λύση προκύπτει συνήθως από επιλογή χρήσης κόκκων μεγαλύτερου μεγέθους. ( 80

81 ( Εικόνα 12: Τεχνητή απόθεση άμμου 81

82 Σχήμα 18: Προσθήκη εδαφικού υλικού με κόκκους μεγαλύτερους από αυτούς που έχει ήδη η ακτή επιφέρει καλύτερα αποτελέσματα. Προηγείται της εναπόθεσης, επίσης, ο έλεγχος προκειμένου να βεβαιωθεί αν το εδαφικό υλικό που θα χρησιμοποιηθεί δεν περιλαμβάνει βαρέα ρύπους, μέταλλα, οργανικές ουσίες και υδρογονάνθρακες, και όπου αυτό είναι δυνατόν στη συνέχεια πρέπει να ακολουθεί η απόπλυση του αργιλικού κλάσματος. Η συλλογή, μεταφορά και τοποθέτηση του υλικού στην υπό διάβρωση περιοχή μπορεί να επιτευχθεί με τους εξής τρόπους: 82

83 Επιτυγχάνεται αναρρόφηση ή απόξεση από τον βυθό της θάλασσας του υλικού με αυτοκινούμενη αναρροφητική ή μηχανική βυθοκόρο αντίστοιχα, το οποίο στη συνέχεια μεταφέρεται στην ακτή αφού έχει προηγηθεί η εναπόθεσή του σε φορτηγίδες. Εναλλακτικά το υλικό μπορεί να μεταφερθεί στην ακτή και από την βυθοκόρο την ίδια εφόσον το βύθισμά της είναι μικρό, ενώ δυνατή είναι και η απευθείας διοχέτευση των βυθοκορημάτων μέσω της σύνδεσης πλωτών αγωγών με τις βυθοκόρους, η οποία αποτελεί και την συνηθέστερη μέθοδο τα τελευταία χρόνια. Τέλος, όταν το υλικό αναπλήρωσης προέρχεται από λατομείο μεταφέρεται κατευθείαν με φορτηγά. Εικόνα 13: Αυτοκινούμενη βυθοκόρος εναποθέτει το εδαφικό υλικό με τη μέθοδο του ουράνιου τόξου εμπλουτίζοντας την παράκτια ζώνη ( 83

84 Εικόνα 14: Η παραλία αυτή είχε σχεδόν χαθεί και η τεχνητή αναπλήρωση της επανέφερε την ισορροπία με ένα απόλυτα ικανοποιητικό αποτέλεσμα ( Τελευταία διαδικασία είναι αυτή της διάστρωσης στην ακτή του κοκκώδους υλικού, η οποία πραγματοποιείται με ειδικά μηχανήματα ή αλλιώς στην περίπτωση που επικρατούν διαμήκη παράκτια ρεύματα στην περιοχή επιτυγχάνεται από αυτά η διασπορά του νέου υλικού σε ολόκληρη την παραλία. Βέβαια απαιτούνται διαρκώς εργασίες διαχείρισης και συντήρησης της ακτής που έγινε η αναπλήρωση άμμου. Ωστόσο, είναι γεγονός πως η οικονομία της περιοχής κατά πάσα πιθανότητα θα ανακάμψει μετά από μια τέτοια ενέργεια ενώ συγχρόνως η παράκτια ζώνη θα ανακτήσει κι αυτή το φυσικό της κάλλος που είχε χαθεί. 84

85 Εικόνα 15: Η αναπλήρωση της παραλίας στο Miami την περίοδο οδήγησε στη ραγδαία αύξηση του τουρισμού της περιοχής ( Sand ByPassing Systems Η μέθοδος αυτή αποτελεί μια σύγχρονη τεχνική που χρησιμοποιείται στην παράκτια μηχανική και εφαρμόζεται σε περιπτώσεις όπου μεγάλη ποσότητα λεπτόκοκκου εδαφικού υλικού συσσωρεύεται σε συγκεκριμένα τμήματα της παράκτιας ζώνης ενώ υπολείπεται από άλλα γειτονικά τους. Συνήθως αυτό είναι αποτέλεσμα της παρουσίας κάποιου τεχνικού έργου που είναι τοποθετημένο κάθετα στην ακτή, όπως είναι για παράδειγμα ένας πρόβολος ή ένας βραχίονας, το οποίο ανακόπτει τη στερεομεταφορά που πραγματοποιείται παράλληλα στην ακτή και έτσι προκαλείται διάβρωση της ακτής στα κατάντη, σύμφωνα με την κατεύθυνση της στερεομεταφοράς. 85

86 Εικόνα 16: Εφαρμογή της μεθόδου sand bypassing με επιτυχία στην παραλία Abu Dhabi ( Ένας τρόπος εφαρμογής της μεθόδου αυτής είναι η χρήση ειδικών μηχανημάτων μέσω των οποίων αρχικά αφαιρείται το πλεονάζον υλικό από τις περιοχές που είναι συσσωρευμένο και στη συνέχεια τοποθετείται στα τμήματα όπου υπολείπεται. Άλλος τρόπος εφαρμογής γίνεται μέσω ενός συστήματος σωλήνων και αντλιών, κατά τον οποίο χρησιμοποιούνται μια αντλία, ένας σωλήνας αναρρόφησης, ένας σωλήνας εκροής και ένας σωλήνας εκτίναξης νερού. Η άμμος συλλέγεται από τα ανάντη μέσω της αντλίας και του σωλήνα αναρρόφησης και στη συνέχεια μεταφέρεται ως μείγμα άμμου και νερού στα κατάντη του έργου μέσω του σωλήνα εκροής. Παρόλο που η χρήση του συστήματος Sand ByPassing είναι ενεργοβόρα, αν και δεν είναι απαραίτητη η συνεχής λειτουργία του, και της τεχνητής αναπλήρωσης της ακτής απαιτεί μεγάλη ενέργεια αλλά και κόστος, είναι και στις δυο μεθόδους σημαντικά μικρότερα τα μεγέθη από αυτά που απαιτούνται για να κατασκευαστούν ανάλογα σκληρά έργα προστασίας που θα πετύχουν το ίδιο αποτέλεσμα. Επιπλέον, επιφέρουν πολλαπλά οφέλη τόσο στο παράκτιο οικοσύστημα όσο και στον άνθρωπο, αφού το αποτέλεσμα είναι αισθητικά αποδεκτό και απόλυτα συμβατό με την ίδια την ακτή αλλά και τις γειτονικές της και τα φυσικά χαρακτηριστικά τους. 86

87 4.3.3 Χαμηλής στέψης ή ύφαλοι πρόβολοι Για να θεωρηθούν οι πρόβολοι ήπια μέθοδος προστασίας της ακτής θα πρέπει η κατασκευή τους να επιτρέπει την αρμονική συνεργασία τους με το παράκτιο περιβάλλον, έτσι ώστε να μην διακόπτεται η στερεοπαροχή αλλά να περιορίζεται. Αυτό έχει αποδειχτεί ότι επιτυγχάνεται όταν η στέψη των προβόλων είναι πιο χαμηλή έτσι ώστε ένα μόνο μέρος της ενέργειας των διερχόμενων ρευμάτων να περνάει πάνω από το έργο και το υπόλοιπο μέρος να αποσβένεται. Μία άλλη κατασκευαστική λύση αποτελεί το να είναι διάτρητος ο πρόβολος σε ολόκληρο το μήκος του ή σε τμήματα αυτού έτσι ώστε να περνάει μέσα από το έργο ένα ποσοστό του ιζήματος. Εναλλακτικά, θα μπορούσε το μήκος του προβόλου να μη φτάνει μέχρι το οριακό βάθος όπου σταματά η παράλληλη στερεομεταφορά έτσι ώστε ένα μέρος του των φερτών υλών να περάσει γύρω από το βυθισμένο άκρο της κατασκευής. Εικόνα 17: Βυθισμένος χαμηλής στέψης πρόβολος ( Γενικά, ο κύριος μηχανισμός διάβρωσης της ακτής που μεταφέρει εγκάρσια τα φερτά υλικά κυρίως που βρίσκονται σε αιώρηση προς τα ανοιχτά είναι το τρισδιάστατο ρεύμα επαναφοράς undertow, απαραίτητη προϋπόθεση για τη δημιουργία του οποίου είναι η ύπαρξη προωθούμενων κυματισμών. Όταν η κατασκευή των υφάλων προβόλων γίνεται μέσα στη ζώνη θραύσης των κυματισμών προκαλείται επιπλέον θραύση και μερική ανάκλαση των κυματισμών. Συνεπώς μειώνεται έτσι η 87

88 τυρβώδης κινητική ενέργεια στα φατνώματα μεταξύ των προβόλων και τελικά δημιουργούνται στάσιμοι και όχι προωθούμενοι κυματισμοί προκαλώντας έτσι μία νέα κατάσταση κυματογενούς κυκλοφορίας που έχει βασικό χαρακτηριστικό τους στροβίλους στα φατνώματα αλλά και τη μείωση της έντασης του τρισδιάστατου ρεύματος επαναφοράς. Ως τελική συνέπεια αυτού είναι φυσικά είναι ο περιορισμός της διάβρωσης (Karambas et all, 2006) Βυθισμένοι κυματοθραύστες (Submerged breakwaters) Ο τρόπος αλλά και τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των βυθισμένων κυματοθραυστών είναι όμοια με αυτά των κοινών κυματοθραυστών. Η ειδοποιός διαφορά τους από τους συμβατικούς κυματοθραύστες είναι ότι επιτρέπουν μεγάλο μέρος της κυματικής ενέργειας να περάσει πάνω από την κατασκευή ενώ συγχρόνως ένα ποσοστό της ενέργειας των προσπιπτόντων κυματισμών ανακλάται και ένα άλλο αποσβένεται λόγω της θραύσης των κυματισμών που πραγματοποιείται επάνω στην κατασκευή αλλά και των τυρβωδών ροών που δημιουργούνται στο εσωτερικό και στην επιφάνεια του έργου. Ο συντελεστής ανάκλασης είναι της τάξης του 20% ενώ για τον συντελεστή μετάδοσης η τάξη του δε μπορεί να αποδοθεί με ακρίβεια αφού επηρεάζεται από παράγοντες που σχετίζονται με την απόσβεση της κυματικής ενέργειας που πραγματοποιείται. Ωστόσο είναι γεγονός ότι η παρουσία των βυθισμένων κυματοθραυστών παράλληλα στην ακτή περιορίζει την εγκάρσια διαβρωτική δράση των κυματισμών και ταυτόχρονα ενισχύει την προσάμμωση (Κarathanasi, 2004). Εικόνα 18: Βυθισμένος κυματοθραύστης ( 88

89 Ένας άλλος τρόπος κατασκευής βυθισμένων κυματοθραυστών γίνεται με τη χρήση ειδικών ανθεκτικών γεωυφασμάτινων σωλήνων (geotextile tubes) οι οποίοι γεμίζονται με αμμώδες υλικό μέχρι το 90% της χωρητικότητας τους αφού προηγουμένως ενωθούν μεταξύ τους με ραφές. Το υλικό που χρησιμοποιείται για την πλήρωση των γεωυφασμάτων πρέπει να έχει μέγεθος κόκκων αλλά και πυκνότητα ίδια ή μεγαλύτερη από αυτή των κόκκων της παραλίας. Συνήθως έχουν ελλειψοειδές σχήμα με περίμετρο 7,5~8,0 m, πλάτος 1,8~2,5 m, ενώ το ύψος τους συνήθως είναι 1,0-1,5 m αλλά προσδιορίζεται κάθε φορά ανάλογα με την κατώτατη στάθμη της θάλασσας στην περιοχή τοποθέτησής τους. Στο επάνω μέρος του σωλήνα υπάρχει μια οπή πλάτους περίπου 0,4 m, με την οποία ενώνεται ένα κυλινδρικό χαλύβδινο δοχείο ύψους περίπου 1,0 m και ίσης διαμέτρου με την οπή, και η οποία εξυπηρετεί στην τροφοδότηση του σωλήνα με άμμο. Σε απόσταση 1,5-2,5 m εκατέρωθεν αυτού είναι τοποθετημένοι όμοιοι αλλά μικρότερου μεγέθους γεωυφασμάτινοι σωλήνες (anchor tubes) ύψους και πλάτους 0,5 m, οι οποίοι αντίστοιχα διαθέτουν για τον ίδιο λόγο μια οπή στο επάνω μέρος τους διαμέτρου 0,2 m, στους οποίους αγκυρώνονται οι γεωυφασμάτινοι σωλήνες. Τέλος, προηγούνται της τοποθέτησης των γεωυφασμάτινων σωλήνων αφενός η απομάκρυνση από την ευρύτερη περιοχή κάθε είδους αντικειμένου που θα μπορούσε να αποτελέσει απειλή για την ακεραιότητα των σωλήνων και αφετέρου η εξυγίανση του πυθμένα τοποθετώντας καλά διαβαθμισμένο χαλίκι και λεπτόκοκκο υλικό. Εικόνα 19: Εκφόρτωση άμμου μέσα σε ένα geotextile tube ( 89

90 4.3.5 Τεχνητοί ύφαλοι (Artificial Reefs) H κατασκευή τεχνητών υφάλων έχει ξεκινήσει χιλιάδες χρόνια πριν για λόγους ασφάλειας και προστασίας από τον εχθρό αλλά και για την προσέλκυση διαφόρων ειδών ψαριών από την ιδιαίτερη ανάπτυξη φυκιών γύρω και επάνω σε αυτούς. Σήμερα κατασκευάζονται ώστε να συμπεριφέρονται σαν μικροί, βυθισμένοι κυματοθραύστες και έτσι να συνεισφέρουν στην προστασία της παράκτιας ζώνης από τη διάβρωση, ενώ συγχρόνως παρέχουν σε όλους τους οργανισμούς που ζουν στην θάλασσα προστασία, τροφή και σημεία ασφαλούς αναπαραγωγής, ενώ τα ριζώματα αλλά και τα νεκρά φύλλα τους που ξεβράζονται στις ακτές σταθεροποιούν την άµµο αφού αναμειχθούν μαζί της. Τέλος, θα μπορούσαν στο μέλλον να αποτελέσουν περιοχές έλξης τουρισμού που ασχολείται με καταδύσεις. Εικόνα 20: Τεχνητοί ύφαλοι ( Για την κατασκευή τεχνητών υφάλων συνήθως χρησιμοποιούνται υλικά που η χημική σύστασή τους είναι παραπλήσια με αυτή των κοραλλιογενών υφάλων, όπως είναι το σκυρόδεμα και ο ασβεστόλιθος. Οι τεχνητοί ύφαλοι πρέπει να ποντίζονται σε σημεία της παράκτιας θαλάσσιας περιοχής όπου το βάθος είναι έως m, ο πυθμένας έχει μικρή ή μηδενική κλίση προκειμένου να επιτυγχάνεται μεγαλύτερη σταθερότητα και το νερό είναι διαυγές για να μπορεί να φτάνει 90

91 σημαντικό μέρος ηλιακής ακτινοβολίας ώστε να μπορεί αναπτυχθεί το απαραίτητο βένθος. Τέλος, δεν πρέπει να τοποθετούνται σε σημεία όπου η ταχύτητα των ρευμάτων είναι μεγαλύτερη των 3 κόμβων, κοντά σε δέλτα ποταμών και συγχρόνως να μην απέχουν παραπάνω από 1,5 km από φυσικούς υφάλους. Απαραίτητη κρίνεται η σύνταξη αλλά και η τήρηση κατάλληλων νομοθετικών πλαισίων που θα απαγορεύουν τις αλιευτικές δραστηριότητες στο χώρο που βρίσκονται οι ύφαλοι αλλά και σε ορισμένη απόσταση από αυτούς. Εικόνα 21: Ύφαλος από ελαστικά ( Διαμόρφωση τεχνητών υφάλων πραγματοποιείται τα τελευταία χρόνια και με εναλλακτικούς τρόπους και υλικά όπως είναι τα ελαστικά των οχημάτων ή παλιά βαγόνια τρένων, αφού προηγουμένως αφαιρεθούν από αυτά όλα τα στοιχεία που θα μπορούσαν να είναι επιβλαβή για το θαλάσσιο περιβάλλον. 91

92 Εικόνα 22: Ανακυκλώνοντας παλιά βαγόνια δημιουργούνται τεχνητούς υφάλους ( Πλωτοί κυματοθραύστες (Floating breakwaters) Οι πλωτοί κυματοθραύστες αποτελούν μια σύγχρονη και αποτελεσματική μέθοδο προστασίας των παράκτιων περιοχών με λειτουργία όμοια με αυτή των παράλληλων κυματοθραυστών. Η βασική διαφορά τους με αυτούς έγκειται στο ότι δεν εδράζονται στο βυθό της θάλασσας αλλά αντιθέτως συγκρατούμενοι από άγκυρες επιπλέουν στην επιφάνεια. Η λειτουργία τους βασίζεται στο ότι μειώνουν την διαδιδόμενη προς την ακτή κυματική ενέργεια εκτρέποντας το παράλληλο θαλάσσιο ρεύμα και έτσι η στερεοπαροχή συγκεντρώνεται στο προστατευμένο μέρος της ακτής από πίσω τους. Το σημαντικότερο πλεονέκτημα ενός πλωτού κυματοθραύστη είναι ότι είναι εύκολη η κατασκευή, η τοποθέτηση και η συντήρησή του και έτσι μπορεί να μετακινηθεί εύκολα ώστε να επιτευχθεί προσάμμωση της ακτής σε οποιοδήποτε σημείο της. Επίσης, αποτελεί μια φιλική προς το θαλάσσιο περιβάλλον κατασκευαστική λύση, αφού επιτρέπει την ανανέωση των θαλάσσιων μαζών πίσω του, ενώ συγχρόνως δεν προκαλεί κάποια ιδιαίτερη οπτική όχληση, αφού το ύψος τους δεν ξεπερνά το 1 m, και αλλοίωση του φυσικού κάλλους του τοπίου. Τα κυματικά χαρακτηριστικά και το βάθος της ακτής στην περιοχή αγκύρωσης ενός πλωτού κυματοθραύστη επηρεάζουν σημαντικά την κυματική προστασία που προσφέρει. Σύμφωνα με μελέτες που έχουν γίνει σε κυματικά επεισόδια περιόδου 3-5 sec και ύψους 1-2 m οι πλωτοί κυματοθραύστες απορροφούν ποσοστό 70-80% της κυματικής ενέργειας (Karambas et all, 2002). 92

93 Εικόνα 22: Πλωτός Κυματοθραύστης ( Παρόλο που το σχήμα τους μπορεί να ποικίλλει, ο συνηθέστερος τύπος πλωτών κυματοθραυστών που χρησιμοποιείται αποτελείται από πλωτήρες επιμήκους ορθογωνίου παραλληλεπιπέδου σχήματος, οι οποίοι συνδέονται με χαλύβδινα τεταμένα καλώδια δημιουργώντας έτσι μεταξύ τους ημι-ελαστικές συνδέσεις, ενώ παράλληλα αγκυρώνονται µε χρήση καλωδιώσεων αγκύρωσης στον πυθμένα της θάλασσας (Loukogeorgaki, 2005). Πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στην αγκύρωση των πλωτών κυματοθραυστών στον πυθμένα αφού η συνεχής δράση των κυματισμών είναι επίφοβη στο να προκαλέσει μετακίνηση του κυματοθραύστη μέσω της σύρσης ή και θραύσης των αγκυρών του. Από την άλλη, οι πλωτοί κυματοθραύστες είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι στα εξωτερικά υδροδυναμικά φορτία που προκαλούν οι κυματισμοί που πέφτουν επάνω τους, ωστόσο μία πιθανή μεταβολή της δυσκαμψίας του συστήματος ως λύση μπορεί να συμβάλλει καθοριστικά στην αλλαγή της συμπεριφοράς του πλωτού συστήματος και επομένως τελικά στην μη ικανοποίηση των στόχων σχεδιασμού του έργου (Loukogeorgaki, 2005). 93

94 Κεφάλαιο 5 ο : Μελέτη περίπτωσης Η μελέτη περίπτωσης βασίζεται εξ ολοκλήρου στην ακτομηχανική μελέτη της «ΜΕΛΕΤΗ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗΣ ΔΙΑΒΡΩΣΗΣ ΑΚΤΩΝ ΟΙΚΙΣΜΟΥ ΦΟΥΡΚΑΣ», που εκπονήθηκε τον Οκτώβριο του 2015 για τον Δήμο Κασσάνδρας. 5.1 Υφιστάμενη κατάσταση περιοχής μελέτης Στην περιοχή της παραλίας της Σκάλας Φούρκας δυτικά του Δήμου Κασσάνδρας, υπάρχει συστηματική διάβρωση της ακτής σε ένα μήκος 800μ. περίπου. Η διάβρωση αυτή σχετίζεται με την μείωση της στερεοπαροχής του ρέματος Φούρκας και την πιθανή αλλαγή των συχνοτήτων των εμφανιζόμενων ανέμων του βόρειου και νότιου τομέα. Η εξεταζόμενη ακτή του οικισμού της Σκάλας Φούρκας ανήκει διοικητικά στο Δήμο Κασσάνδρας και βρέχεται από το Θερμαϊκό Κόλπο. Απέχει 10 χλμ. περίπου από την έδρα του Δήμου, την Κασσανδρεία (Εικόνα 29). Οι γεωγραφικές της συντεταγμένες είναι Β γεωγραφικό πλάτος και Α γεωγραφικό μήκος. Η ακτή έχει προσανατολισμό ΒΒΔ ΝΝΑ και η διεύθυνση της είναι στις 10 βορειοδυτικά. 94

95 Εικόνα 24: Χάρτης Προσανατολισμού (Google Earth) Το πρόβλημα της διάβρωσης της ακτής του οικισμού της Φούρκας ξεκίνησε τα τελευταία δέκα χρόνια περίπου και πιθανόν να σχετίζεται με την ολοκλήρωση των έργων διευθέτησης του ρέματος της Φούρκας. Η αρχή του προβλήματος εντοπίζεται στην προβολή του κεντρικού δρόμου εισόδου στη Σκάλα Φούρκας. Στις παράκτιες ιδιοκτησίες στη θέση αυτή εμφανίζεται έντονο πρόβλημα διάβρωσης με υποσκαφή των τοιχίων περίφραξης των ιδιοκτησιών. Η κατασκευή πρόχειρων αυτοσχέδιων έργων προστασίας με λιθορριπές δεν έχει προσφέρει προφύλαξη. 95

96 Εικόνα 25: Γενική όψη της ακτής προς τα νότια (μέσον παραλίας Φούρκας) Εικόνα 26: Όψη της ακτής προς τα βόρεια (μέσον παραλίας Φούρκας) 96

97 Στην περιοχή της εκβολής του ρέματος της Φούρκας τα προβλήματα είναι πιο ήπια λόγω της απόθεσης υλικού από τη στερεομεταφορά του ρέματος. Εικόνα 27: Όψη της ακτής της παραλίας Φούρκας προς τα νότια (περιοχή εκβολής ρέματος) Βορειότερα της εκβολής του ρέματος το πρόβλημα διάβρωσης της ακτής γίνεται εντονότερο. 97

98 Εικόνα 28: Όψη της ακτής της παραλίας Φούρκας προς τα βόρεια (περιοχή εκβολής ρέματος) Η κατασκευή πρόχειρων κατασκευών με σαρζανέτια, λιθόκτιστα τοιχεία κλπ δεν έχει φέρει αποτελέσματα. 98

99 Εικόνα 29: Αυτοσχέδιες κατασκευές προστασίας (βόρειο τμήμα παραλίας Φούρκας) Οι ζημιές που έχουν προκληθεί λόγω απομείωσης του πλάτους της ακτής και αναρρίχησης των ορμητικών κυματισμών, είναι σημαντικές σε αρκετές παράκτιες ιδιοκτησίες στο βόρειο τμήμα της εξεταζόμενης ακτής. Το πρόβλημα της διάβρωσης της ακτής και της μικρού πλάτους παραλίας φθάνει μέχρι το βορειότερο τμήμα της ακτής. 99

100 Εικόνα 230: Ζημιές σε παράκτιες ιδιοκτησίες στην περιοχή του βόρειου τμήματος της Παραλίας της Φούρκας 5.2 Γεωμορφολογία Το υπέδαφος στην ευρύτερη περιοχή του οικισμού της Φούρκας συνίσταται από: α) Τεταρτογενή χαλαρά γεωυλικά (f,c-l) μικτών φάσεων. Αποτελούν αποθέσεις χαμηλών περιοχών, κοιλάδων, χειμάρρων πάχους μερικών εκατοντάδων μέτρων και συνίστανται κυρίως από αργιλοϊλύες, άμμους, ψηφίδες, χάλικες και κροκάλες ποικίλης διαβάθμισης και σε κυμαινόμενα ποσοστά (παραλιακή ζώνη Σκάλα Φούρκας). β) Νεογενείς αποθέσεις (f) κυρίως από λεπτομερή υλικά. Πρόκειται για λιμναίες λιμνοθαλάσσιες ή και θαλάσσιες αποθέσεις πάχους μέχρι και αρκετών εκατοντάδων μέτρων και συνίστανται κυρίως από αργίλους, μάργες, αργιλομάργες, ασβεστιτικές μάργες κ.λπ. (οικισμός Φούρκας). (Καραμπατάκης, 2015α). Από την αξιολόγηση των ευρημάτων της γεωτεχνικής έρευνας προκύπτει ότι το υπέδαφος στη θέση των υπό μελέτη έργων συνίσταται επιφανειακά από αμμώδεις ιλυώδεις αποθέσεις σε χαλαρή 100

101 κατάσταση ενώ βαθύτερα από στρώσεις αργιλο-αμμώδους ιλύος σε χαλαρή έως μετρίως πυκνή κατάσταση. Βάθος (m) 0,00 Φυσικό έδαφος Στρώση SM1: Ιλυώδης ΑΜΜΟΣ, υπόλευκου χρώματος, χαλαρή. [SM] Y.Y.O γ 18,0 (φ 35) 0,45m W L 24,9 (c 25) 3,00 W P 20,2 PI 4,7 (Ε s 2,00) Στρώση SΜ2: Ιλυώδης ΑΜΜΟΣ με χαλίκια, μέσης πυκνότητας. [SΜ] γ 18,50 (φ 35) (c 40) 10,00 (Ε s 15,00) Στρώση SΜ3: Ιλυώδης ΑΜΜΟΣ με χαλίκια, χαλαρή. [SΜ] γ 18,50 (φ 35) (c 25) 15,00 (Ε s 6,00) W L W P Υπόμνημα συμβόλων :Όριο υδαρότητας :Όριο πλαστικότητας W :Φυσική υγρασία (%) γ :Υγρό φαινόμενο βάρος (kn /m 3 ) PI :Δείκτης πλαστικότητας φ : Γωνία τριβής, ενεργή τιμή ( ο ) c :Συνοχή, ενεργή τιμή (kpa) E s :Mέτρο συμπιεστότητας (ΜPa) Σχήμα 19: Γεωτεχνικό προσομοίωμα σχεδιασμού (Καραμπατάκης, 2015β) Τα τοπογραφικά και βυθομετρικά στοιχεία για τη μελέτη ελήφθησαν από την οριζοντιογραφία σε κλίμακα 1:1000 (Μ. Γεωργιάδης, Σεπτέμβριος 2015). Η μέση κλίση του θαλάσσιου πυθμένα είναι περίπου 3%. 101

102 5.3 Ανεμολογικά στοιχεία Ο σταθμός της Ε.Μ.Υ. στη Μίκρα μπορεί να θεωρηθεί αντιπροσωπευτικός για την θαλάσσια ζώνη του Θερμαϊκού Κόλπου. Τα ανεμολογικά στοιχεία που συγκεντρώθηκαν από παρατηρήσεις μεγάλης χρονικής διάρκειας ( ) αναφέρονται στην κατεύθυνση και την ένταση των ανέμων και παρουσιάζονται στον πίνακα 13. Για τους νότιους ανέμους λαμβάνονται υπόψη τα ανεμολογικά στοιχεία της Σκύρου ( ), που θεωρούνται πιο αντιπροσωπευτικά για τη θαλάσσια περιοχή του Βορειοδυτικού Αιγαίου (Πίνακας 14). Κύριες διευθύνσεις κυματισμών που προσβάλουν την περιοχή του έργου είναι οι ΒΔ, Δ και ΝΔ. Σύμφωνα με τα στοιχεία του σταθμού της Μίκρας, για την περίοδο μετρήσεων, άνεμος με τη μεγαλύτερη ετήσια συχνότητα εμφάνισης είναι ο ΒΔ (17,52%) και ακολουθούν ο Β (9,62%) και ο Δ (12,59%). Η μέγιστη ένταση ανέμου είναι 11 Beaufort και εμφανίζεται στους ΒΔ ανέμους. Στην περιοχή εμφανίζεται νηνεμία με ετήσια συχνότητα 34,60%. Σύμφωνα με τα στοιχεία του σταθμού της Σκύρου, για την περίοδο μετρήσεων, άνεμος με τη μεγαλύτερη ετήσια συχνότητα εμφάνισης είναι ο Β (21,44%) και ακολουθούν ο ΒΑ (19,60%) και ο ΒΔ (13,89%). Η μέγιστη ένταση ανέμου είναι 11 Beaufort και εμφανίζεται στους Β, ΒΑ ανέμους. Στην περιοχή εμφανίζεται νηνεμία με ετήσια συχνότητα 16,68%. Πίνακας 13: Ετήσια ανεμολογικά δεδομένα μετεωρολογικού Σταθμού Μίκρας Ένταση/ Διεύθυνση Β ΒΑ Α ΝΑ Ν ΝΔ Δ ΒΔ Νηνεμία Ασθενείς 2,12 0,57 6,30 5,60 3,82 1,70 4,79 6,58 Μέτριοι 6,32 0,27 1,59 2,60 4,76 1,83 4,09 9,57 Ισχυροί 1,06 0,02 0,03 0,07 0,04 0,02 0,06 1,15 34,60 Ορμητικοί 0,12 0,01 0,01 0,02 0,29 Σύνολο 9,62 0,86 7,93 8,28 8,62 3,55 8,96 17,59 Πίνακας 14: Ετήσια ανεμολογικά δεδομένα μετεωρολογικού Σταθμού Σκύρου Ένταση/ Διεύθυνση Β ΒΑ Α ΝΑ Ν ΝΔ Δ ΒΔ Νηνεμία Ασθενείς 4,15 3,29 1,72 1,65 1,54 3,28 1,24 3,37 Μέτριοι 14,38 11,59 2,13 2,24 4,65 4,88 2,11 9,58 16,68 102

103 Ισχυροί 2,68 4,05 0,09 0,40 1,30 0,68 0,14 0,90 Ορμητικοί 0,23 0,67 0,02 0,07 0,17 0,07 0,01 0,04 Σύνολο 21,44 19,60 3,96 4,36 7,66 8,91 3,50 13, Κυματικό κλίμα Για τον υπολογισμό του κυματικού κλίματος γίνεται η εκτίμηση του σημαντικού ύψους κύματος H s και της περιόδου T p της μέγιστης ενεργειακής πυκνότητας από τις τροποποιημένες σχέσεις JONSWAP που παρουσιάζονται στο Coastal Engineering Manual (USACE, 2006). Σύμφωνα με τη συγκεκριμένη μεθοδολογία, οι τιμές των Η s και Τ p υπολογίζονται συναρτήσει της ταχύτητας τριβής του ανέμου u και του μήκους αναπτύγματος Χ από τις σχέσεις: H g u s 2 * T g u p * g X 0, u * g X 0,751 2 u * 0,5 0,333 όπου u =C D U 2, C D=0,001 (1,1+0,035 U) και U η ταχύτητα του ανέμου. Η τιμή του Χ που εισάγεται στις παραπάνω σχέσεις αντιστοιχεί είτε στο ισοδύναμο μήκος αναπτύγματος όταν υφίσταται περιορισμός διάρκειας στην ανάπτυξη των κυματισμών, είτε στο γραμμικό μήκος αναπτύγματος όταν υφίσταται περιορισμός μήκους αναπτύγματος. Ειδικότερα, η χρονική διάρκεια t x,u που απαιτείται ώστε οι κυματισμοί που αναπτύσσονται υπό την επίδραση ανέμων ταχύτητας U να διασχίσουν ένα γραμμικό μήκος αναπτύγματος Χ είναι ίση με: t X,U 0,67 X 77,23 0,34 U g 0,33 Συγκρίνοντας την t x,u με την διάρκεια πνοής t D που προκύπτει από τη στατιστική ανάλυση των ανεμολογικών καταγραφών μπορεί να ελεγχθεί εάν ισχύει περιορισμός διάρκειας (t x,u > t D) ή μήκους ανάπτυξης των κυματισμών (t x,u < t D). Στην πρώτη περίπτωση (περιορισμός διάρκειας) το ισοδύναμο μήκος αναπτύγματος Χ eq δίνεται από τη σχέση: X g u eq 2 * g t 0,00523 u* D 1,5 103

104 Η διάρκεια πνοής των ανέμων t D μπορεί να εκτιμηθεί σε ολόκληρο τον ελλαδικό χώρο μόνο εμπειρικά λόγω της έλλειψης αναλυτικών μετεωρολογικών στοιχείων, οπότε με αυτόν τον τρόπο εξάγεται συμπέρασμα για το εάν υφίσταται περιορισμός διάρκειας ή μήκους αναπτύγματος. Κάνοντας την ρεαλιστική παραδοχή ότι η διάρκεια πνοής t D υπερβαίνει κατά μέσο όρο τις hr για τις τρεις κατευθύνσεις ανέμων που εξετάζονται και λαμβάνοντας υπόψη το μέγεθος του γραμμικού μήκους αναπτύγματος σε αυτές τις κατευθύνσεις, καταλήγουμε ότι υφίσταται σε όλες τις περιπτώσεις περιορισμός μήκους αναπτύγματος, κατάσταση η οποία οδηγεί σε συντηρητική εκτίμηση για τα μεγέθη των H s και T p. Το γραμμικό μήκος αναπτύγματος των κυματισμών υπολογίζεται σύμφωνα με το Shore Protection Manual (USACE, 1984). Ο υπολογισμός του γίνεται σε ένα τομέα 12 ο ως προς την κύρια κατεύθυνση, με βάση τις ακτίνες ανά 3 o (Σχέδιο ΑΚΤ 1). Ο υπολογισμός έγινε για τις τρείς κατευθύνσεις, τη Βορειοδυτική (ΒΔ), την Δυτική (Δ) και τη Νοτιοδυτική (ΝΔ) και τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στους πίνακες 15 έως 17. Πίνακας 15: Κυματικές παράμετροι για ΒΔ άνεμο, Χ = 66 km BF U (m/s) Συχνότητα εμφάνισης t x,u (hr) H s (m) Τ p (sec) Θ m (º) Μέτριος ,57 9,01 0,87 4,2 313 Ισχυρός ,15 6,95 2,05 5,6 313 Ορμητικός ,29 6,10 3,22 6,5 313 Πίνακας 16: Κυματικές παράμετροι για Δ άνεμο, Χ = 63 km BF U (m/s) Συχνότητα εμφάνισης t x,u (hr) H s (m) Τ p (sec) Θ m (º) Μέτριος ,09 8,92 0,85 4,1 271 Ισχυρός ,06 6,88 2,00 5,5 271 Ορμητικός ,02 6,04 3,15 6,4 271 Πίνακας 17: Κυματικές παράμετροι για ΝΔ άνεμο, Χ = 56 km BF U (m/s) Συχνότητα εμφάνισης t x,u (hr) H s (m) Τ p (sec) Θ m (º) 104

105 Μέτριος ,88 8,28 0,80 4,0 225 Ισχυρός ,68 6,39 1,89 5,3 225 Ορμητικός ,07 5,61 2,97 6, Παλίρροια Η παλίρροια είναι μικρή, όπως άλλωστε σε ολόκληρο το Αιγαίο και τη Μεσόγειο γενικότερα. Σύμφωνα με τα στοιχεία του παλιρροιογράφου του Λιμένα της Θεσσαλονίκης (περίοδος ), που είναι ο πλησιέστερος στην περιοχή αυτή (Στατιστικά στοιχεία της στάθμης της θάλασσας Ελληνικών λιμένων, Υδρογραφική Υπηρεσία, 2013) ισχύει μέσο πλάτος παλίρροιας: 0,25 m μέγιστη πλήμμη: 0,63 m πάνω από τη μέση στάθμη κατώτερη ρηχία: 0,92 m κάτω από τη μέση στάθμη μέση πλήμμη: 0,11 m πάνω από τη μέση στάθμη μέση ρηχία: 0,12 m κάτω από τη μέση στάθμη 5.6 Στερεομεταφορά Παράλληλη στερεομεταφορά Από τις μέσες ετήσιες συχνότητες εμφανίσεως των ανέμων αυτών όπως προκύπτουν από τους σταθμούς της ΕΜΥ της Μίκρας (ΒΔ, Δ) και της Σκύρου (ΝΔ), μελετήθηκε με τη διεθνώς αποδεκτή σχέση της CEM το ετήσιο ισοζύγιο παράκτιας στερεομεταφοράς κατά μήκος της ακτής Φούρκας. Η γωνία πρόσπτωσης στα βαθιά νερά ως προς το γεωγραφικό βορρά και η αντίστοιχη γωνία ως προς την κάθετη στις ισοβαθείς για κάθε διεύθυνση ανέμου δίνεται στον παρακάτω πίνακα : Πίνακας 18: Τιμές γωνίας πρόσπτωσης στα βαθιά νερά Διεύθυνση ανέμου Γωνία Γωνία μετάδοσης ως μετάδοσης ως προς το προς την γεωγραφικό κάθετη στις 105

106 βορρά ( 0 ) ισοβαθείς ( 0 ) ΒΔ Δ ΝΔ Η κοκκομετρία του αμμώδους υλικού πυθμένα είναι λεπτόκοκκο υλικό με μέσες διαμέτρους d 50 στα πλαίσια του πεδίου εφαρμογής του τύπου συνολικής στερεοπαροχής του Coastal Engineering Manual, 2006: g Q 1290 H 16 2 sb c gb sin2a b (m 3 / yr ) όπου ρ είναι η πυκνότητα του νερού και H sb, c gb και a b είναι το ύψος κύματος, η ταχύτητα μετάδοσης ομάδας και η γωνία πρόσπτωσης αντίστοιχα στο σημείο θραύσης. Το ύψος θραύσης κυματισμού Η sb δίνεται από την σχέση Η sb= Η ' o H 3,3 L ' o o 1 3 Tο βάθος θραύσης d b υπολογίζεται σαν συνάρτηση του Η b από τη σχέση (CEM, 2006): 1,56 d 1 e b= όπου 19,5m sb 43,75 1 e gt 19m m η κλίση του πυθμένα 2 H sb Η ταχύτητα ομάδας κυματισμών στα ρηχά νερά υπολογίζεται από τη σχέση c gb= 9,81 d b Τα αποτελέσματα (γωνία πρόσπτωσης a b - ύψος κύματος H b - βάθος d b στο σημείο θραύσης και στερεοπαροχή Q) παρουσιάζονται στον πίνακα 19. Το αρνητικό πρόσημο αναφέρεται σε στερεοπαροχή με κατεύθυνση προς τα Β, ενώ το θετικό προς τα Ν. Πίνακας 19: Γωνία πρόσπτωσης ab (μοίρες) - ύψος κύματος Hb (m) - βάθος db (m) στο σημείο θραύσης και στερεοπαροχή Q (m3/yr) H so L o α b K s k r H sb d b c gb f Q f (m) (m) (m) (m) (m/s) (%) (m 3 /y) ΒΔ-Μ 0,9 23,9 22,2 1,13 0,96 0,8 0,9 3,0 9, ,3 106

107 H so L o α b K s k r H sb d b c gb f Q f (m) (m) (m) (m) (m/s) (%) (m 3 /y) ΒΔ-Ι 2,0 42,4 25,3 1,05 0,98 1,8 2,2 4,6 1, ,4 ΒΔ-Ο 3,2 57,3 27,8 1,02 0,99 2,7 3,5 5,9 0, ,0 Δ-Μ 0,8 23,2 5,7 1,09 1,00 0,9 1,1 3,3 4, ,6 Δ-Ι 2,0 41,1 6,4 1,02 1,00 2,0 2,6 5,0 0, ,3 Δ-Ο 3,1 55,5 7,1 1,02 1,00 3,2 4,3 6,5 0, ,1 ΝΔ-Μ 0,8 21,4-16,9 1,09 0,98 0,8 1,0 3,1 4, ,9 ΝΔ-Ι 1,9 38,0-19,3 1,02 0,99 1,8 2,3 4,7 0, ,1 ΝΔ-Ο 3,0 51,3-21,1 1,02 1,00 2,8 3,8 6,1 0, ,4 Με βάση τα παραπάνω το ισοζύγιο φερτών υλών Q t υπολογίζεται από τη σχέση: t N Q ε Q f i1 i i i όπου i=1,...n οι διάφορες διακεκριμένες καταστάσεις, ε i το πρόσημο ανάλογα με τη φορά κινήσεως, Q i ο ετήσιος όγκος φερτών και f i η συχνότητα εμφανίσεως της καταστάσεως. Η συνολική στερεοπαροχή ανά περιοχή συνοψίζεται στον παρακάτω πίνακα. Πίνακας 20: Συνολική στερεοπαροχή Q (m3/yr) ανά κατεύθυνση Q (m 3 /yr) ΒΔ Δ ΝΔ Σύνολο , , , , Εγκάρσια στερεομεταφορά Για τον υπολογισμό της διάβρωσης του εγκάρσιου προφίλ της ακτής από τους κυματισμούς και συγκεκριμένα της μέγιστης δυνατής της τιμής σε περίπτωση καταιγίδας (ορμητικοί άνεμοι) χρησιμοποιείται η αναλυτική σχέση των Kriebel and Dean (1993): 107

108 R όπου R db S xb s D B d 0,5S b η μέγιστη δυνατή οριζόντια διάβρωση της στέψης του παραλιακού αναβαθμού S η ανύψωση της μέσης στάθμης θάλασσας λόγω θυελλογενούς παλίρροιας - storm surge (0,1 m για τον ελλαδικό χώρο) x b η οριζόντια απόσταση μεταξύ της ακτογραμμής και του σημείου όπου θραύονται οι x 2 κυματισμοί που δίνεται από τη σχέση b xo db A 3. Η τιμή x o μπορεί να παραληφθεί λόγω του ότι είναι κατά κανόνα πολύ μικρή. Α παράμετρος που σχετίζεται με το μέγεθος του κόκκου της άμμου s η κλίση του πυθμένα D+Β το συνολικό ύψος του αναβαθμού, το οποίο στην προκειμένη περίπτωση θεωρείται προσεγγιστικά ίσο με το R 2%. Η παράμετρος Α μπορεί να υπολογιστεί σαν συνάρτηση της χαρακτηριστικής διαμέτρου d 50 του αμμώδους υλικού και αυξάνεται με την αύξηση της d 50. Ο Dean (2002) δίνει σε μορφή πίνακα τις τιμές της Α συναρτήσει της d 50, από τον οποίο για d 50=0,6mm προκύπτει Α=0,173 m 1/3. Τα αποτελέσματα από την εφαρμογή της παραπάνω σχέσης δίνονται στον παρακάτω πίνακα. Πίνακας 21: Μέγιστη δυνατή εγκάρσια διάβρωση της ακτής R (m) ΒΔ -2,01 Δ -1,83 ΝΔ -1,99 Πρέπει να σημειωθεί ότι το εγκάρσιο προφίλ της ακτής αναδιατάσσεται εποχικά ανάλογα με τις επικρατούσες κυματικές συνθήκες, οπότε και κατά τη χειμερινή περίοδο σχηματίζεται κατά κανόνα στον πυθμένα ύφαλος αναβαθμός, ενώ κατά τη θερινή περίοδο που επικρατούν κυματισμοί με μεγάλη περίοδο (swell) εξομαλύνεται σταδιακά η κλίση του πυθμένα. 108

109 Κεφάλαιο 6 ο : Αναλύσεις και προτάσεις 6.1 Κυματικά χαρακτηριστικά Στην ακτομηχανική μελέτη σημασία έχουν οι χαρακτηριστικοί κυματισμοί που ορίσθηκαν ως οι ισοδύναμοι κυματισμοί που είναι αντιπροσωπευτικοί της κυματικής κατάστασης σε ετήσια βάση. Αφού επιλεγεί μια αντιπροσωπευτική περίοδος Τ του ισοδύναμου κυματισμού για κάθε διεύθυνση πνοής υπολογίζεται το ύψος του ισοδύναμου κυματισμού από τη μέση τετραγωνική τιμή των Borah and Balloffet, (1985): ΣH Tf H T= Σf 2 2 i i i i όπου Η i, T i, f i τα ύψη, οι περίοδοι και οι συχνότητες εμφάνισης των κυμάτων που αντιστοιχούν στα διάφορα επίπεδα έντασης του ανέμου από την σχετική διεύθυνση. Όπως θα φανεί παρακάτω, ο ισοδύναμος κυματισμός είναι ουσιαστικά ο κυματισμός που εμφανίζεται με συχνότητα έχει το ίδιο ενεργειακό περιεχόμενο με το σύνολο των κυματισμών των διαφόρων εντάσεων του σχετικού τομέα. Με βάση τα παραπάνω υπολογίστηκαν το σημαντικό ύψος κύματος H, η περίοδος Τ και η συχνότητα εμφάνισης f των ισοδύναμων κυματισμών ανοιχτού πελάγους που συνοψίζονται στον παρακάτω πίνακα. Στη συνέχεια υπολογίστηκαν με τα μαθηματικά μοντέλα HMAR_WAVEL, HMAR_WAVECIR και HMAR_SEDTR η κυματική διαταραχή, το κυματογενές ρεύμα, η παράκτια στερεομεταφορά και η τάση εξέλιξης της μορφολογίας πυθμένα για διαφορετικά σενάρια έργων. f f i και Πίνακας 22: Χαρακτηριστικά ισοδύναμων κυματισμών Σημαντικό ΒΔ Κυματισμοί Συχνότητα Περίοδος ύψος εμφάνισης T p (sec) Η s (m) Μέτριος 9,57 0,87 4,2 Ισχυρός 1,15 2,05 5,6 Ορμητικός 0,29 3,22 6,5 Ισοδύναμη Ισοδύναμο περίοδος ύψος T(sec) H (m) 4,4 1,26 Συνολική συχνότητα 11,01 109

110 Σημαντικό Δ Κυματισμοί Συχνότητα Περίοδος ύψος εμφάνισης T p (sec) Η s (m) Μέτριος 4,09 0,85 4,1 Ισχυρός 0,06 2,00 5,5 Ορμητικός 0,02 3,15 6,4 Ισοδύναμη Ισοδύναμο περίοδος ύψος T(sec) H (m) 4,2 0,92 Συνολική συχνότητα 4,17 Σημαντικό ΝΔ Κυματισμοί Συχνότητα Περίοδος ύψος εμφάνισης T p (sec) Η s (m) Μέτριος 4,88 0,80 4,0 Ισχυρός 0,68 1,89 5,3 Ορμητικός 0,07 2,97 6,2 Ισοδύναμη Ισοδύναμο περίοδος ύψος T(sec) H (m) 4,2 1,11 Συνολική συχνότητα 5, Μοντέλα διάδοσης κυματισμών και κυματογενούς κυκλοφορίας HMAR-CPIM Μοντέλο μετάδοσης κυματισμών HMAR-WAVEL Οι υπερβολικής μορφής εξισώσεις ήπιας κλίσης γράφονται (Copeland, 1985a, Watanabe and Maruyama, 1986, Καραμπάς, 2002) (U d) (V d) w w t x y 2 Uw 1 (c ) 1 g d 0 t d x d cosh(kd) x 2 Vw 1 (c ) 1 g d 0 t d y d cosh(kd) y 0 110

111 όπου η είναι η ανύψωση της ελεύθερης επιφάνειας της θάλασσας λόγω του κυματισμού, d το βάθος της θάλασσας, U w και V w είναι οι μέσες ως προς το βάθος οριζόντιες ταχύτητες κατά x και y, k ο αριθμός κύματος και c η ταχύτητα διάδοσης του κυματισμού, c=l/t. Η απώλεια της ενέργειας λόγω θραύσης των κυματισμών στην ακτή ή πάνω στους κυματοθραύστες εισάγεται στο μοντέλο μέσω της προσομοίωσης των τάσεων Reynolds με τη θεώρηση τυρβώδη συντελεστή ιξώδους. Στο β μέρος των εξισώσεων της ορμής προστίθενται οι όροι: U... vh v x V... vh v x U 2 2 w w 2 h 2 y V 2 2 w w 2 h 2 y όπου ν h ένας τεχνητός τυρβώδης συντελεστής ιξώδους (Καραμπάς, 2002 κεφάλαιο 3). Ο συντελεστής τυρβώδους ιξώδους υπολογίζεται από (Battjes, 1975): ν h D 2h ρ 1/ 3 όπου D η απώλεια της ενέργειας λόγω της θραύσης τυχαίων κυματισμών D= 1 4 Q f gh b s 2 m με f s τη μέση συχνότητα φάσματος, H m το μέγιστο δυνατό ύψος κύματος (γh, με γ μία σταθερά) και Q b συντελεστή που σχετίζεται με τη πιθανότητα θραύσης του κυματισμού. Μετά την παραδοχή κατανομής Rayleigh, ο συντελεστής Q b δίνεται από τη λύση της παρακάτω εξίσωσης: 1 Q lnq b b H H rms m 2 όπου H rms είναι το μέσο τετραγωνικό ύψος (στο πρόγραμμα υπολογίζεται από τη σχέση H rms=2 (<2ζ 2 >) 1/2 όπου οι αγκύλες <> δηλώνουν μέση χρονική τιμή. Είναι φανερό ότι, όταν H rms<<h m, τότε Q b<<1 (μη θραυόμενοι κυματισμοί). Η παραπάνω εξίσωση της απώλειας D μπορεί να περιγράψει την απώλεια τυχαίων κυματισμών σε πολύπλοκη βυθομετρία. Η απώλεια της ενέργειας λόγω τριβής πυθμένα προσομοιώνεται με τους γραμμικοποιημένους όρους στο β μέρος των εξισώσεων της ορμής:...= f b σ U w 111

112 ...= f b σ V w όπου σ η γωνιακή συχνότητα, f b είναι ο γραμμικοποιημένος συντελεστής τριβής που συνδέεται με τον συντελεστή τριβής (κύματος) f w με τη σχέση: f σ = b 1 2 f U +V 2 2 w w w d Ανακεφαλαιώνοντας, οι τελικές εξισώσεις του μοντέλου κυματισμών είναι οι εξής: (U d) (V d) w w t x y 0 U 1 (c ) 1 g d U U t d x d cosh(kd) x x y w w w vh v 2 h f 2 b Uw Vw Vw v v 2 h h V y w 1 (c ) 1 g d x fbv t d y d cosh(kd) y x y (4.8) w Οι παραπάνω εξισώσεις προκύπτουν από την αντικατάσταση της κατανομής της πίεσης και των ταχυτήτων, από τη γραμμική θεωρία (κυματισμοί μικρού εύρους), στις γραμμικοποιημένες εξισώσεις Navier-Stokes και έτσι έχουν τη δυνατότητα περιγραφής της μετάδοσης των απλών αρμονικών γραμμικών κυματισμών σε οποιοδήποτε βάθος (συνδυασμός των φαινομένων της διάθλασης, περίθλασης, ανάκλασης και ρηχότητας). Για την ολοκλήρωση τους μπορούν να χρησιμοποιηθούν γνωστά ρητά σχήματα πεπερασμένων διαφορών που εφαρμόζονται στην αριθμητική ολοκλήρωση των εξισώσεων μακρών κυματισμών (Κουτίτας, 1985). 112

113 y V w i,j+1 t η i-1,j η i,j - U w n+1, V w n+1 j U w i,j U w i+1,j Δt/2 i-1 i i+1 V x η n+1 j-1 Δt/2 Σχήμα 20: Διακριτοποίηση των μεταβλητών Στο σημείο iδx και στο χρόνο nδt (όπου Δx και Δt το χρονικό και χωρικό βήμα διακριτοποίησης) οι μερικές παράγωγοι των εξισώσεων προσεγγίζονται, σε έναν έκκεντρο κάναβο (όπου, σύμφωνα με το Σχήμα 16, στο κέντρο του κανάβου υπολογίζεται η ανύψωση η ενώ οι ταχύτητες U w και V w στην άκρη), ως εξής (Κουτίτας, 1985, Copeland, 1985a): (U d) (U d) (V d) (V d) i i t x y n+1 n n n n n w i1,j w i,j w i,j1 w i,j 0 n1 n 2 n1 2 n1 n Uw i,j U w i,j 1 (c ) i,j (c ) i1,j 1 g i,j di,j di-1,j t d x d cosh(k d ) x i i,j i,j i,j U 2 U U U 2 U U x x n n n n n n w i+1,j w i,j w i-1,j w i,j+1 w i,j w i,j-1 n h h f 2 2 b Uwi,j n1 n 2 n1 2 n1 n Vw i,j V w i,j 1 (c ) i,j (c ) i,j-1 1 g i,j di,j di,j-1 t d x d cosh(k d ) x i i,j i,j i,j V 2V V V 2V V x x n n n n n n w i+1,j w i,j w i-1,j w i,j+1 w i,j w i,j-1 n h h f 2 2 b Vwi,j 113

114 Οι οριακές συνθήκες που εφαρμόστηκαν πλευρικά ήταν συνθήκες σπογγώδους ζώνης (τεχνική απορρόφησης των κυματισμών -sponge layer- των Larsen and Dancy, 1983). Η τεχνική αυτή εφαρμόζεται σε ένα διάστημα μήκους x s από το όριο και προς την ανοικτή θάλασσα. Στο εσωτερικό του διαστήματος αυτού οι μεταβλητές η, U w και V w διαιρούνται, σε κάθε χρονικό βήμα, με έναν συντελεστή μ(x) που ορίζεται: x/δx xs/δx μ(x) exp 2 2 lnβ όπου β είναι μία σταθερά η οποία εξαρτάται από τον αριθμό των σημείων του διαστήματος x s δηλαδή το x s/δx. Ο αριθμός αυτός μπορεί να καθορίσει και τον συντελεστή της (μερικής) ανάκλασης. Το σύστημα διεγείρεται από μία χρονοσειρά η i* (t) ανύψωσης της ελεύθερης επιφάνειας που εφαρμόζεται σε μία γραμμή του εσωτερικού της λιμενολεκάνης παράλληλα σε ένα όριο και σε απόσταση 20dx από αυτό (Larsen and Dancy, 1983, Lee and Suh, 1998). Η χρονοσειρά διέγερσης είναι ημιτονοειδής: * H t i 2 sin (t-t f ) cos c 2 x με t f=sin(φ) x/c όπου Η είναι το ύψος του κύματος στην είσοδο του λιμενικού έργου, c η ταχύτητα μετάδοσης, Δt και Δx το χρονικό και το χωρικό βήμα, σ συχνότητα και φ η γωνία πρόσπτωσης. Η ανύψωση η i* (t) προστίθεται στην υπολογισμένη ανύψωση στο εσωτερικό του πεδίου, δηλ. η τελική τιμή του η είναι το άθροισμα του προσπίπτοντος κυματισμού η i* (t) και του αποτελέσματος από το εσωτερικό του πεδίου. Στα πρώτα 20 (x s/δx=20) σημεία επιβάλλεται η συνθήκη ορίου απορρόφησης (sponge layer) ώστε να απορροφώνται οι ανακλώμενοι κυματισμοί από το εσωτερικό του υπολογιστικού πεδίου. Στα όρια πλήρους ανάκλασης εφαρμόζονται οι οριακές συνθήκες: U w=0 ή V w=0 (και η/s=0, όπου s ο άξονας κάθετα στο όριο). Η ανάκλαση περιγράφεται αυτόματα στο πρόγραμμα ορίζοντας το κατακόρυφο μέτωπο με το χαρακτηριστικό βάθος Μοντέλο κυματογενούς κυκλοφορίας HMAR_WAVERIC Η απώλεια της ενέργειας των κυματισμών, κυρίως λόγω της θραύσης τους, σε συνδυασμό με την επίδραση των φαινομένων της διάθλασης και περίθλασης, οδηγεί στη δημιουργία παράκτιων κυματογενών ρευμάτων. 114

115 Ολοκληρώνοντας τις εξισώσεις ισορροπίας ως προς το βάθος και ως προς την περίοδο του κύματος προκύπτουν από τους μη γραμμικούς όρους και από τους όρους βαθμίδος της πίεσης, επιπλέον όροι, γνωστοί ως τάσεις ακτινοβολίας. Οι εξισώσεις συνέχειας και ισορροπίας, για το υπολογισμό του κυματογενούς ρεύματος, γράφονται (Καραμπάς, 2002): ζ t x Uh Vh y 0 U U U ζ U V g t x y x 1 S S 1 U 1 U ρh x y h x x h y y h h xx xy sx bx νhh νhh V V V ζ U V g t x y y 1 Sxy Syy 1 V 1 V sy by νhh νhh ρh x y h x x h y y h h (4.12) όπου ζ η ανύψωση της μέσης στάθμης θάλασσας και U και V είναι οι μέσες ως προς το βάθος οριζόντιες ταχύτητες του ρεύματος κατά x και y, h το συνολικό βάθος, h=d+ζ. Οι τάσεις ακτινοβολίας που είναι συναρτήσεις των αποτελεσμάτων του κυματικού μοντέλου, U w, V w και η, υπολογίζονται από την εργασία του Copeland (1985b): w w 2 V w + D r + g 2 Sxx Uw Vw Uw Vw d Uw Ar -d < + >B r + U w + D r + x y x x y U V 1 y x y 2 2 yy w w 2 w w w r r w r S U V U V d V A -d < + >B +d V + D + x y y x y 2 Uw Vw 1 2 d U w + D r + g x x y 2 Sxy 2 d UwVw Ar 115

116 όπου τα σύμβολα < > δηλώνουν ολοκλήρωση ως προς τη περίοδο του κύματος (δηλ. A 1 T T 0 A(t) dt ) και: k 1 A r= sinh2kd + 2kd B 2 r= sinh2kd -2kd 2 4sinh kd 4k sinh kd d 1 D r = sinh 2kd-cosh2kd 2 4sinh kd 2kd Στο μοντέλο HMAR_WAVEL οι τάσεις ακτινοβολίας υπολογίζονται με τη χρήση των παραπάνω σχέσεων. Οι εκφράσεις αυτές βασίζονται στη γραμμική θεωρία κυματισμών και είναι γενικές, χωρίς την παραδοχή απλά προωθούμενων κυματισμών (μια παραδοχή που γίνεται πολύ συχνά). Έτσι μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πολύπλοκα πεδία του παράκτιου χώρου όπου συνυπάρχουν τα φαινόμενα της διάθλασης, θραύσης, περίθλασης και (μερικής ή ολικής) ανάκλασης των κυματισμών. Οι διατμητικές τάσεις τ bx και τ by στις εξισώσεις ορμής προσομοιώνουν την απώλεια της ενέργειας λόγω τριβής στον πυθμένα. Ο ρόλος τους είναι σημαντικός στην εκτίμηση των κυματογενών ρευμάτων και γι αυτό απαιτείται μια όσο το δυνατόν ορθότερη προσομοίωσή τους. Τραχύτητα αμμώδους πυθμένα Πριν υπολογιστούν οι διατμητικές τάσεις θα πρέπει πρώτα να εκτιμηθεί η τραχύτητα του θαλάσσιου αμμώδους πυθμένα k s στον παράκτιο χώρο κάτω από τη δράση των κυματισμών, όπου θα λαμβάνεται υπόψη και η ύπαρξη αμμοκυματίων. Τα αμμοκυμάτια δεν επιδρούν άμεσα στη μετάδοση των κυματισμών αλλά όμως επιδρούν σημαντικά στο σχηματισμό της οριακής στοιβάδας και την ένταση της τύρβης κοντά στον πυθμένα. Συνεπώς επηρεάζουν την κατανομή του κυματογενούς ρεύματος αλλά και τη μεταφορά φερτών στον πυθμένα. Τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά τους, το ύψος η r και το μήκος λ, συνδέονται με τα χαρακτηριστικά του κυματισμού και της άμμου. Το ύψος η r των αμμοκυματίων σε περιβάλλον τυχαίων κυματισμών δίνεται ως συνάρτηση του αριθμού κινητικότητας Ψ (Καραμπάς, κεφάλαιο 4): η r 21 Ψ Ξ U o Ψ (s 1)gd για Ψ>10 με 50 όπου U o είναι το πλάτος (μέγιστη τιμή) της οριζόντιας κυματικής ταχύτητας στον πυθμένα (για z=-d) που υπολογίζεται από τη σχέση της γραμμικής θεωρίας κυματισμών U o=πh/(tsinh(kh)), s=ρ s/ρ (όπου ρ s η πυκνότητα του ιζήματος και ρ η πυκνότητα του νερού, s 2.65), d 50 η μέση διάμετρος των κόκκων 116

117 και Ξ το πλάτος τροχιάς των μορίων κοντά στον πυθμένα λόγω του κυματισμού, Ξ U o T 2π. Η ταχύτητα U o και η περίοδος Τ σχετίζονται με το σημαντικό ύψος κύματος. Η σχέση που συνδέει το η r με το μήκος των αμμοκυματίων λ είναι: ηr θ λ 2.5 όπου θ 2.5 η παράμετρος Shields που αντιστοιχεί σε επίπεδο πυθμένα με τραχύτητα 2.5d 50: θ f 2.5V 2 (s 1)gd 2 o 50 με f 2.5 τον συντελεστή τριβής για τραχύτητα 2.5d 50: f d 50 exp Ξ Όταν επικρατούν έντονες κυματικές συνθήκες και η τιμή της παραμέτρου Ψ πάρει μεγάλες τιμές, Ψ>240, τότε τα αμμοκυμάτια εξαφανίζονται και ο πυθμένας είναι πλέον επίπεδος. Σε ιδιαίτερα ήπιες συνθήκες για Ψ<10 δεν σχηματίζονται αμμοκυμάτια. Μετά τον υπολογισμό του ύψους η r και του μήκους λ των αμμοκυματίων, η τραχύτητα του αμμώδους πυθμένα k s υπολογίζεται από: k 8 η 170 θ 0.05 d λ 2 r s Διατμητικές τάσεις Για τον υπολογισμό των διατμητικών τάσεων θεωρούνται οι συνολικές ταχύτητες στον πυθμένα και όχι μόνο οι ταχύτητες του ρεύματος ή του κύματος. Όπως αναφέρθηκε στην κυματογενή κυκλοφορία ένα υλικό σημείο εκτελεί συνδυασμένη κίνηση: κυματική παλινδρομική και κίνηση ρεύματος. Οι συνολικές ταχύτητες κοντά στον πυθμένα u b και v b δίνονται από (Καραμπάς, 2002): u b(t)=u+u w-b(t) v b(t)=v+v w-b(t) όπου u w-b, v w-b οι ταχύτητες του κύματος κοντά στον πυθμένα. 117

118 Οι διατμητικές τάσεις δίνονται από τις σχέσεις: τ bx 1 ρf 2 cw u b u 2 b v 2 b τby ρfcw vb ub vb 2 όπου f cw είναι ο συνολικός συντελεστής τριβής λόγω κύματος-ρεύματος. Η ύπαρξη των κυματισμών στη συνδυασμένη αυτή κίνηση κύματος-ρεύματος επιδρά στην κατακόρυφη κατανομή της οριζόντιας ταχύτητας του ρεύματος αυξάνοντας την τύρβη κοντά στον πυθμένα. Άρα ο συντελεστής f cw θα πρέπει να είναι συνάρτηση των συντελεστών τριβής ρεύματος f c και κύματος f w. Μία απλοποιημένη έκφραση είναι ένας γραμμικός συνδυασμός των f c και f w : f cw=a cw f c+(1-a cw)f w όπου ο συντελεστής a cw κατά x δίνεται από τη σχέση: a cw-x=u/(u+uo), ενώ κατά y από: a cwy=v/(v+uo). Ο συντελεστής τριβής λόγω ρεύματος f c είναι συνάρτηση του συντελεστή τριβής Chezy cc: 2g f c c 2 c c c 18log 10 12h k s Ο συντελεστής τριβής λόγω κυματισμών δίνεται από τη σχέση: f w 0.19 k s exp Ξ Συντελεστής οριζόντιας διάχυσης Ο συντελεστής οριζόντιας διάχυσης ν h υπολογίζεται από τη σχέση (Καραμπάς, 2002): ν h 0.5U o H (4.24) O συντελεστής οριζόντιας διάχυσης δεν εισάγεται μόνο για την προσομοίωση της τύρβης αλλά κυρίως εισάγεται να προσομοιώσει την ανάμιξη στη ζώνη θραύσης όπου η επίδραση της οριζόντιας διασποράς είναι ιδιαίτερα σημαντική σε σχέση με την τυρβώδη διάχυση. 118

119 6.2.3 Μοντέλο στερεομεταφορας και εξέλιξης μορφολογίας πυθμένα HMAR_SEDTR Στο κεφάλαιο αυτό υπολογίζεται η στερεομεταφορά στην περιοχή σε δισδιάστατο πεδίο ώστε να οδηγηθούμε σε μια ορθή κατανόηση των φαινομένων με βάση τα αποτελέσματα ενός προηγμένου μαθηματικού μοντέλου (Καραμπάς κ.α, 2011). Για την ανάλυση αυτή χρησιμοποιείται ένα δισδιάστατο μοντέλο προσομοίωσης. Τέτοια μοντέλα βρίσκονται στην παρούσα φάση διεθνώς σε προχωρημένο ερευνητικό επίπεδο. Η συνολική παροχή q t του φορτίου φερτών υλών είναι το άθροισμα της παροχής δύο επιμέρους φορτίων, του φορτίου πυθμένα q b και του φορτίου σε αιώρηση q s: q t=q b+q s Σχήμα 21: Φορτίο πυθμένα (q b) 119

120 Σχήμα 22: Φορτίο σε αιώρηση(q s) Όταν η κίνηση των κόκκων γίνεται με κύλιση στον πυθμένα ή διαδοχικά άλματα που συνεπάγονται περιοδική επαφή με τον πυθμένα τότε η μεταφορά φερτών χαρακτηρίζεται ως φορτίο πυθμένα (Σχ. 21). Όταν οι κόκκοι των ιζημάτων βρίσκονται σχεδόν συνέχεια σε αιώρηση στη στήλη του νερού λόγω της τύρβης τότε η μεταφορά φερτών χαρακτηρίζεται ως φορτίο σε αιώρηση (Σχ. 22). Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά των κόκκων, των κυματισμών και των κυματογενών ρευμάτων κυριαρχεί το ένα ή το άλλο φορτίο. Προφανώς όσο πιο μεγάλη είναι η διάμετρος των κόκκων τόσο πιο σημαντικό είναι το φορτίο πυθμένα. Για την εκτίμηση φορτίου πυθμένα και φορτίου σε αιώρηση γίνεται η παραδοχή της ενεργητικής προσέγγισης. Η ενεργητική προσέγγιση βασίζεται στην ιδέα του Bagnold που συνέδεσε τη στερεοπαροχή με την απώλεια της ενέργειας των κυματισμών. Οι συνολικές στερεοπαροχές q xt, q yt, κατά τους οριζόντιους άξονες x και y δίνονται από το άθροισμα της στερεοπαροχής των δύο επιμέρους φορτίων, των φορτίων πυθμένα q bx, q by και των φορτίων σε αιώρηση q sx, q sy(καραμπάς, 2002): q xt= q bx +q sx q yt= q by +q sy 1 ε u d b b x qbx ω b (ρs ρ)g tan ubt tan q sx (ρ s 1 ρ)g ε s u w bt f u u b bt ε s d x u w bt f ω t 120

121 1 ε v d b b y qby ω b (ρs ρ)g tan ubt tan q sy (ρ s 1 ρ)g ε s u w bt f v u b bt ε s d y u w bt f ω t όπου Φ είναι η γωνία εσωτερικής τριβής, tanφ=0.6, ε b, ε s συντελεστές απόδοσης φορτίου πυθμένα και αιώρησης (ε b=0.1, ε s=0.02), w f είναι η ταχύτητα καθίζησης των κόκκων, d x, d y οι κλίσεις του πυθμένα ως προς x και y, u b=u b(t), v b=v b(t) οι συνολικές οριζόντιες ταχύτητες κύματος και ρεύματος κοντά στον πυθμένα κατά x και y, u bt u 2 b v 2 b, ω b η απώλεια της ενέργειας λόγω της τριβής πυθμένα και ω t η συνολική απώλεια της ενέργειας λόγω της τριβής πυθμένα και της θραύσης των κυματισμών: 1 ω f ρu 2 3 b cw bt ω ω De t b 3/2(1h/H) όπου H είναι το μέσο τετραγωνικό ύψος του κύματος (H=H rms) και D η απώλεια της ενέργειας λόγω της θραύσης των κυματισμών. Στις παραπάνω σχέσεις και οι παράμετροι που σχετίζονται με τον κυματισμό (π.χ. D, f w, που αντιπροσωπεύουν την τύρβη λόγω θραύσης και τριβής πυθμένα) είναι υπεύθυνοι για την αποσταθεροποίηση των κόκκων, οι οποίοι μεταφέρονται κυρίως από το ρεύμα (ταχύτητες U και V). Η μεταφορά λόγω της ασυμμετρίας του κυματισμού σχετίζεται με την (ασύμμετρη) κυματική ταχύτητα και την ολοκλήρωση ως προς την περίοδο του κύματος. Η ταχύτητα καθίζησης των κόκκων w f υπολογίζεται ως συνάρτηση της μέσης διαμέτρου των κόκκων d 50, σύμφωνα με (Ahrens, 2000): 2 f 1 50 t Δgd50 w =C Δgd /ν + C με C 1=0.055 tanh[12a -059 exp( a)] C t=1.06 tanh[0.016a 0.5 exp(-120/a)] 3 50 A=Δgd /ν 2 121

122 όπου ν το κινηματικό ιξώδες, Δ η σχετική πυκνότητα της άμμου, Δ=(ρ s-ρ)/ρ, (ρ s είναι η πυκνότητα της άμμου και ρ η πυκνότητα του νερού). O Leont yev (1999) απλοποίησε τις παραπάνω αγνοώντας τους όρους κλίσης πυθμένα και κάνοντας τις παραδοχές ότι οι κυματισμοί είναι γραμμικοί και ότι οι ταχύτητες του ρεύματος U και V είναι μικρότερες από την μέγιστη ταχύτητα του κύματος U o. Έτσι οι σχέσεις τροποποιούνται στις: q xt= q bx +q sx q yt= q by +q sy 9 1 b U q bx = b 8 ( s- )g tan Uo 1 U qsx εs ω t (ρs ρ)g wf 9 1 b V q by = b 8 ( s- )g tan Uo ω b fwρuo t 1 V qsy εs ω t (ρs ρ)g wf ω 4ω De b 3/2(1h/H) όπου q xt, q yt οι συνολικές στερεοπαροχές, q xt=q bx+q sx, q yt=q by+q sy, U και V οι ταχύτητες του κυματογενούς ρεύματος και U o το πλάτος της οριζόντιας ταχύτητας στον πυθμένα από τη σχέση: U o=πh/(tsinh(kd)). Οι ταχύτητες U και V λαμβάνονται απευθείας από τα αποτελέσματα του μοντέλου κυματογενούς κυκλοφορίας (εφόσον για την εκτίμηση μακροχρόνιων μεταβολών σε δισδιάστατα προβλήματα οι ταχύτητες του δευτερογενούς ρεύματος συνήθως αγνοούνται). Οι μορφολογικές μεταβολές (ρυθμός μεταβολής της στάθμης του πυθμένα - Σχήμα 23), στον παράκτιο χώρο υπολογίζονται επιλύνοντας την εξίσωση διατήρησης του όγκου των φερτών: d 1 q t (1 p) x xt q yt y όπου d είναι το βάθος του νερού, p το πορώδες της άμμου (p 0.4) και q tx, q ty είναι οι συνολικές στερεοπαροχές παράλληλα (άξονας x) και κάθετα (άξονας y) στην ακτή. 122

123 z x d q tx q tx+ q tx x dx dx Σχήμα 23: Μεταβολή στάθμης πυθμένα Η παραπάνω εξίσωση προσομοιώνει τις μεταβολές του πυθμένα σε τρισδιάστατο πεδίο. Χρησιμοποιείται τόσο για την εκτίμηση βραχυχρόνιων μεταβολών (της τάξεως μερικών ωρών έως μερικών ημερών) όσο και των μακροχρόνιων (της τάξεως μερικών ετών). 6.3 Προτάσεις Στην ενότητα αυτή θα γίνουν οι εφαρμογές των παραπάνω μοντέλων για την ακτή Φούρκας. Οι εφαρμογές έγιναν για διάφορα σενάρια λύσεων που προτείνονται και τα χαρακτηριστικά των εφαρμογών αυτών καταγράφονται στον παρακάτω πίνακα. Πίνακας 23: Εφαρμογές και χαρακτηριστικά μεγέθη Εφαρμογή ΥΚ Χαρακτηριστικά λύσης Υφιστάμενη Κατάσταση 5 Βυθισμένοι Κυματοθραύστες μήκους 180m σε απόσταση Λύση 1 Λύση 2 μεταξύ τους 40m, έδραση στην ισοβαθή -4m Αναπλήρωση ακτής μήκους 1.100m 4 Βυθισμένοι Κυματοθραύστες μήκους m σε απόσταση μεταξύ τους 50m, έδραση στην ισοβαθή -4m Αναπλήρωση ακτής μήκους 850m 123

124 Για την εφαρμογή των μοντέλων λήφθηκαν υπόψη οι πρόσφατες βυθομετρήσεις, που έγιναν μπροστά από την ακτή του οικισμού της Φούρκας Πρόταση μη παρέμβασης Στα Σχήματα 20, 22 και 24 παρουσιάζονται οι ισοϋψείς H s για τους ΒΔ, ΝΔ και Δ ανέμους αντίστοιχα. Η κυματική δράση είναι σχετικά πιο έντονη για τους ΒΔ και ΝΔ ανέμους. Στην περίπτωση των ΒΔ ανέμων οι μέγιστες εντάσεις εμφανίζονται στη μέση της παραλίας και νοτιότερα, ενώ στην περίπτωση των ΝΔ ανέμων οι κυματισμοί είναι μεγαλύτεροι στο βόρειο τμήμα της εξεταζόμενης ακτής. Στα Σχήματα 21, 23 και 25 παρουσιάζεται το πεδίο ταχυτήτων του κυματογενούς ρεύματος, το οποίο έχει κατεύθυνση νότια στους ΒΔ ανέμους και βόρεια στους ΝΔ ανέμους. Στην περίπτωση των Δ ανέμων, τα ρεύματα κινούνται βόρεια στο νότιο τμήμα της ακτής, ενώ στο βόρειο τμήμα της ακτής υπάρχει εμφάνιση δεξιόστροφων στροβιλισμών. Στο Σχήμα 26 παρουσιάζεται η τάση εξέλιξης της ακτογραμμής. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του δισδιάστατου μοντέλου HMAR_SEDTR παρατηρείται διάβρωση της ακτής στο βόρειο τμήμα της, η οποία ξεκινά περίπου από το μέσον του οικισμού Πρόταση 1: Κατασκευή 4 βυθισμένων κυματοθραυστών μήκους 100m σε απόσταση 90m από την ακτή Η λύση 1 αφορά την κατασκευή 5 βυθισμένων κυματοθραυστών μήκους 180m έκαστος σε απόσταση 40m μεταξύ τους, που εδράζονται στην ισοβαθή των -4,0m και την τεχνητή αναπλήρωση της ακτής. Στα Σχήματα 31, 33 και 34 παρουσιάζονται οι ισοϋψείς H s για τους ΒΔ, ΝΔ και Δ ανέμους αντίστοιχα. Και στις τρεις περιπτώσεις ανέμων παρατηρείται σημαντική μείωση της κυματικής δράσης στη «σκιά» των βυθισμένων κυματοθραυστών. Στα Σχήματα 32, 34 και 36 παρουσιάζονται τα αντίστοιχα πεδία των κυματογενών ταχυτήτων των ρευμάτων. Στην περίπτωση των ΒΔ και ΝΔ κυματισμών εμφανίζεται μείωση των ρευμάτων στην ακτή, ενώ εμφανίζονται ρεύματα στην περιοχή των έργων και στροβιλισμοί στα κενά μεταξύ των βυθισμένων κυματοθραυστών. Στην περίπτωση των Δ κυματισμών υπάρχει αποδιοργάνωση των στροβιλισμών των ρευμάτων στην ακτή και εμφάνιση κυματογενούς κυκλοφορίας στην περιοχή των έργων. 124

125 Στο Σχήμα 37 παρουσιάζεται η τάση εξέλιξης της ακτογραμμής, όπου παρατηρείται σταθεροποίηση της ακτής με τάσεις προσάμμωσης στη «σκιά» των έργων και ήπια διαβρωτική τάση στην περιοχή του κενού μεταξύ πρώτου (νότιου) και δεύτερου βυθισμένου κυματοθραύστη Πρόταση 2: Κατασκευή 3 βυθισμένων κυματοθραυστών μήκους 150m σε απόσταση 120m από την ακτή Η λύση 2 αφορά την κατασκευή 3 βυθισμένων κυματοθραυστών μήκους 170m έκαστος σε απόσταση 40m μεταξύ τους και 1 βυθισμένου κυματοθραύστη μήκους 180m σε απόσταση 150m από τον δεύτερο, που εδράζονται στην ισοβαθή των -4,0m και την τεχνητή αναπλήρωση της ακτής. Η αύξηση της απόστασης μεταξύ πρώτου και δεύτερου κυματοθραύστη σχετίζεται με την ύπαρξη της εκβολής του ρέματος της Φούρκας σε αυτήν την περιοχή. Στα Σχήματα 37, 40 και 42 παρουσιάζονται οι ισοϋψείς H s για τους ΒΔ, ΝΔ και Δ ανέμους αντίστοιχα, που είναι παρόμοιες με την προηγούμενη λύση με τη διαφοροποίηση της εμφάνισης κυματικής δράσης στην μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ πρώτου και δεύτερου κυματοθραύστη. Στα Σχήματα 39, 41 και 43 παρουσιάζονται τα αντίστοιχα πεδία των κυματογενών ταχυτήτων. Και στις τρεις περιπτώσεις ανέμων εμφανίζεται η δημιουργία στροβιλισμών στην περιοχή της μεγαλύτερης απόστασης μεταξύ του πρώτου και δεύτερου βυθισμένου κυματοθραύστη. Στο Σχήμα 44 παρουσιάζεται η τάση εξέλιξης της ακτογραμμής, όπου σε σύγκριση με τη Λύση 1, υπάρχει μια επέκταση της διαβρωτικής τάσης στην περιοχή της ακτής, που αντιστοιχεί στην απόσταση μεταξύ πρώτου και δεύτερου βυθισμένου κυματοθραύστη. 125

126 Σχήμα 24: ΥΚ. Iσοϋψείς H s για τους ΒΔ ανέμους Σχήμα 25: ΥΚ. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους ΒΔ ανέμους 126

127 Σχήμα 26: Λύση 1. Iσοϋψείς H s για τους ΝΔ ανέμους Σχήμα 27: ΥΚ. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους ΝΔ ανέμους 127

128 Σχήμα 28: ΥΚ. Iσοϋψείς H s για τους Δ ανέμους Σχήμα 29: ΥΚ. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους Δ ανέμους 128

129 Σχήμα 30: ΥΚ. Τάση εξέλιξης Ακτογραμμής 129

130 Σχήμα 31: Λύση 1. Iσοϋψείς H s για τους ΒΔ ανέμους Σχήμα 32: Λύση 1. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους ΒΔ ανέμους 130

131 Σχήμα 33: Λύση 1. Iσοϋψείς H s για τους ΝΔ ανέμους Σχήμα 34: Λύση 1. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους ΝΔ ανέμους 131

132 y (m) x (m) Σχήμα 35: Λύση 1. Iσοϋψείς H s για τους Δ ανέμους 0 Σχήμα 36: Λύση 1. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους Δ ανέμους 132

133 Σχήμα 37: 5 Βυθισμένοι κυματοθραύστες μήκους 180m Λύση 1. Τάση εξέλιξης Ακτογραμμής 133

134 Σχήμα 38: Λύση 2. Iσοϋψείς H s για τους ΒΔ ανέμους Σχήμα 39: Λύση 2. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους ΒΔ ανέμους 134

135 Σχήμα 40: Λύση 2. Iσοϋψείς H s για τους ΝΔ ανέμους Σχήμα 41: Λύση 2. Πεδίο ταχυτήτων κυματογενούς κυκλοφορίας για τους ΝΔ ανέμους 135