ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΕΝΑΡΙΩΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΛΕΚΑΝΗΣ ΑΠΟΣΕΛΕΜΗ ΚΡΗΤΗΣ

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΗΜΟΙ ΧΕΡΣΟΝΗΣΟΥ, ΜΑΛΙΩΝ ΚΑΙ ΓΟΥΒΩΝ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΥΝΟΛΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΕΝΑΡΙΩΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΛΕΚΑΝΗΣ ΑΠΟΣΕΛΕΜΗ ΚΡΗΤΗΣ Τεχνικό Υπόµνηµα Β Φάσης Φορέας Εκπόνησης: Επιστ. Υπεύθυνος: ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΓΓΕΙΟΒΕΛΤΙΩΤΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΚΑΙ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Γ. ΤΣΑΚΙΡΗΣ, Καθηγητής Ε.Μ.Π. ΑΘΗΝΑ 2005

2 Αντί Προλόγου Το παρόν τεχνικό υπόµνηµα περιλαµβάνει τα συµπεράσµατα της Ερευνητικής Οµάδας του Ερευνητικού Προγράµµατος «Συνολική Αξιολόγηση Σεναρίων Ανάπτυξης Υδατικών Πόρων Λεκάνης Αποσελέµη Κρήτης», που εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Εγγειοβελτιωτικών Έργων και ιαχείρισης Υδατικών Πόρων του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου κατά την περίοδο του 2003 και Όπως είναι γνωστό, τον Αύγουστο του 2002 παρουσιάσθηκε η τελική έκθεση της Α φάσης του προγράµµατος έκτασης 135 σελίδων και Παραρτήµατα. Στην έκθεση αυτή παρουσιάστηκαν αναλυτικά: Το προτεινόµενο Σύστηµα των έργων στον Αποσελέµη και το Οροπέδιο µε βάση τις Οριστικές Μελέτες του 1998 Αναλύθηκαν οι υδρογεωλογικές και υδρολογικές συνθήκες Έγιναν µοντέλα βροχόπτωσης απορροής για την εκτίµηση των απορροών Παρήχθησαν στοχαστικά υδρολογικά στοιχεία για την επιµήκυνση των χρονοσειρών Έγινε η προσοµοίωση της λειτουργίας του ταµιευτήρα για διάφορα σενάρια εισροών Εξετάσθηκαν εναλλακτικά ύψη του φράγµατος σε σχέση µε τα σενάρια εισροών Εκτιµήθηκε η ασφαλής ετήσια απόληψη για όλους τους συνδυασµούς σεναρίων και λύσεων Αξιολογήθηκαν οι επιπτώσεις κάθε λύσης Εξήχθησαν χρήσιµα συµπεράσµατα σχετικά µε την προωθούµενη λύση Κατά το διάστηµα ολοκληρώθηκε η υπολογιστική υποδοµή της οµάδας µε νέα µοντέλα ηµερήσιας βάσης, έγιναν επισκέψεις στις περιοχές του Αποσελέµη και του Οροπεδίου, συλλέχθηκαν και άλλα συµπληρωµατικά στοιχεία κυρίως ηµερήσιας βάσης και διερευνήθηκε περαιτέρω η πιθανή διασύνδεση των λεκανών Αποσελέµη και Οροπεδίου. Τέλος, περί το τέλος του Νοεµβρίου 2004 δόθηκαν στην Ερευνητική Οµάδα δύο ακόµα µελέτες: α) ΙΓΜΕ/ΥΠΕΧΩ Ε: Πείραµα Ιχνηθέτησης στην Καταβόθρα Χώνος του Οροπέδιου Λασιθίου. Τελική Έκθεση β) ΥΠΕΧΩ Ε: Μελέτη και Σχέδια αντιµετώπισης Συνθηκών Εκτάκτου Ανάγκης που θα Προκύψουν από την Υποθετική Θραύση του Φράγµατος Αποσελέµη. Τελική Έκθεση Με βάση όλο αυτό το υλικό η ερευνητική οµάδα επικεντρώθηκε κυρίως: στον ακριβέστερο προσδιορισµό των απορροών και εποµένως των αναµενόµενων εισροών στον ταµιευτήρα 2

3 στην προσοµοίωση λειτουργίας του ταµιευτήρα και στην εκτίµηση της εγγυηµένης απόληψης από τον ταµιευτήρα στην προσοµοίωση της ενδεχόµενης θραύσης του φράγµατος και τη διόδευση του κύµατος που θα προκληθεί σε τέτοιο ενδεχόµενο Το θέµα που απασχόλησε λιγότερο και εποµένως παραµένει ανοικτό είναι η εκτίµηση των επιπτώσεων στην ευρύτερη περιοχή από την παύση λειτουργίας των καταβοθρών. Το θέµα αυτό αξίζει να διερευνηθεί περαιτέρω γιατί είναι ιδιαίτερα σηµαντικό. Πρέπει να τονισθεί ότι οι τεχνικές εκθέσεις που παράγονται από αυτό το ερευνητικό πρόγραµµα σε καµµία περίπτωση δεν υπέχουν θέση µελέτης των έργων (δεν θα µπορούσε άλλωστε αφού ο στόχος είναι η διερεύνηση σε βάθος κάποιων πλευρών του σχεδιασµού σε αντίθεση µε τις µελέτες που ασχολούνται µε το λεπτοµερή σχεδιασµό των έργων). Τέλος παρουσιάζονται και κάποια σηµαντικά γεωτεχνικά στοιχεία που δεν περιλήφθησαν στην τελική έκθεση της Α Φάσης. Η δοµή αυτού του τεχνικού υποµνήµατος είναι τέτοια, ώστε να προηγούνται τα κύρια αποτελέσµατα και συµπεράσµατα και να έπεται η αναλυτικότερη προσέγγιση. Ευχαριστώ όλους που συµµετείχαν σ αυτή τη δεύτερη φάση του ερευνητικού προγράµµατος µε µεγάλη φιλοτιµία και σχεδόν µηδενική οικονοµική ανταµοιβή. Ιδιαίτερα ευχαριστώ τους κυρίους Μ. Σακελλαρίου, Σπ. Γιακουµάκη, Κ. Μπέλλο,. Τίγκα, Μ. Σπηλιώτη, Π. Σιώρα, Χ. Βαγγέλη και. Παγκάλου. Το τεχνικό αυτό υπόµνηµα εδράζεται στην πρώτη προσέγγιση που περιγράφεται αναλυτικά στην Τελική Έκθεση της Α Φάσης του Προγράµµατος. Συνεπώς τα συµπεράσµατα και οι αναλύσεις που περιλαµβάνονται σ αυτό το τεχνικό υπόµνηµα αποτελούν ουσιαστικά συµπλήρωµα των συµπερασµάτων και της ανάλυσης της Α Φάσης. Μικρές διαφοροποιήσεις παρατηρούνται σε σχέση µε το θέµα της διερεύνησης των εισροών και εποµένως και των απολήψεων. Στις περιπτώσεις αυτές τα αποτελέσµατα της Β Φάσης θεωρούνται ακριβέστερα λόγω των αναλυτικότερων προσεγγίσεων και των λεπτοµερέστερων στοιχείων που χρησιµοποιήθηκαν. Τέλος το θέµα της ενδεχόµενης θραύσης του φράγµατος αποτελεί θέµα που δεν είχε διερευνηθεί στην Α Φάση. Ιανουάριος 2005 Καθ. Γ. Τσακίρης Επιστηµονικός Υπεύθυνος Ερευνητικού Προγράµµατος 3

4 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Τα κύρια αποτελέσµατα της Β Φάσης του Ερευνητικού Προγράµµατος «Συνολική Αξιολόγηση Σεναρίων Ανάπτυξης Υδατικών Πόρων Λεκάνης Αποσελέµη Κρήτης» αναφέρονται α) στην Υδρολογική εκτίµηση των εισροών στον υπό µελέτη ταµιευτήρα β) στην προσοµοίωση λειτουργίας του υπό µελέτη ταµιευτήρα και στην εκτίµηση της ετήσιας ασφαλούς απόληψης γ) στην εκτίµηση του κινδύνου για τον οικισµό Ποταµιές σε ενδεχόµενη θραύση του φράγµατος Στην περίπτωση που τα µεγέθη σχεδιασµού είναι απαραίτητα, αυτά θεωρούνται ότι είναι της Οριστικής Μελέτης του έργου (1998). 1. Υ ΡΟΛΟΓΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΙΣΡΟΩΝ ΣΤΟΝ ΥΠΟ ΜΕΛΕΤΗ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ Βασικό πρόβληµα για τον υπολογισµό των εισροών στον υπό µελέτη ταµιευτήρα είναι κατά πόσο οι δύο υδρολογικές λεκάνες Αποσελέµη και Οροπεδίου διασυνδέονται. Το θέµα διερευνήθηκε µε πολλούς τρόπους, δύο από τους οποίους παρουσιάζονται παρακάτω: α) µε τη βελτιστοποίηση εννοιολογικού µοντέλου ηµερήσιας βάσης για πλήθος πιθανών σεναρίων β) µε τη χρήση µοντέλων ασαφούς παλινδρόµησης Πιο συγκεκριµένα: 1.1 Προσοµοίωση των σεναρίων διασύνδεσης των Λεκανών Αποσελέµη και Οροπεδίου µε τη βελτιστοποίηση ηµερησίου αιτιοκρατικού µοντέλου Για την εκτίµηση της ποσότητας του νερού που διέρχεται από την λεκάνη του Οροπεδίου στην λεκάνη του Αποσελέµη, έγινε προσοµοίωση εκτεταµένης σειράς σεναρίων διασύνδεσης µε χρήση του λογισµικού Medbasin. Το λογισµικό στηρίζεται στο αιτιοκρατικό µοντέλο βροχόπτωσης - απορροής MERO, το οποίο έχει εφαρµοστεί σε σειρά µελετών του FAO σε µεσογειακές λεκάνες απορροής. Οι προσοµοιώσεις έγιναν για χρονική περίοδο 24 υδρολογικών ετών ( ) για την οποία ήταν διαθέσιµα ηµερήσια δεδοµένα. Στο µοντέλο εισάγονται οι ηµερήσιες τιµές της 4

5 βροχόπτωσης και της δυνητικής εξατµισοδιαπνοής, καθώς και οι µετρηµένες τιµές της απορροής του Αποσελέµη για τη σύγκριση και επαλήθευση των αποτελεσµάτων. Εισάγονται επίσης οι ηµερήσιες µετρηµένες τιµές απορροής στις Καταβόθρες του Οροπεδίου Λασιθίου. Για την προσοµοίωση των σεναρίων διασύνδεσης εφαρµόστηκε ειδικός αλγόριθµος, µε τον οποίο εξετάζεται τόσο η άµεση εισροή προς τη λεκάνη του Αποσελέµη (µε τον ορισµό κατωφλίων παροχής), όσο και η εισροή µε χρονική καθυστέρηση (lag). Ο έλεγχος της προσαρµογής των αποτελεσµάτων έγινε µε κριτήρια που έχουν προταθεί από τον W.M.O. Από τα αποτελέσµατα προκύπτει ότι το ποσοστό το οποίο εισέρχεται στη λεκάνη του Αποσελέµη επί του συνόλου της απορροής των Καταβοθρών είναι στην περιοχή του 30 40%, παρουσιάζοντας τη βέλτιστη προσαρµογή στο 34%. Το µεγαλύτερο µέρος αυτού του ποσοστού (περίπου 90%) εισέρχεται άµεσα (εντός λίγων ωρών) στη λεκάνη του Αποσελέµη, ενώ το υπόλοιπο 10% εισέρχεται µε καθυστέρηση ενός µήνα. Ενδεικτικά αποτελέσµατα των προσοµοιώσεων παρουσιάζονται στον Πίνακα 1, ενώ η µέση µηνιαία κατανοµή των όγκων απορροής από τις Καταβόθρες, που συµβάλλουν άµεσα στην απορροή του Αποσελέµη παρουσιάζονται στο ιάγραµµα 1 και στον Πίνακα 2. Αναλυτικότερη περιγραφή της µεθόδου και των αποτελεσµάτων βρίσκονται στο Παράρτηµα Ι. Πίνακας 1. Σενάρια εισροής νερού από το Οροπέδιο Λασιθίου στη λεκάνη απορροής του Αποσελέµη (ποσοστά επί των υδροµετρήσεων στις Καταβόθρες) Threshold 1: >8 m 3 /s Threshold 2: >5 m 3 /s Threshold 3: >3 m 3 /s Threshold 4: >2 m 3 /s Lag: 1 µήνας Decay effect NTD RMSE Σύνολο 0% 0% 0% 0% 0% Off % 50% 35% 25% 12% 3% Off % 40% 28% 12% 3% Low % 40% 35% 15% 3% Low % 48% 37% 14% 3% Medium = 31.3% = 33.0% = 34.0% = 39.0% 5

6 (Μm 3 ) 5,000 4,500 Άµεση εισροή στη λεκάνη του Αποσελέµη Μη άµεση εισροή στη λεκάνη του Αποσελέµη 4, % 3, % 3,000 2, % 2, % 1,500 1,000 0,500 0, % 15.5% 27.1% 34.8% 4.6% Σεπ Οκτ Νοε εκ Ιαν Φεβ Μαρ Απρ Μαϊ Ιουν Ιουλ Αυγ ιάγραµµα 1. Εκτίµηση των µέσων µηνιαίων όγκων απορροής των Καταβοθρών που συµβάλλουν στην απορροή του Αποσελέµη Πίνακας 2. Μέσος µηνιαίος όγκος απορροής στις Καταβόθρες και µέσος µηνιαίος όγκος που εισέρχεται στη λεκάνη του Αποσελέµη Σεπ Οκτ Νοε εκ Ιαν Φεβ Μαρ Απρ Μαϊ Ιουν Ιουλ Αυγ Σύνολο Ολικός όγκος (Mm 3 ) Όγκος εισροής στον Αποσελέµη (Mm 3 ) Προσέγγιση ασαφούς γραµµικής παλινδρόµησης Η µέθοδος της ασαφούς γραµµικής παλινδρόµησης χρησιµοποιείται για τον προσδιορισµό των ποσοτήτων νερού που προέρχονται από το Οροπέδιο Λασιθίου και καταγράφονται στον υδροµετρικό σταθµό των Ποταµιών. Στη µέθοδο αυτή έγινε προσπάθεια συσχέτισης των µηνιαίων τιµών απορροής στον υδροµετρικό σταθµό Ποταµιών µε τη συνολική βροχόπτωση της Λεκάνης ανάντη των Ποταµιών και της παροχής στις καταβόθρες του Οροπεδίου τόσο του ίδιου µήνα, όσο και των 6

7 προηγούµενων δύο µηνών. Η διαδικασία έγινε για κάθε µήνα χωριστά, για τους µήνες που µπορεί να υπάρχει ουσιαστική συνεισφορά από το Οροπέδιο. Φεβρουάριος Καταβόθρες Καταβόθρες Καταβόθρες Σύνολο Λεκάνη εκέµβριος Ιανουάριος Φεβρουάριος Καταβόθρες Αποσελέµη Ποσοστά 1.45% 7.05% 67.45% 75.95% 24.05% Ποσότητες (Μm 3 ) Σχήµα 1. Ποσοστιαία συµβολή των καταβόθρων και της βροχόπτωσης στον Αποσελέµη στην απορροή του Αποσελέµη κατά το µήνα Φεβρουάριο. Μάρτιος Καταβόθρες Καταβόθρες Καταβόθρες Σύνολο Λεκάνη Ιανουάριος Φεβρουάριος Μάρτιος Καταβόθρες Αποσελέµη Ποσοστά 0.00% 15.38% 43.33% 58.71% 41.29% Ποσότητες (Μm 3 ) Σχήµα 2. Ποσοστιαία συµβολή των καταβόθρων και της βροχόπτωσης στον Αποσελέµη στην απορροή του Αποσελέµη κατά το µήνα Μάρτιο. 7

8 Η εφαρµογή της µεθόδου έγινε για το διάστηµα και περιγράφεται αναλυτικότερα στο Παράρτηµα ΙΙ. Ενδεικτικά εδώ παρουσιάζονται τα αποτελέσµατα του Μαρτίου, όπου η συµµετοχή του Οροπεδίου στην απορροή που καταγράφεται στις Ποταµιές είναι 59%. ηλαδή το Οροπέδιο συµµετέχει περισσότερο από ότι η λεκάνη του Αποσελέµη. Η µόνη διαφορά είναι ότι το πλάτος της ασαφούς µεταβλητής είναι πολύ µεγαλύτερο στην περίπτωση της εισροής από το Οροπέδιο που πρακτικά σηµαίνει ότι η αβεβαιότητα του αποτελέσµατος είναι µεγάλη σε ότι αφορά την εισροή νερού από το Οροπέδιο. Το κυριότερο βέβαια συµπέρασµα δεν είναι το ποσοστό αλλά η ισχυρή ένδειξη ότι µεγάλες ποσότητες νερού εισρέουν κατά τον ίδιο µήνα στη λεκάνη του Αποσελέµη (41%), ενώ υπάρχει υστέρηση ενός µήνα σε µικρότερους όγκους νερού (15%). Τέλος δεν φαίνεται να υπάρχει υστέρηση µεγαλύτερη του ενός µήνα. Βεβαίως η προσέγγιση είναι έµµεση και τα µεγέθη που υπολογίζει πρέπει να χρησιµοποιούνται µε προσοχή. Η πλήρης απόδειξη της «υδραυλικής» επικοινωνίας των δύο λεκανών µπορεί να προκύψει µε την εκτέλεση συστηµατικών πειραµάτων, που θα βασίζονται σε µετρήσεις. Αξίζει πάντως να τονισθεί η συµµετοχή του Οροπεδίου στην απορροή που καταγράφεται στις Ποταµιές είναι ακόµη µεγαλύτερη τους χειµερινούς µήνες (π.χ. τον Φεβρουάριο η απορροή στο σταθµό των Ποταµιών φαίνεται να προκύπτει ως εξής: 24% από τη λεκάνη του Αποσελέµη, 68% από τις καταβόθρες τον προηγούµενο µήνα και 1% από τις καταβόθρες δυο µήνες πριν). Συµπερασµατικά η µέθοδος της ασαφούς γραµµικής παλινδρόµησης που περιγράφεται στο Παράρτηµα καταλήγει σε αποτελέσµατα που µπορούν να ερµηνευτούν σε απόλυτες τιµές µέχρι και 6.5 Μm 3 ως συµµετοχή του Οροπεδίου στην απορροή που καταγράφεται στον υδροµετρικό σταθµό των Ποταµιών. Τα µεγέθη αυτά είναι ιδιαίτερα µεγάλα και δίνονται µε την προτροπή να υπάρξουν πραγµατικές µετρήσεις. 2. ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ ΚΑΙ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΕΓΓΥΗΜΕΝΗΣ ΕΤΗΣΙΑΣ ΑΠΟΛΗΨΗΣ Με βάση τα ποσοστά διασύνδεσης των Λεκανών Οροπεδίου και Αποσελέµη όπως προέκυψαν από τη χρήση του µοντέλου Medbasin και του µοντέλου ασαφούς παλινδρόµησης έγινε δυνατός ο προσδιορισµός των εισροών στον ταµιευτήρα. Για την προσοµοίωση της λειτουργίας του ταµιευτήρα ελέγχθηκε κύρια η µεµονωµένη λειτουργία για πολλούς λόγους - γιατί µε αυτόν τον τρόπο µπορεί να γίνει σύγκριση µεταξύ εναλλακτικών λύσεων - γιατί δεν είναι καθόλου σίγουρο ότι ο ταµιευτήρας θα αποτελέσει µέρος της αποκαλούµενης «ενιαίας διαχείρισης» αν και αυτό βεβαίως είναι ευκταίο 8

9 - γιατί αφού ο στόχος είναι να µειωθούν οι επιπτώσεις στην κατάντη του φράγµατος περιοχή οι διαχειριστικές παρεµβάσεις που θα εξασφάλιζαν µεγαλύτερες ποσότητες για απόληψη από τον ταµιευτήρα θα οδηγήσουν σε ακύρωση του εµπλουτισµού της περιοχής κατάντη του φράγµατος µε αποτέλεσµα η ήδη υπάρχουσα υφαλµύρωση να προχωρήσει σε ένταση και έκταση. Κοντολογίς, αν και διαχειριστικά η διασύνδεση του ταµιευτήρα µπορεί να γίνει (και ίσως πρέπει να γίνει) η βελτιστοποίηση λειτουργίας του (ώστε να µειωθούν στο ελάχιστο οι εκροές από τον υπερχειλιστή) θα δηµιουργήσουν µεγαλύτερα προβλήµατα στις γεωτρήσεις της παραλιακής ζώνης κατάντη του φράγµατος. Τα στοιχεία που χρησιµοποιήθηκαν στην προσοµοίωση είναι αυτά της Οριστικής Μελέτης (1998) δηλαδή - ωφέλιµη χωρητικότητα - καµπύλες στάθµης όγκου και στάθµης επιφάνειας - ποσοστά µηνιαίων απολήψεων κ.λ.π. Επειδή οι εκτιµήσεις µας πρέπει πάντα να είναι στην πλευρά της ασφάλειας ελέγχθηκαν δύο σενάρια επικοινωνίας των δύο λεκανών που όπως γίνεται αντιληπτό είναι από τα πλέον συντηρητικά. Σενάριο Α: Ποσοστό υδραυλικής επικοινωνίας των δύο λεκανών 24% του όγκου που καταγράφεται στις καταβόθρες Σενάριο Β: Ποσοστό υδραυλικής επικοινωνίας των δύο λεκανών 34% του όγκου που καταγράφεται στις καταβόθρες Όλα τα αποτελέσµατα των προσοµοιώσεων λειτουργίας του ταµιευτήρα παρουσιάζονται στο αντίστοιχο παράρτηµα. Συνοπτικά και µόνο για το ιστορικό δείγµα των 30 συνεχόµενων υδρολογικών ετών ( ) παρουσιάζονται παρακάτω. Στα αποτελέσµατα των προσοµοιώσεων έχει δεσµευθεί ποσότητα µόνο 4 Mm 3 ετησίως (κατά µέσο όρο) στις καταβόθρες για την κάλυψη των αναγκών του Οροπεδίου. Η ποσότητα αυτή βέβαια κρίνεται ανεπαρκής αλλά χρησιµοποιείται σε µια προσπάθεια για επίτευξη µεγαλύτερων απολήψεων από τον ταµιευτήρα του Αποσελέµη, µε το δεδοµένο ότι για το αµέσως επόµενο διάστηµα δεν θα έχουν ολοκληρωθεί τα έργα του Οροπεδίου. Στην περίπτωση που υπάρχει δέσµευση 6 Mm 3 ετησίως για το Οροπέδιο τα σενάρια Α και Β γίνονται αντίστοιχα Γ και, όπως φαίνεται στους πίνακες που ακολουθούν. 9

10 Αποτελέσµατα προσοµοιώσεων λειτουργίας ταµιευτήρα Αποσελέµη Σενάριο Α: Μέση Ετήσια Εισροή 18.7 Mm 3 Ιστορι κό δείγµα εισροών ΑΣΤΟΧΙΕΣ ΑΣΦΑΛΗΣ ΕΤΗΣΙΑ ΑΠΟΛΗΨΗ (Mm 3 ) ΜΕΣΗ ΕΤΗΣΙΑ ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΣΗ (Mm 3 ) 1 στα 30 έτη (3.3%) στα 30 έτη (6.7%) στα 30 έτη (10.0%) Σενάριο Β: Μέση Ετήσια Εισροή 17.3 Mm 3 Ιστορι κό δείγµα εισροών ΑΣΤΟΧΙΕΣ ΑΣΦΑΛΗΣ ΕΤΗΣΙΑ ΑΠΟΛΗΨΗ (Mm 3 ) ΜΕΣΗ ΕΤΗΣΙΑ ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΣΗ (Mm 3 ) 1 στα 30 έτη (3.3%) στα 30 έτη (6.7%) στα 30 έτη (10.0%) Σενάριο Γ: Μέση Ετήσια Εισροή 16.7 Mm 3 Ιστορι κό δείγµα εισροών ΑΣΤΟΧΙΕΣ ΑΣΦΑΛΗΣ ΕΤΗΣΙΑ ΑΠΟΛΗΨΗ (Mm 3 ) ΜΕΣΗ ΕΤΗΣΙΑ ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΣΗ (Mm 3 ) 1 στα 30 έτη (3.3%) στα 30 έτη (6.7%) στα 30 έτη (10.0%) Σενάριο : Μέση Ετήσια Εισροή 15.3 Mm 3 Ιστορι κό δείγµα εισροών ΑΣΤΟΧΙΕΣ ΑΣΦΑΛΗΣ ΕΤΗΣΙΑ ΑΠΟΛΗΨΗ (Mm 3 ) ΜΕΣΗ ΕΤΗΣΙΑ ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΣΗ (Mm 3 ) 1 στα 30 έτη (3.3%) στα 30 έτη (6.7%) στα 30 έτη (10.0%)

11 3. ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΥΠΟΘΕΤΙΚΗ ΘΡΑΥΣΗ ΤΟΥ ΦΡΑΓΜΑΤΟΣ ΑΠΟΣΕΛΕΜΗ Η µελέτη των επιπτώσεων από ενδεχόµενη αστοχία του φράγµατος εκπονήθηκε για το ΥΠΕΧΩ Ε τον Ιούνιο του Τα διαθέσιµα στοιχεία για τον έλεγχο των επιπτώσεων από πιθανή θραύση του φράγµατος λήφθηκαν από την αντίστοιχη τεχνική έκθεση. Επίσης χρησιµοποιήθηκαν τα διαγράµµατα στάθµης επιφάνειας και στάθµης-όγκου του ταµιευτήρα και η οριζοντιογραφία της ευρύτερης περιοχής από τη θέση του φράγµατος µέχρι τις εκβολές του χειµάρρου στη θάλασσα σε κλίµακα 1:5000. Για τον έλεγχο της παραπάνω µελέτης η ερευνητική οµάδα αναγκάστηκε να προσοµοιώσει το ενδεχόµενο θραύσης του χωµάτινου φράγµατος µε βάση τις παραδοχές της µελέτης και να διοδεύσει το παραγόµενο πληµµυρικό κύµα κατάντη του φράγµατος. Από τις πολλές προσοµοιώσεις θραύσης αποδεικνύεται ότι για µεν το µέγεθος της αιχµής του πληµµυρικού κύµατος εξαρτάται κυρίως από το ύψος του φράγµατος. Σηµαντικό ρόλο στο δηµιουργούµενο πληµµυρικό κύµα διαδραµατίζει ο χρόνος θραύσης που σύµφωνα µε τη διεθνή πρακτική που περιγράφεται σε σειρά έγκυρων βιβλιογραφικών πηγών για την περίπτωση που αναλύεται είναι µεταξύ µηδέν και δύο ωρών. Σηµειώνεται ότι η µελέτη του ΥΠΕΧΩ Ε χρησιµοποιεί χρόνο θραύσης 2.5 και 10 ώρες. Η µεθοδολογία που ακολουθήθηκε περιγράφεται αναλυτικά στο αντίστοιχο παράρτηµα. Εδώ γίνεται µόνο µια σύντοµη αναφορά τόσο στη δηµιουργία του ανοίγµατος (ρήγµατος) όσο και στη διόδευση του κύµατος που δηµιουργείται. Στα µοντέλα που χρησιµοποιήθηκαν γίνεται δεκτό ότι η καταστροφή του φράγµατος γίνεται βαθµιαία και το άνοιγµα έχει γενικά τραπεζοειδή µορφή και οριακά ορθογωνική ή τριγωνική. Η ροή του νερού µέσα από το συνεχώς διευρυνόµενο άνοιγµα υπολογίζεται σύµφωνα µε τις θεωρίες ροής πάνω από εκχειλιστές πλατιάς στέψης. Για την επίλυση του προβλήµατος της διάδοσης του πληµµυρικού κύµατος στην κατάντη περιοχή χρησιµοποιήθηκαν κυρίως αριθµητικές λύσεις µε τη µέθοδο των πεπερασµένων διαφορών. Όσον αφορά στην περίπτωση που αναλύσαµε για τη θεωρητική και πρακτική ανάλυση των συνεπειών ενδεχόµενης αστοχίας του φράγµατος, χρησιµοποιήθηκε η µεθοδολογία που αναπτύχθηκε από τη NWS (National Weather Service) των ΗΠΑ, (Fread, 1984), που χρησιµοποιήθηκε και στην αρχική µελέτη, διότι αφενός θεωρείται διεθνώς αρκετά αξιόπιστη και αφετέρου για να υπάρχει δυνατότητα σύγκρισης των αποτελεσµάτων. Η µεθοδολογία αυτή συνίσταται στη χρήση αριθµητικών µοντέλων για την ανάλυση του φαινοµένου και συγκεκριµένα του µοντέλου FLDWAV, το οποίο αποτελεί εξέλιξη του DMBRK (Fread, 1984β). Τα πλήρη αποτελέσµατα για όλους τους συνδυασµούς παραδοχών βρίσκονται στο αντίστοιχο παράρτηµα. Εδώ, στα σχήµατα που ακολουθούν παρουσιάζονται: 11

12 Q= ΠΑΡΟΧΗ (10 3 m 3 /s) Q= Q= ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9, , , ,5 13 ΧΡΟΝΟΣ (h) X=0.01km t=0.25 h X=0.01 km t=1 h X=0.01 km t=2.5 h Σχήµα 3. Υδρογράφηµα αµέσως κατάντη του φράγµατος για χρόνους θραύσης 0.25, 1 και 2.5 ώρες ΥΨΟΜΕΤΡΟ ΣΤΑΘΜΗΣ (m) h = m h = h = ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9, , , ,5 13 ΧΡΟΝΟΣ (h) X=0.01 km t=0.25 h X=0.01 km t=1 h X=0.01 km t=2.5h Σχήµα 4. Σταθµηγράφηµα αµέσως κατάντη του φράγµατος για χρόνους θραύσης 0.25, 1 και 2.5 ώρες 12

13 Q = m 3 /s 20 ΠΑΡΟΧΗ (10 3 m 3 /s) Q = m 3 /s Q = m 3 /s ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9, , , , 5 13 ΧΡΟΝΟΣ (h) X=1.34 km t=0.25 h X=1.34 km t=1 h X=1.34 km t=2.5 h Σχήµα 5. Υδρογράφηµα στον οικισµό Ποταµιές για χρόνους θραύσης 0.25, 1 και 2.5 ώρες ΥΨΟΜΕΤΡΟ ΣΤΑΘΜΗΣ (m) h = m h = m h = m ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9, , , , 5 13 ΧΡΟΝΟΣ (h) X=1.34 km t=0.25 h X=1.34 km t=1 h X=1.34 km t=2.5 h Σχήµα 6. Σταθµηγράφηµα στον οικισµό Ποταµιές για χρόνους θραύσης 0.25, 1 και 2.5 ώρες 13

14 α) το υδρογράφηµα αµέσως κατάντη του φράγµατος για χρόνους θραύσης 0.25, 1 και 2 ώρες β) το σταθµηγράφηµα στην ίδια θέση για τους ίδιους χρόνους. Τα δύο επόµενα διαγράµµατα είναι όπως τα (α) και (β) αλλά σε απόσταση 1.34 km κατάντη. Σηµειώνεται ότι οι Ποταµιές απέχουν από το φράγµα 1.20 km. Τέλος έγινε προσπάθεια τα σταθµηγραφήµατα να µεταφερθούν στους χάρτες 1:5000. Τα τρία διαγράµµατα που ακολουθούν παρουσιάζουν τις περιοχές που κατακλύζονται από την ενδεχόµενη θραύση του φράγµατος για 0.25, 1 και 2.5 ώρες (παραδοχή µελέτης ΥΠΕΧΩ Ε). Όπως φαίνεται στα διαγράµµατα τµήµατα του οικισµού Ποταµιές κατακλύζονται σε περίπτωση θραύσης του φράγµατος. Σύµφωνα µε τη ιεθνή πρακτική και µε βάση τις προτάσεις του οργανισµού U.S. Bureau of Reclamation Corps Engineers η περίπτωση των Ποταµιών εµπίπτει στη µέγιστη κατηγορία κινδύνου εφόσον τίθενται σε κίνδυνο περισσότερες από 6 ζωές. Σε άλλα σηµεία των κανονισµών και των οδηγιών αναφέρεται ότι αν µια κοινότητα (community) βρίσκεται σε απόσταση µικρότερη του ενός µιλίου κατάντη του υπό κατασκευή φράγµατος η κατάσταση κινδύνου είναι η µέγιστη και δεν απαιτούνται καν υπολογισµοί. Από τα διαγράµµατα επίσης συµπεραίνεται ότι ανεξάρτητα από τις συνθήκες η περίπτωση των Ποταµιών χρήζει άµεσης αντιµετώπισης αν πρόκειται να υλοποιηθεί το έργο. Επειδή ο χρόνος διέλευσης του πληµµυρικού κύµατος από τη θέση του οικισµού είναι ασήµαντος (1 λεπτό και 40 δευτερόλεπτα) κανένα µέτρο προειδοποίησης δεν µπορεί να αποτελέσει λύση στο πρόβληµα. Συµπεραίνεται εποµένως ότι ένα σηµαντικό τµήµα του οικισµού πρέπει να µετεγκατασταθεί σε υψηλότερα υψόµετρα στην περίπτωση που το έργο υλοποιηθεί όπως έχει σχεδιασθεί. 14

15 Σχήµα 7. Περιοχή κατάκλυσης από ενδεχόµενη θράυση του φράγµατος για 0.25 ώρες 15

16 Σχήµα 8. Περιοχή κατάκλυσης από ενδεχόµενη θράυση του φράγµατος για 1 ώρα 16

17 Σχήµα 9. Περιοχή κατάκλυσης από ενδεχόµενη θράυση του φράγµατος για 2.5 ώρες 17

18 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Με βάση τις επιµέρους αναλύσεις και τα αποτελέσµατα που προέκυψαν από τους ελέγχους στις παραµέτρους σχεδιασµού του συστήµατος των έργων στον Αποσελέµη και το Οροπέδιο προκύπτουν τα ακόλουθα συµπεράσµατα. 1. Εκτίµηση της υδραυλικής επικοινωνίας των Λεκανών Οροπεδίου και Αποσελέµη Mε τη βελτιστοποίηση εννοιολογικού µοντέλου ηµερήσιας βάσης αλλά και τη χρήση µοντέλων ασαφούς γραµµικής παλινδρόµησης αποδείχθηκε ότι υπάρχει ισχυρή υδραυλική επικοινωνία των λεκανών Οροπεδίου και Αποσελέµη. Το ποσοστό της επικοινωνίας αυτής ως προς τις απορροές που µετρώνται πριν τις καταβόθρες του Οροπεδίου κυµαίνεται µεταξύ 30 40% ή σε απόλυτα µέσα ετήσια µεγέθη από 5 µέχρι 6.5 Mm 3 /έτος. Σηµειώνεται ότι η εκτίµηση αυτή είναι έµµεση και παρουσιάζει µεγάλη αβεβαιότητα ως προς το ακριβές ποσοστό. Επίσης σηµειώνεται ότι η Οριστική Μελέτη του έργου αναφέρει ότι δεν υπάρχει υδραυλική επικοινωνία των δύο λεκανών. 2. Ανάγκες σε νερό του Οροπεδίου Από τα µεγέθη που µετρήθηκαν στις Καταβόθρες πριν το 1997 πρέπει να αφαιρεθούν οι ποσότητες που κατά µέσο όρο είναι: α) Λιµνοδεξαµενή Χαυγά (χωρητικότητα m 3 ) έσµευση απορροής στις καταβόθρες ~ 1.3 Mm 3 / έτος β) Λιµνοδεξαµενή Αγ. Γεωργίου (υπό δηµοπράτηση) (χωρητικότητα m 3 ) έσµευση απορροής στις καταβόθρες ~ 3.2 Mm 3 / έτος γ) Έργο στο Οροπέδιο Καθαρού (~ 2-3 Mm 3 / έτος) Εποµένως κατά µέσο όρο οι µελλοντικές ανάγκες του Οροπεδίου υπολογιζόµενες στις καταβόθρες πρέπει να είναι τουλάχιστον 6 Mm 3 / έτος. Επειδή όλα τα έργα δεν θα τεθούν άµεσα σε λειτουργία οι ανάγκες του Οροπεδίου θεωρήθηκαν από 4 6 Mm 3 / έτος κατά µέσο όρο στις καταβόθρες. Σηµειώνεται ότι η Οριστική Μελέτη των έργων αναγνωρίζει µηδενικές ανάγκες για το Οροπέδιο. 3. Υδρολογική εκτίµηση εισροών στον υπό µελέτη ταµιευτήρα εχόµενοι τα παραπάνω όρια υδραυλικής επικοινωνίας των δύο λεκανών, τις ανάγκες δέσµευσης νερού στις καταβόθρες για το Οροπέδιο µέσου όγκου 4 µέχρι 6 Mm 3 / έτος αλλά και µε τη σχετική διόρθωση λόγω της απόστασης του υδροµετρικού σταθµού 18

19 Ποταµιών από τη θέση του φράγµατος καταλήγουµε σε εκτιµώµενες εισροές στον ταµιευτήρα που κατά µέσο όρο κυµαίνονται ως ακολούθως: Βασικό συντηρητικό σενάριο: Εισροή από Οροπέδιο προς Αποσελέµη 24% (πολύ µικρότερη από τα αποτελέσµατα που αναφέρθηκαν παραπάνω που είναι 30 40%) Συνολική ετήσια εισροή α) Για δέσµευση 4 Mm 3 για το Οροπέδιο, η µέση συνολική εισροή εκτιµάται ίση µε 18.7 Mm 3 β) Για δέσµευση 6 Mm 3 για το Οροπέδιο, η µέση συνολική εισροή εκτιµάται ίση µε 16.7 Mm 3 Πιθανότερο σενάριο: Εισροή από Οροπέδιο προς Αποσελέµη 34% Συνολική ετήσια εισροή α) Για δέσµευση 4 Mm 3 για το Οροπέδιο, η µέση συνολική εισροή εκτιµάται ίση µε 17.3 Mm 3 β) Για δέσµευση 6 Mm 3 για το Οροπέδιο, η µέση συνολική εισροή εκτιµάται ίση µε 15.3 Mm 3 Σηµειώνεται ότι η Οριστική Μελέτη µη δεχόµενη την υδραυλική επικοινωνία των δύο λεκανών (Οροπεδίου και Αποσελέµη) προέβλεπε µέση συνολική ετήσια εισροή στον ταµιευτήρα 28.1 Mm Εγγυηµένη ετήσια απόληψη Αν δεχθούµε ως πιθανότητα αστοχίας κατά µέσο όρο 1 φορά στα 30 χρόνια, µε βάση το ιστορικό δείγµα για τα διαφορετικά επίπεδα εισροής που αναφέρθηκαν, η προσοµοίωση λειτουργίας του ταµιευτήρα έδωσε τα εξής αποτελέσµατα: Για δέσµευση 4 Mm 3 / έτοος για το Οροπέδιο στις καταβόθρες θα έχουµε: α) Μέση ετήσια εισροή 18.7 Μm 3 Εγγυηµένη ετήσια απόληψη 11 Μm 3 Μέση ετήσια υπερχείλιση 6.3 Μm 3 β) Μέση ετήσια εισροή 17.3 Μm 3 Εγγυηµένη ετήσια απόληψη 10.8 Μm 3 Μέση ετήσια υπερχείλιση 5.1 Μm 3 19

20 Οµοίως για δέσµευση 6 Μm 3 στις καταβόθρες για το Οροπέδιο θα έχουµε: α) Μέση ετήσια εισροή 16.7 Μm 3 Εγγυηµένη ετήσια απόληψη 10.1 Μm 3 Μέση ετήσια υπερχείλιση 5.1 Μm 3 β) Μέση ετήσια εισροή 15.3 Μm 3 Εγγυηµένη ετήσια απόληψη 9.9 Μm 3 Μέση ετήσια υπερχείλιση 3.9 Μm 3 Σηµειώνεται ότι η Οριστική Μελέτη των έργων µε τη παραδοχή συνδυασµένης λειτουργίας του ταµιευτήρα µε άλλες πηγές υδροδότησης έδινε 22 ή αργότερα 20.4 Mm 3 / έτος ως απόδοση του ταµιευτήρα, αλλά χωρίς να αναφέρεται η πιθανότητα αστοχίας. 5. Επιπτώσεις από την υποθετική θραύση του φράγµατος Η εκτίµηση των επιπτώσεων και η αξιολόγηση της έκθεσης σε κίνδυνο είναι µια αιτιοκρατικής φύσης διερεύνηση. Σύµφωνα µε τους αµερικάνικους κανονισµούς για παράδειγµα όταν οικισµός βρίσκεται σε απόσταση µικρότερη του 1 µιλίου κατάντη του υπό µελέτη φράγµατος διατρέχει τον µέγιστο κίνδυνο και δεν χρειάζονται ούτε καν υπολογισµοί. Παρά αυτή την επισήµανση έγιναν όλοι οι υπολογισµοί µε τη χρήση των αντίστοιχων πακέτων λογισµικού. Η διάρκεια θραύσης λήφθηκε 0.25 (ακραίο σενάριο), 1 (ορθολογικότερη εκτίµηση) και 2.5 ώρες (όπως προτείνει η µελέτη θραύσης του φράγµατος). Όπως προκύπτει και από τα διαγράµµατα που προηγήθηκαν και στις τρεις περιπτώσεις κατακλύζεται ένα µεγάλο µέρος του οικισµού Ποταµιές. Ο χρόνος µετάβασης του κύµατος που θα προκληθεί από την υποτιθέµενη θραύση είναι τάξης µεταξύ ενός και δύο λεπτών της ώρας µε αποτέλεσµα να είναι αδύνατο να αποδώσουν οποιαδήποτε µέτρα προειδοποίησης. Σηµειώνεται ότι στη Μελέτη Θραύσης του Φράγµατος που εκπονήθηκε για το ΥΠΕΧΩ Ε αναφέρονται σωρεία στοιχείων τα οποία είναι µακριά από κάθε λογική, αν και η µελέτη είναι εγκεκριµένη. (Για παράδειγµα εκχειλιστής ασφαλείας µήκους 10 µέτρων, παροχετευτικότητας 300 m 3 /s, χρόνος θραύσης 10 ώρες κ.λπ.). Προφανώς αυτά εκτιµάται ότι διορθώθηκαν σε επόµενες φάσεις της Μελέτης. Από τις ταχύτητες ροής και τα βάθη ροής συνεπάγεται ότι η µόνη ενδεδειγµένη λύση σε περίπτωση κατασκευής του φράγµατος είναι η µετεγκατάσταση του µεγαλύτερου µέρους του οικισµού Ποταµιές σε υψηλότερα υψόµετρα. 20