Πλημμύρες Case studies

Transcript

1 Πλημμύρες Case studies Υδροσύστημα Εδεσσαίου Υδροσύστημα Αράχθου Υδοσύστημα Αχελώου Ρέμα Πικροδάφνης Πλημμύρες Ολλανδίας Νίκος Μαμάσης Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων Αθήνα 214 Υδροσύστημα Εδεσσαίου ΦΡΑΓΜΑ Λεκάνη Καρκάιας Λίμνη Νησίου ΥΗΣ Άγρα Δεξαμενή Αναρρύθμισης Πόλη Έδεσσας 1

2 Υδροσύστημα Εδεσσαίου Η λίμνη Νησίου αποτελεί ένα ημιφυσικό σύστημα ανάσχεσης πλημμυρών των κατάντη αυτής οικισμών και της πόλης Έδεσσας και είναι φυσικό να χρησιμοποιείται κάθε φορά που υπάρχει ανάγκη για την προστασία των οικισμών και των κατοίκων τους. Στη συγκεκριμένη περιοχή πρώτη προτεραιότητα αποτελεί η προστασία της πόλης της Έδεσσας και του πληθυσμού της, και στη συνέχεια έρχεται η προστασία των καλλιεργειών που υπάρχουν σε διάφορα σημεία της λίμνης. Η πόλη της Έδεσσας δέχεται τα νερά από δύο περιοχές: (α) τη λίμνη Νησίου (μέσω του ΥΗΣ Άγρα) και (β) τη λεκάνη της Καρκάιας. Η λεκάνη της Καρκάιας παροχετεύει άμεσα τα νερά της στην πόλη της Έδεσσας με μόνη παρεμβολή τη δεξαμενή αναρρύθμισης που υπάρχει κατάντη του ΥΗΣ Άγρα, ενώ τα νερά της λίμνης Νησίου ελέγχονται από το φράγμα που υπάρχει ανάντη του ΥΗΣ Άγρα και στη συνέχεια εισέρχονται και αυτά στη δεξαμενή αναρρύθμισης. Η αντιμετώπιση των πλημμυρικών φαινομένων γίνεται με τη διαχείριση της δεξαμενής αναρρύθμισης. H διαχείριση γίνεται με κανόνες λειτουργίας που προέκυψαν από την σύνταξη διαφόρων μελετών σχετικά με την αντιμετώπιση των τοπικών πλημμυρών. Σε γενικές γραμμές υπάρχουν δύο κύριες δυνατότητες σε καταστάσεις πλημμύρας: (α) τα κανάλια της Έδεσσας επαρκούν για την παροχέτευση της λεκάνης Καρκάιας όποτε είναι δυνατή η παροχέτευση επιπλέον ποσοτήτων από τη λίμνη Νησίου και (β) τα κανάλια της Έδεσσας δεν επαρκούν για την παροχέτευση της λεκάνης Καρκάιας όποτε διακόπτεται η παροχέτευση ποσοτήτων από τη λίμνη Νησίου για να μην πλημμυρίσει η Έδεσσα αλλά τότε αναβαίνει η στάθμη στη λίμνη Νησίου. Υδροσύστημα Εδεσσαίου 2

3 Υδροσύστημα Εδεσσαίου ΥΔΡΟΣΥΣΤΗΜΑ ΑΡΑΧΘΟΥ Λεκάνη απορροής: 1794 km 2 Ωφέλιμη Χωρητικότητα Ταμιευτήρα Πουρναρίου: 33 hm 3 Ετήσια παραγωγή ενέργειας: 28 GWh Τεχνητή λίμνη Πουρναρίου Συγκρότημα εκχειλιστή 3 τοξωτά θυροφράγματα διαστάσεων 12.5*13.5 m Μέγιστη παροχή 58 m 3 /s Φράγμα Πουρνάρι Άρτα Φράγμα Πουρνάρι ΙΙ 3 στρόβιλοι συνολικής ισχύος 2Χ16+1,6=33.6 MW Συγκρότημα παραγωγής ενέργειας Πουρναρίου 3 στρόβιλοι Francis συνολικής ισχύος 3Χ1=3 MW Μέσο Ύψος πτώσης 68 m Mέγιστη παροχή 5 m 3 /s 3

4 Χαρακτηριστικές στάθμες φράγματος και εκχειλιστή Ανώτατη στάθμη πλημμύρας: 125,8 m Στέψη Θυροφραγμάτων & Μέγιστη Στάθμη Λειτουργίας: 12 m Στέψη φράγματος: 128 m Στέψη εκχειλιστή: 17.5 m Υδροληψία: 1 m Καμπύλη στάθμηςπαροχής εκχειλιστή Κανόνες λειτουργίας εκχειλιστή σε περίπτωση πλημμύρας Η στάθμη του ταμιευτήρα κυμαίνεται από τα 1 μέχρι τα 12 m (η ανώτατη κανονική στάθμη λειτουργίας του έργου) Η λειτουργία εκχείλισης είναι δυνατή μόνο όταν η στάθμη στον ταμιευτήρα ξεπερνά τη στέψη του εκχειλιστή (17.5 m) και η παροχή εισροής ξεπερνά την παροχετευτικότητα του σταθμού παραγωγής (5 m 3 /s ή 1.8 hm 3 /hr) Σε μια μέτρια πλημμύρα, όταν η στάθμη του ταμιευτήρα είναι ή φτάσει στα 12 m, τότε με κατάλληλο χειρισμό των θυροφραγμάτων η παροχή εκροής ρυθμίζεται ώστε να είναι ίση με την παροχή εισροής και η στάθμη να παραμένει στα 12 m. Σε μεγαλύτερη πλημμύρα, όταν το άνοιγμα των θυροφραγμάτων έχει φτάσει τα 8 m περίπου και εξακολουθεί να υπάρχει τάση ανύψωσης της στάθμης άνω των 12 m, τότε τα θυροφράγματα ανοίγουν πλήρως (η αντιμετώπιση της πλημμύρας σχεδιασμού πάντως θεωρείται ότι γίνεται μόνο με τον εκχειλιστή, ότι δηλαδή δεν λειτουργεί παράλληλα και ο σταθμός παραγωγής). Για στάθμη ταμιευτήρα στα 12 m και τα θυροφράγματα πλήρως ανοιχτά, η παροχή υπερχείλισης είναι περίπου 33 m 3 /s ή 11.9 hm 3 /hr. Υποθέτοντας ότι τη στιγμή αυτή λειτουργούν παράλληλα και οι στρόβιλοι στη μέγιστη δυνατότητά τους, η παροχή κατάντη του φράγματος θα είναι 38 m 3 /s ή 13.7 hm 3 /hr. Το ίδιο μέγεθος της φυσικής παροχής του Αράχθου αντιστοιχεί σε περίοδο επαναφοράς περίπου 7 ετών (η πλημμύρα των 1 ετών έχει αιχμή 45 m 3 /s). Αν η παροχή εισροής ξεπεράσει τα 38 m 3 /s, η στάθμη νερού στον ταμιευτήρα θα ανεβαίνει, ακόμη και με πλήρως ανοιχτά θυροφράγματα. Σημειώνεται ότι η στέψη του φράγματος είναι στα 128 m και η ανώτατη στάθμη πλημμύρας στα 125,8 m (περιθώριο ασφάλειας 2,2 m). Μετά την υποχώρηση της πλημμύρας (καθοδικός κλάδος) και αντίστοιχα την ταπείνωση της στάθμης κάτω από τα 12 m, τα θυροφράγματα αρχίζουν να κλείνουν, αρχικώς στα 8 m και στη συνέχεια βαθμιαία σε μικρότερα ανοίγματα. 4

5 ΕΙΣΡΟΗ -ΕΚΡΟΗ(hm 3 /hr) (hm 3 ) (hm 3 ) (hm 3 ) ΕΙΣΡΟΗ -ΕΚΡΟΗ(hm 3 /hr) (hm 3 ) (hm 3 ) (hm 3 ) 12 Διαχείριση συστήματος κατά την πλημμύρα 28-31/12/ Εξέλιξη αποθέματος χωρίς άνοιγμα εκχειλιστή ΕΙΣΡΟΗ ΛΕΚΑΝΗΣ ΕΙΣΡΟΗ ΕΚΡΟΗ ΕΚΧΕΙΛΙΣΤΗ ΛΕΚΑΝΗΣ ΕΚΡΟΗ ΕΚΧΕΙΛΙΣΤΗ Άνω όριο αποθέματος Στάθμη 12 m ΧΡΟΝΟΣ (hr) (hr) (hr) Διαχείριση συστήματος κατά την πλημμύρα 28-31/12/25 Εξέλιξη υπερχείλισης εφόσον το άνοιγμα του εκχειλιστή γινόταν σύμφωνα με τους κανόνες λειτουργίας ΕΙΣΡΟΗ ΛΕΚΑΝΗΣ (όταν η στάθμη φτάσει 12 m) ΕΙΣΡΟΗ ΕΚΡΟΗ ΕΚΧΕΙΛΙΣΤΗ ΛΕΚΑΝΗΣ ΕΚΡΟΗ ΕΚΧΕΙΛΙΣΤΗ Άνω όριο αποθέματος Στάθμη 12 m 12 9 ΕΙΣΡΟΗ ΛΕΚΑΝΗΣ ΕΚΡΟΗ ΕΚΧΕΙΛ ΟΣ (hr) ΟΣ (hr) ΧΡΟΝΟΣ (hr) Μέγιστη ωριαία εκροή εκχειλιστή: 12 m 3 /s 5

6 Εισροή-Εκροές (hm 3 /hr) (hm 3 ) (hm 3 ) Απόθεμα (hm 3 ) ΕΙΣΡΟΗ -ΕΚΡΟΗ(hm 3 /hr) (hm 3 ) (hm 3 ) (hm 3 ) Διαχείριση συστήματος κατά την πλημμύρα 28-31/12/25 Το άνοιγμα του εκχειλιστή έγινε όταν η στάθμη πλησίαζε τα 118 m ΕΙΣΡΟΗ ΛΕΚΑΝΗΣ ΕΙΣΡΟΗ ΕΚΡΟΗ ΕΚΧΕΙΛΙΣΤΗ ΛΕΚΑΝΗΣ ΕΚΡΟΗ ΕΚΧΕΙΛΙΣΤΗ Άνω όριο αποθέματος Στάθμη 12 m Μέγιστη στάθμη επεισοδίου: m ΧΡΟΝΟΣ (hr) Άνοιγμα 73 Στάθμη: εκχειλιστή: r) Εισροή λεκάνης: 16 m 3 /s /12/ :4 73 Μέγιστη 79 εκροή εκχειλιστή: 3 m 3 /s r) Διαχείριση συστήματος κατά την πλημμύρα 28-31/12/25 Εξέλιξη υπερχείλισης και αποθέματος με μικρότερο άνοιγμα του εκχειλιστή ΕΙΣΡΟΗ ΛΕΚΑΝΗΣ (υπερχείλιση 14m 3 /s) ΕΙΣΡΟΗ ΕΚΡΟΗ ΕΚΧΕΙΛΙΣΤΗ ΛΕΚΑΝΗΣ ΕΚΡΟΗ ΕΚΧΕΙΛΙΣΤΗ Μέγιστη στάθμη επεισοδίου: 12 m Χρόνος (hr) 67Άνοιγμα 73 Στάθμη: (hr) εκχειλιστή: Εισροή λεκάνης: 16 m 3 /s /12/ :4 73 Μέγιστη 79 εκροή εκχειλιστή: 14 m 3 /s (hr) 6

7 ΥΔΑΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΟΤΑΜΟΥ ΑΧΕΛΩΟΥ ΥΔΑΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΟΤΑΜΟΥ ΑΧΕΛΩΟΥ 7

8 ΥΔΑΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΟΤΑΜΟΥ ΑΧΕΛΩΟΥ Yπάρχουν τρεις οδοί διαφυγής του νερού από τον ταμιευτήρα Στράτου. Η κύρια εκροή είναι από τον ΥΗΣ Στράτος Ι και διοχετεύεται σε τεχνητό κανάλι (διώρυγα φυγής) που μόνο μετά από 7 km συμβάλλει στη φυσική κοίτη του Αχελώου. Η εκροή από τον ΥΗΣ Στράτος ΙΙ δεν οδηγείται στην κοίτη του Αχελώου, αλλά εκτρέπεται στις αρδευτικές διώρυγες (το καλοκαίρι). Οι εκροές του ΥΗΣ Στράτου ΙΙ αναρρυθμίζονται από μικρό φράγμα εκτροπής που βρίσκεται κατάντη του φράγματος Στράτου. Τέλος, σε περίπτωση πλημμυρών το επιπλέον νερό που δεν μπορεί να παροχετευτεί από τους ΥΗΣ υπερχειλίζει μέσω του υπερχειλιστή και οδηγείται απευθείας στη φυσική κοίτη του ποταμού αμέσως κατάντη του Στράτου. ΠΛΗΜΜΥΡΕΣ Χρήσεις κατάντης υδατικού σύστηματος Αχελώου Πριν την κατασκευή των φραγμάτων οι παρόχθιες περιοχές στις εκβολές του Αχελώου πλημμύριζαν συχνά από τις απορροές του ποταμού, που σε ορισμένες περιπτώσεις είχαν φτάσει και τα 45 m 3 /s Το σύστημα σχεδιάστηκε ώστε σε περίπτωση ακραίων πλημμυρών να μπορούν να παροχετευθούν στην κοίτη κατάντη του Στράτου 45 m 3 /s (υπερχειλιστής, μονάδες παραγωγής ρεύματος) Φράγμα Στράτου Φράγμα Καστρακίου Η κατασκευή των έργων ομαλοποίησε τις παροχές στις εκβολές του ποταμού εφόσον οι εκροές από το φράγμα του Στράτου δεν ξεπέρασαν ποτέ τα 5 m 3 /s Αυτό δημιούργησε την εσφαλμένη εντύπωση ότι δεν υπάρχει πλέον πρόβλημα πλημμυρών, με αποτέλεσμα τη χρήση και εκμετάλλευση των παρόχθιων περιοχών του ποταμού αλλά και την αλλοίωση του φυσικού περιβάλλοντος. 8

9 ΥΔΑΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΟΤΑΜΟΥ ΑΧΕΛΩΟΥ Η ΔΕΗ επί δεκαετίες λειτουργεί το σύστημα των τριών φραγμάτων, έτσι ώστε να εξασφαλίζει την απαιτούμενη παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος, την άρδευση και ύδρευση των γειτονικών περιοχών καθώς και την αντιπλημμυρική προστασία των κατάντη περιοχών. Το σύστημα είναι έτσι σχεδιασμένο ώστε σε περίπτωση ακραίων πλημμυρών να μπορούν να παροχετευθούν στην κοίτη του Αχελώου κατάντη του Στράτου 45 m 3 /s (4 m 3 /s από τον υπερχειλιστή και 5 m 3 /s από τις μονάδες παραγωγής ρεύματος). Ας σημειωθεί ότι η λειτουργία των υπερχειλιστών είναι επιβεβλημένη σε τέτοιες περιπτώσεις, για να αποφευχθεί κατάρρευση των φραγμάτων που στην περίπτωση του Αχελώου θα ισοδυναμούσε με εθνική τραγωδία. Πριν την κατασκευή των φραγμάτων οι παρόχθιες περιοχές στις εκβολές του Αχελώου πλημμύριζαν συχνά από τις φυσικές απορροές του ποταμού, που σε ορισμένες περιπτώσεις είχαν φτάσει και τα 45 m 3 /s δηλαδή κατά τάξη μεγέθους μεγαλύτερες από αυτές που φτάνουν σήμερα, αφού τα νερά σε περιόδους πλημμυρών αποθηκεύονται στους ταμιευτήρες της ΔΕΗ. ΥΔΑΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΟΤΑΜΟΥ ΑΧΕΛΩΟΥ Στις παρόχθιες περιοχές κατάντη του Στράτου (Κατοχή, Νεοχώρι) έχουν κατασκευαστεί αναχώματα που οριοθετούν την κοίτη πλημμυρών του ποταμού, η οποία είναι ευρύτερη από τη συνήθη κοίτη. Οι περιοχές αυτές είναι επίπεδες και αποστραγγίζονται από δίκτυα που λειτουργούν και συντηρούνται με ευθύνη των ΤΟΕΒ. Οι τάφροι που εκβάλλουν στον Αχελώο περιλαμβάνουν βαλβίδες αντεπιστροφής ώστε όταν η στάθμη του ποταμού είναι ψηλά να μην εισέρχεται το νερό μέσω των στραγγιστικών τάφρων στις παρόχθιες εκτάσεις. Η κατασκευή των έργων της ΔΕΗ ομαλοποίησε τις παροχές στις εκβολές του ποταμού εφόσον οι εκροές από το φράγμα του Στράτου δεν ξεπέρασαν ποτέ τα 5 m 3 /s (έναντι των 45 m 3 /s που θα απελευθερωθούν σε περίπτωση ακραίων γεγονότων). Αυτό δημιούργησε την εσφαλμένη εντύπωση ότι δεν υπάρχει πλέον πρόβλημα πλημμυρών, με αποτέλεσμα τη χρήση και εκμετάλλευση των παρόχθιων περιοχών του ποταμού αλλά και την αλλοίωση του φυσικού περιβάλλοντος. Με την πάροδο των ετών και όσο δεν πραγματοποιούνταν μεγάλες εκροές από το φράγμα Στράτου, οι παρόχθιες χρήσεις εντατικοποιήθηκαν και η παροχετευτική ικανότητα του ποταμού μειώθηκε. Έτσι, σε περίπτωση που συμβούν μεγάλες πλημμύρες οι καταστροφές θα είναι αναπόφευκτες και μεγάλες. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι διεθνώς η πρακτική του να αποσοβούνται στο μέγιστο δυνατό βαθμό οι πλημμύρες κατάντη φραγμάτων έχει αμφισβητηθεί και σε μερικές περιπτώσεις προκαλούνται ακόμη και τεχνητά πλημμύρες. 9

10 ΠΑΡΟΧΗ (m 3 * Δεκ 29-Δεκ 3-Δεκ 31-Δεκ 1-Ιαν 2-Ιαν 3-Ιαν 4-Ιαν ΠΑΡΟΧΗ (m 3 * Δεκ 29-Δεκ 3-Δεκ 31-Δεκ 1-Ιαν 2-Ιαν 3-Ιαν 4-Ιαν ΠΑΡΟΧΗ (m 3 * ΠΑΡΟΧΗ (m 3 * Δεκ 29-Δεκ 3-Δεκ 31-Δεκ 1-Ιαν 2-Ιαν 3-Ιαν 4-Ιαν 28-Δεκ 29-Δεκ 3-Δεκ 31-Δεκ 1-Ιαν 2-Ιαν 3-Ιαν 4-Ιαν Χρονική εξέλιξη εισροών και εκροών στους ταμιευτήρες Κρεμαστών, Καστρακίου και Στράτου κατά το διάστημα 1/12/25 έως 28/2/26 Πλημμύρα Δεκεμβρίου 25 Σύστημα ταμιευτήρων ΔΕΗ Φυσικό σύστημα ανάντη Κρεμαστών (έκταση λεκάνης 3584 km 2 ) Σύνολο εισροών στα Κρεμαστά: 676 m 3 *1 6 Φυσικό σύστημα ανάντη Καστρακίου και Στράτου (έκταση ενδιάμεσων λεκανών 765 km 2 ) Σύνολο φυσικών εισροών σε Καστράκι και Στράτο: 165 m 3 *1 6 Σύνολο εκροών από το Στράτο: 286 m 3 *1 6 Όριο 5 m 3 /s Εκτίμηση συνόλου φυσικών εισροών κατάντη Στράτου: 93 m 3 *1 6 Φυσικό σύστημα ποταμού Αχελώου κατάντη Στράτου (έκταση λεκάνης 433 km 2 ) Περιοχές πλημμυρών Υπερχειλίσεις λιμνών (Τριχωνίδα, Λυσιμαχία, Οζερός) 1

11 Πλημμύρα Πικροδάφνης της 22/2/213 Χρονική εξέλιξη σημειακής και επιφανειακής βροχόπτωσης mm/1 min από 5: έως 14: Νέος Κόσμος 77.4 mm Ηλιούπολη Επιφανειακή 72.2 mm Νέα Σμύρνη 79. mm Υμηττός 63.4 mm Φάληρο 9.8 mm Ηλιούπολη 56.8 mm Άγιος Κοσμάς 83. mm Άνω Γλυφάδα 38.8 mm Πλημμύρα Πικροδάφνης της 22/2/213 Χωροχρονική εξέλιξη καταιγίδας για το εντονότερο δίωρο (9:1-11:) 11

12 Πλημμύρα Πικροδάφνης της 22/2/213 Περίοδος επαναφοράς εμφάνισης σημειακών βροχοπτώσεων για διάρκειες από 1 min έως 24 hr Πλημμύρα Πικροδάφνης της 22/2/213 12

13 Πλημμύρα Πικροδάφνης της 22/2/213 Λεκάνες απορροής Ρήνου και Μεύση Λεκάνη απορροής (km 2 ): Μέση ετήσια παροχή (m 3 /s): Πλημμύρες Ολλανδίας Υψόμετρα Το δέλτα των ποταμών έχει έκταση 75 km 2 με το μεγαλύτερο τμήμα να έχει υψόμετρο μικρότερο από τη μέση στάθμη θάλασσας (έως και 6 m) Ρήνος Μεύσης 13

14 Περιοχές ευάλωτες σε πλημμύρες Πλημμύρες Ολλανδίας Αποστράγγιση polder Aνεμόμυλοι του Kinderdijk Πλημμύρες Ολλανδίας Σχέδιο Δέλτα: 14 τεχνικά έργα Χρόνος Εκτέλεσης: 43 έτη Κόστος: 5 G Η παράκτια προστασία σχεδιάστηκε με περίοδο επαναφοράς Τ=1 έτη και τα αναχώματα με Τ=125 έτη 14