Παράκτιες Πλημμύρες και η Ευρωπαϊκή Οδηγία 2007/60/EC για την εκτίμηση και διαχείριση του ρίσκου

Transcript

1 Παράκτιες Πλημμύρες και η Ευρωπαϊκή Οδηγία 2007/60/EC για την εκτίμηση και διαχείριση του ρίσκου 1. Παράκτιες Πλημμύρες 2. Ορολογία - Τυπολογία 3. Η Ευρωπαϊκή Οδηγία 2007/60 και το Μεσογειακό Πρωτόκολλο 4. Το «Σύστημα Ρίσκου Πλημμύρας» 5. Δεδομένα-Μέθοδοι Υπολογισμού-Χάρτες 6. Παραδείγματα

2 1. Παράκτιες Πλημμύρες Μοντέλο Πηγής-Διαδρομής- Δέκτη

3 Παράδειγμα Παράκτια πλημμύρα στο Δέλτα του Ebro, Ισπανία

4 Παράδειγμα

9 Παράδειγμα Σάμος

12 Παράδειγμα- Αμφιλοχία

13 Παράδειγμα- Αμφιλοχία

14

15 Παράδειγμα- Τρίγλια

16 2. Ορολογία - Τυπολογία ΟΡΟΛΟΓΙΑ Ρίσκο ή Διακινδύνευση Πλημμύρας (Flood Risk) είναι ο συνδυασμός της πιθανότητας εμφάνισης ενός πλημμυρικού γεγονότος σε συνδυασμό με τις πιθανές αρνητικές επιπτώσεις σε ανθρώπινες ζωές, στο περιβάλλον και σε διάφορες οικονομικές δραστηριότητες, οι οποίες σχετίζονται με το πλημμυρικό γεγονός

17 2. Ορολογία - Τυπολογία Τρωτότητα (Vulnerability) είναι ο βαθμός της ευπάθειας μίας φυσικής, κοινωνικής και οικονομικής κοινωνίας-συστήματος απέναντι σε φυσικούς κινδύνους. Πρόκειται για ένα σύνολο καταστάσεων και διαδικασιών, οι οποίες πηγάζουν από φυσικούς, κοινωνικούς, οικονομικούς και περιβαλλοντικούς παράγοντες, που αυξάνουν την ευαισθησία του αντίκτυπου και των συνεπειών των φυσικών κινδύνων. Η ευπάθεια εξαρτάται από ενδεχόμενο ενός φυσικού κινδύνου, το ρίσκο και το ενδεχόμενο να αντιδράσει αυτό.

18 2. Ορολογία - Τυπολογία Ζημία (Damage) είναι η αρνητική επιρροή ενός γεγονότος ή μιας διαδικασίας και μετράται ως η ποσότητα της καταστροφής είτεε σε ανθρώπινες ζωές και υγεία, είτεε σε οικονομικούςο ο ούς ή περιβαλλοντικούς όρους. Κατάλοιπο Ρίσκο (Residual Risk) είναι το μέρος του κινδύνου, πού εξακολουθεί να παραμένει μετά και από τις δράσεις αντιπλημμυρικής διαχείρισης που έχουν ληφθεί και εφαρμοστεί.

19 2. Ορολογία - Τυπολογία ΧΑΡΤΕΣ Χάρτες Κινδύνου Πλημμύρας (Flood Hazard Maps) παρουσιάζουν τις περιοχές οι οποίες είναι πιθανόν να καλυφθούν σύμφωνα με τρεις πιθανότητες (χαμηλή, μεσαία, υψηλή) και συμπληρώνονται με τον τύπο και την έκταση της πλημμύρας, τα βάθη ή τα επίπεδα της στάθμης του νερού, τη ταχύτητα της ροής ή τη σχετική κατεύθυνση της ροής του νερού.

20 2. Ορολογία - Τυπολογία

23 2. Ορολογία - Τυπολογία Χάρτες Ρίσκου Πλημμύρας (Flood Risk Maps) υποδεικνύουν τις πιθανές αρνητικές συνέπειες που έχουν σχέση με την πλημμύρα, εκφρασμένες ως προς τον ενδεικτικό αριθμό των κατοίκων που πιθανόν να επηρεαστούν, το τύπο των οικονομικών δραστηριοτήτων της περιοχής, η οποία πιθανόν να επηρεαστεί, τις υφιστάμενες εγκαταστάσεις, οι οποίες θα μπορούσαν να προκαλέσουν μόλυνση σε περίπτωση πλημμύρας καιάλλεςπρόσθετεςπληροφορίεςτιςοποίεςτοκάθεκράτοςμέλος θα θεωρήσει χρήσιμες.

26 3. Το Μεσογειακό Πρωτόκολλο για την ΟΔΠΖ Μαδρίτη 2008

29 3. Η Ευρωπαϊκή Οδηγία 60/2007

41 4. Το «Σύστημα του Ρίσκου Πλημμύρας» Το μοντέλο Πηγή Διαδρομή Δέκτης Συνέπειες

42 4. Το «Σύστημα του Ρίσκου Πλημμύρας» Ρίσκο = Πιθανότητα *(αρνητική) Συνέπεια Ρίσκο Πλημμύρας = Κίνδυνος Πλημμύρας * Τρωτότητα Όπου: Τρωτότητα = αξία * ευπάθεια

43 4. Το «Σύστημα του Ρίσκου Πλημμύρας» Κύριοι Παράγοντες του «Συστήματος» Ρίσκο = {(π, μ) πηγής, (πλ, χ) διαδρομής, (ε) δέκτη, (α) συνεπειών} Κίνδυνος π = πιθανότητα, μ = μέγεθος πλ = πλημμύρα, χ = χαρακτηριστικά Τρωτότητα ε = ευπάθεια (ευαισθησία) α = αξία

44 4. Το «Σύστημα του Ρίσκου Πλημμύρας» Μοντέλο ενός «Συστήματος»

45 4. Το «Σύστημα του Ρίσκου Πλημμύρας» Μοντέλο ενός «Συστήματος» για Πλημμύρα στην Παράκτια Ζώνη

46 4. Το «Σύστημα του Ρίσκου Πλημμύρας» Τρωτότητα

47 5. Μεθοδολογία-Δεδομένα-Χάρτες 5.1 Πηγές ρίσκου. Για τον υπολογισμό της παράκτιας πλημμύρας και την δημιουργία χαρτών κινδύνου πλημμύρας θα πρέπει να υπολογισθεί η στάθμη του νερού στην ακτογραμμή. J t J st J ss R u J LF J LT J t = στάθμη συνολικού νερού J ost = στάθμη αστρονομικής παλίρροιας J ss = στάθμη μετεωορολογικής παλίρροιας (κύματα καταιγίδας) R u = αναρρίχηση κύματος (περιλαμβάνει και το wave set-up) J LF = συνιστώσα λόγω χαμηλών συχνοτήτων (seiches) J LT = συνιστώσα λόγω eustatic και/η μεταβολών στάθμης γης

48 5.2 Διαδρομές ρίσκου Δεδομένα για τον χαρακτηρισμό της έντασης των διαδικασιών (διάβρωση, υπερπήδηση, πλημμύρα) Τοπογραφία, βαθυμετρικά, δεδομένα χρήσης γης

49 Τοπογραφικά και βαθυμετρικά δεδομένα Flood Plain-Ζώνη πλημμύρας DTM ή DEM Coastal Fringe-Παράκτια ρ Φράντζα ρ ζ

50 5.3 Δέκτες ρίσκου Για την προετοιμασία χαρτών τρωτότητας ή ζημιών λόγω πλημμύρας η απαιτούμενη πληροφορία είναι οι χρήσεις γης. Ανάλυση οικονομικών και περιβαλλοντικών ζημιών.

51 5.4 Μέθοδοι Υπολογισμού Μέθοδοι για τον χαρακτηρισμό (α) πηγών ρίσκου, (β) διαδρομών ρίσκου και (γ) δεκτών ρίσκου Πηγές ρίσκου-υπολογισμός πιθανότητας εμφάνισης δεδομένης στάθμης νερού Άμεσος Υπολογισμός από υπάρχουσες χρονοσειρές Υπολογισμός με βάση την συνεισφορά της κάθε συνιστώσας (α) Μέθοδος με βάση το γεγονός ( event ) (b) Μέθοδος με βάση την απόκριση ( response )

52 Στατιστική Προσέγγιση στη μέθοδο Απόκρισης (FEMA, 2005)

53 5.4.2 Διαδρομές ρίσκου (α) Υπολογισμός Αναρρίχησης (run-up) Από δεδομένα κυματισμών και χρήση υπολογιστικού μοντέλου ή ημιεμπειρικών σχέσεων (Stockdon et al, 2006)

54 (β) Υπερπήδηση κυματισμών-παροχή (γ) Απόκριση παράκτιας ζώνης Παράκτιες μεταβολές κατά την διάρκεια καταιγίδας συναρτήσει της ρ ς μ β ς η ρ γ ς ρή ης στάθμης του νερού (Για δυναμική, μη-προστατευόμενη ακτή)

55 Μεταβολές στην μορφολογία που επιδρούν στην πλημμύρα της παράκτιας ζώνης

56 Μοντέλα εξέλιξης της μορφολογίας κατά την διάρκεια μιας ακραίας καταιγίδας. Αριθμητικά και Αναλυτικά Μοντέλα Αναλυτικό Μοντέλο, Vellinga, 1986 Το τελικό προφίλ έιναι ανεξάρτητο από την διάρκεια της καταιγίδας και δίνεται από την σχέση

57 Γεωμετρικό Μοντέλο, Komar et al (1999, 2001) Μοντέλο «Ισορροπίας» - Υπολογισμός Μέγιστης Διάβρωσης Η υποχώρηση της ακτογραμμής δίνεται από την σχέση

58 Μαθηματικά Μοντέλα Διάβρωσης SBeach DELFT3D XBeach Μέχρι σήμερα δεν έχει αναπτυχθεί κάποιο μαθηματικό μορφοδυναμικό μοντέλο για την ακριβή πρόβλεψη της μορφολογίας της ακτής σε συνθήκες ακραίων γεγονότων.

59 5.4.3 Δέκτες ρίσκου Πλημμύριση-Προσδιορισμός έκτασης πλημμυρισμένης περιοχής Απλοί Υπολογισμοί (από ύψος νερού και DTM) Μαθηματικά μοντέλα διάδοσης της πλημμύρας

60 5.5 Χάρτες Κινδύνου Πλημμύρας Μεθοδολογία ογ Απαιτούμενα Δεδομένα Περιεχόμενα του Χάρτη (α) Έκταση πλημμύρας (β) Έκταση + Ύψος νερού (γ) Κλίμακα κινδύνου (δ) Περιοχές με κίνδυνο διάβρωσης (ε) Διάστημα εμπιστοσύνης - Αβεβαιότητα

61 5.5.1 Μεθοδολογία

62 5.5.3 Χάρτες- Έκταση πλημμύρας

63 Εφαρμογή - Αν. Μακεδονία - Θράκη Εφαρμογή Καταιγίδα 100 ετών στην (με κύμα καταιγίδας) περιοχή της Μάκρης Καταιγίδα 50 ετών (με κύμα καταιγίδας) 5 θέσεις Καταιγίδα 100 ελέγχου ετών Καταιγίδα 50 ετών Δεδομένα εφαρμογών Αποτελέσματα α ζώνες πλημμύρισης 1 Περίοδος Επαναφοράς 50 χρόνια 100 χρόνια H S [m] T p [sec] Κύμα καταιγίδας [m] Πλάτος Ζώνης Πλημμύρισης [m] Θέση 50 χρόνια 100 χρόνια 50 χρόνια 100 χρόνια ελέγχου 2 (με κύμα καταιγίδας) (με κύμα καταιγίδας)

64 Χάρτες- Έκταση + Ύψος νερού (Ολλανδία, EXCIMAP, 2007)

65 Χάρτες- Κλίμακα κινδύνου (UK, DEFRA, 2006)

66 Χάρτες- Περιοχές με κίνδυνο διάβρωσης (USA, NOAA, 2008)

67 Χάρτες- Διάστημα εμπιστοσύνης Αβεβαιότητα (USA, FEMA)

68 6. Παραδείγματα-Εφαρμογές Ebro Delta, Μθδλ Μεθοδολογία Ισπανία

69 Καταιγίδα με Περίοδο Επαναφοράς 100 χρόνια Επίδραση της παράκτιας μορφολογίας ( αρχικό προφίλ παράκτιας φράντζας ) ση στην έκταση της πλημμύρας Μεταβολές στην διάρκεια του φαινομένου της υπερπήδησης μέχρι και 300 % Η θεώρηση της εξέλιξης της ακτογραμμής κατά την διάρκεια της καταιγίδας έχει σαν αποτέλεσμα τον υπολογισμό μεγαλύτερης πλημμύρας

70 Υπολογισμός εξέλιξης ακτής κατά την διάρκεια μιας καταιγίδας με το μοντέλο SBEACH

71 INTERREG IIIC-Beachmed-e Αν. Μακεδονία και Θράκη Στόχοι 1. Υπολογισμός της επικινδυνότητας πλημμύρας από ακραίες θαλάσσιες συνθήκες 2. Χαρτογράφηση η της έκτασης της πλημμύρας 3. Εφαρμογή στις παράκτιες περιοχές Αν. Μακεδονίας και Θράκης Χαρακτηριστική μεταβλητή Συνολικό επίπεδο νερού στην παράκτια ζώνη Μέση στάθμη νερού Κύμα καταιγίδας (storm surge) + παλίρροια Ανύψωση στάθμης από κύματα

72 Μεθοδολογία υπολογισμού της επικινδυνότητας Πηγές Risk Κινδύνου Sources Δάδ Διάδοση Risk Pathways Κινδύνου Αποδέκτες Risk Receptors Κύματα καταιγίδας Φορτία+Αντιστάσεις Κινδύνου Απορροές Storm surge ποταμών Αστοχία Loads & υποδομών Resistances Άνθρωποι+Ιδιοκτησίες People & property River Έντονη discharge βροχόπτωση Πλημμύρα Defence failures ecological impact Οικολογικές επιρροές Heavy rainfall Inundation Risk perception Αντίληψη του κινδύνου Προβλεπόμενη Predicted πιθανότητα Flooding Expected Αναμενόμενες damages βλάβες πλημμύρας Probability P c P c f f E(D) Προβλεπόμενη Predicted επικινδυνότητα Flood Risk πλημμύρας c c R R c f P= P c E(D) f. E(D) f f Evaluation Υπολογισμός of αποδεκτής Tolerable Risk R επικινδυνότηταςt t f R f Υπολειμματική Residual Επικινδυνότητα Flood Risk

73 Χρονοσειρές κυματικών χαρακτηριστικών (μετρήσεις ή αποτελέσματα μοντέλου) ) σε αντιπροσωπευτικά σημεία σημαντικό ύψος κύματος Ε ξ ί περίοδος κορυφής διεύθυνση Επεξεργασία με μεθόδους ακραίων τιμών και υπολογισμός των επιπέδων επαναφοράς των 50 και 100 χρόνων Σημαντικό ύψος Περίοδος κύματος Κύμα καταιγίδας (storm surge) Μοντέλα μεταβολής ακτών (SBEACH)

74 Μοντέλα μεταβολής ακτών Υπολογισμός της έκτασης πλημμύρας Υπολογισμός της ανύψωσης της στάθμης του νερού και της υπερύψωσης λόγω κυματισμών Εκτίμηση της μεταβολής του προφίλ της παραλίας στην παράκτια περιοχή Χάρτες κινδύνου πλημμύρας Απαραίτητη η γνώση του προφίλ ισορροπίας σε επιλεγμένες διατομές Αρχικό προφίλ πάνω στο οποίο ασκούνται τα ακραία ρχ ρ φ ρ γεγονότα

75 Χάρτες κινδύνου πλημμύρας και πλημμυρικής επικινδυνότητας Πληροφορούν τους κατοίκους επιλεγμένων περιοχών για το εύρος των πιθανών καταστροφών από τις πλημμύρες και τις δραστηριότητες παρεμπόδισής τους Χρησιμοποιούνται ως εργαλείο προειδοποίησης και ως πιθανό σύστημα εκκένωσης Χρησιμοποιούνται για σκοπούς σχεδιασμού Μπορούν να αποτελέσουν βάση μιας κοινής ορολογίας για την παράκτια πλημμύριση

76 Εφαρμογή - Αν. Μακεδονία - Θράκη Σημείο Γεωγραφικές Συντεταγμένες Βάθος [m] Β, 24.7 Α Β, 24.8 Α Β, 24.9 Α Β, 25.0 Α Β, 25.1 Α Β, Α Β, 25.3 Α Β, 25.4 Α Β, 25.5 Α Β, 25.6 Α Β, 25.7 Α Β, 25.8 Α Β, 25.9 Α Β, 26.0 Α Β, 26.1 Α 40

77 Εφαρμογή - Αν. Μακεδονία - Θράκη Υπολογισμός Ακραίων Κυματικών Γεγονότων Γεγονός καταιγίδας Η S > 1.5m διάρκεια > 6 hr μέγιστο διάστημα μεταξύ παρατηρήσεων = 18 hr Θεωρία Ακραίων Τιμών (EVT) Εκτίμηση ακραίων κυματικών χαρακτηριστικών για περιόδους επαναφοράς 50 και 100 χρόνων

78 Εφαρμογή- Αν. Μακεδονία - Θράκη Υπολογισμός Τελικής Θαλάσσιας Στάθμης- Μοντελοποίηση η με το SBEACH Αριθμητικό μοντέλο βασισμένο σε εμπειρικές σχέσεις Προσομοίωση της μεταβολής της θαλάσσιας στάθμης της αναρρίχησης των κυματισμών της μεταβολής προφίλ ακτής Προώθηση κυματισμών γραμμική κυματική θεωρία Μεταβολή προφίλ εξάρτηση μόνο από μηχανισμούς εγκάρσιας στερεομεταφοράς

79 Εφαρμογή- Αν. Μακεδονία - Θράκη SBEACH Εισερχόμενα Χαρακτηριστικά ρ διακριτοποίησης ης Παράμετροι στερεομεταφοράς Χαρακτηριστικά προφίλ ακτής Χαρακτηριστικά προσομοίωσης Ύψος, περίοδος και δ/νση κύματος (σταθερά ή χρονοσειρές) Ανύψωση στάθμης θάλασσας (σταθερή ή χρονοσειρά) Ταχύτητα και δ/νση ανέμου (σταθερά ή χρονοσειρές) SBEACH Εξερχόμενα Κατανομή ύψους κύματος / ανύψωσης στάθμης, αναρρίχηση Μεταβολή προφίλ ακτής και ογκομετρική μεταβολή

80 Εφαρμογή - Αν. Μακεδονία- Θράκη Ποταμός Νέστος Ποταμός μ ς Έβρος

81 Εφαρμογή - Αν. Μακεδονία- Θράκη Εφαρμογή σε 4 αντιπροσωπευτικές τοποθεσίες

82 Εφαρμογή - Αν. Μακεδονία- Θράκη Εφαρμογή σε 4 αντιπροσωπευτικές τοποθεσίες Θεώρηση προφίλ εγκάρσια στην ακτή Βαθυμετρία προφίλ Τοπογραφία προφίλ Ύψος και περίοδος κύματος Ανύψωση στάθμης θάλασσας οριοθέτηση ζωνών μέγιστης πλημμύρισης ναυτικοί χάρτες ψηφιακό μοντέλο εδάφους ανάλυση ακραίων γγ γεγονότων ανάλυση μετρήσεων πεδίου

83 Εφαρμογή Aν. Μακεδονία- Θράκη Εφαρμογή Καταιγίδα 100 ετών στην (με κύμα καταιγίδας) περιοχή της Σκάλας Αβδήρων Καταιγίδα 50 ετών (με κύμα καταιγίδας) Καταιγίδα 100 ετών 6 θέσεις ελέγχου Καταιγίδα 50 ετών Δεδομένα εφαρμογών Αποτελέσματα α ζώνες πλημμύρισης 1 Περίοδος Επαναφοράς 50 χρόνια 100 χρόνια H S [m] T p [sec] Κύμα καταιγίδας [m] Πλάτος Ζώνης Πλημμύρισης [m] 6 Θέση 50 χρόνια χρόνια 50 χρόνια 100 χρόνια ελέγχου (με κύμα καταιγίδας) (με κύμα καταιγίδας)

84 Εφαρμογή - Αν. Μακεδονία - Θράκη Εφαρμογή Καταιγίδα 100 ετών στην (με κύμα καταιγίδας) περιοχή της Μάκρης Καταιγίδα 50 ετών (με κύμα καταιγίδας) Καταιγίδα 100 ετών 5 θέσεις ελέγχου Καταιγίδα 50 ετών Δεδομένα εφαρμογών Αποτελέσματα α ζώνες πλημμύρισης 1 Περίοδος Επαναφοράς 50 χρόνια 100 χρόνια H S [m] T p [sec] Κύμα καταιγίδας [m] Πλάτος Ζώνης Πλημμύρισης [m] Θέση 50 χρόνια 100 χρόνια 50 χρόνια 100 χρόνια ελέγχου 2 (με κύμα καταιγίδας) (με κύμα καταιγίδας)

85 ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ