ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΟΜΕΑΣ ΔΑΣΟΤΕΧΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΥΔΡΟΝΟΜΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΔΙΕΥΘΕΤΗΣΗΣ ΟΡΕΙΝΩΝ ΥΔΑΤΩΝ Διευθυντής: Αναπληρωτής Καθηγητής Στεφανίδης Παναγιώτης ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΘΡΩΠΟΓΕΝΗΣ ΠΛΗΜΜΥΡΟΓΕΝΕΣΗ ΤΟΥ ΧΕΙΜΑΡΡΟΥ ΑΠΟΛΛΩΝΙΑΣ ΑΝΤΙΠΛΗΜΜΥΡΙΚΗ ΔΙΕΥΘΕΤΗΣΗ ΚΑΣΤΡΙΔΗΣ ΑΡΙΣΤΕΙΔΗΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΣΤΑΘΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ (Επίκουρος Καθ. Α.Π.Θ.) ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2011

2 ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΣΤΑΘΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ, ΕΠΙΚ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ) ΣΤΕΦΑΝΙΔΗΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ, ΑΝ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΣΑΠΟΥΝΤΖΗΣ ΜΑΡΙΟΣ, ΛΕΚΤΟΡΑΣ 2

3 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα εργασία μου ανατέθηκε στις αρχές του 2009 στα πλαίσια του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών της Σχολής Δασολογίας και Φυσικού Περιβάλλοντος, στον Τομέα Δασοτεχνικών και Υδρονομικών Έργων και συγκεκριμένα στο Εργαστήριο Διευθέτησης Ορεινών Υδάτων, με επιβλέποντα Καθηγητή τον Επίκουρο Καθηγητή κ. Στάθη Δημήτριο. Μετά την ολοκλήρωση της εργασίας μου αισθάνομαι την ανάγκη να ευχαριστήσω θερμά τον Επίκουρο Καθηγητή κ. Στάθη Δημήτριο για τη συνεχή συμπαράσταση και βοήθειά του καθ όλη τη διάρκεια εκπόνησης της εργασίας αυτής. Επίσης, θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα τον Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Στεφανίδη Παναγιώτη, όπως και τον Λέκτορα κ. Σαπουντζή Μάριο για τη συμμετοχή τους στην επιτροπή εξέτασης της παρούσας εργασίας, καθώς επίσης και για τις παρατηρήσεις τους. Ακόμα, θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα την συνάδελφο κ. Τζιαφτάνη Φανή για την πολύτιμη βοήθεια στο αντικείμενο των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών. Ευχαριστώ επίσης, την Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία και ειδικότερα τον κ. Φιαμένγκο Αντώνιο, για την παροχή των δορυφορικών φωτογραφιών που χρησιμοποιήθηκαν στην εργασία. Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά την υποψήφια διδάκτορα Καμπερίδου Βασιλική για την πολύ σημαντική βοήθεια που παρείχε κατά τη διάρκεια εκπόνησης της εργασίας και κυρίως την βοήθειά της στη συλλογή στοιχείων, κατά την διενέργεια εργασιών υπαίθρου. Τέλος, ευχαριστώ την οικογένειά μου για την στήριξη και την εμπιστοσύνη. Καστρίδης Αριστείδης Θεσσαλονίκη, Φεβρουάριος

4 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ ΓΕΝΙΚΑ ΕΝΝΟΙΕΣ ΟΡΙΣΜΟΙ ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙΣΑΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΗΘΕΙΣΑ ΕΡΕΥΝΑ ΣΕ ΕΛΛΑΔΑ ΚΑΙ ΑΛΛΕΣ ΧΩΡΕΣ ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗ ΕΡΕΥΝΑΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΟΡΦΟΜΕΤΡΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΥΔΡΟΓΡΑΦΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΜΕΓΙΣΤΗΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΜΕΓΙΣΤΗΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΜΕ ΕΜΠΕΙΡΙΚΟΥΣ (ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΟΥΣ) ΤΥΠΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΜΕΓΙΣΤΗΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΜΕ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΥΣ ΤΥΠΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΜΕΓΙΣΤΗΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ ΤΩΝ ΙΧΝΩΝ ΑΠΟΡΡΟΗΣ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΧΕΙΜΑΡΡΙΚΟΤΗΤΑΣ ΚΛΙΜΑ ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΤΟΥ ΚΛΙΜΑΤΟΣ ΚΑΤΑ KÖPPEN ΟΜΒΡΟΘΕΡΜΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΑΝΑΛΥΣΗ ΧΡΟΝΟΣΕΙΡΩΝ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΒΡΟΧΟΒΑΘΜΙΔΑΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΑΝΑΓΛΥΦΟ ΒΛΑΣΤΗΣΗ ΖΩΝΕΣ ΒΛΑΣΤΗΣΗΣ Ο ΥΔΡΟΓΕΩΝΟΜΙΚΟΣ ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΒΛΑΣΤΗΣΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΥΠΟΘΕΜΑ ΑΝΘΡΩΠΟΓΕΝΕΙΣ ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΜΗ GUMBEL.93 4

5 5.5.1 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΝΟΜΗΣ GUMBEL ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΟΥ ΣΤΑΘΜΟΥ ΤΑΞΙΑΡΧΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΝΟΜΗΣ GUMBEL ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΟΥ ΣΤΑΘΜΟΥ ΑΡΝΑΙΑΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΕΘΟΔΟΥ SCS ΠΛΗΜΜΥΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΑ 24ΩΡΗΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΕΠΑΝΑΦΟΡΑΣ 50 ΚΑΙ 100 ΕΤΩΝ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 1. Υπολογισμός περιόδου επαναφοράς Πίνακας 2. Προσδιορισμός του παράγοντα P n Πίνακας 3. Προσδιορισμός βαθμού χειμαρρικότητας Πίνακας 4. Κατηγορίες εδαφικής Υγρασίας Πίνακας 5. Κατηγοριοποίηση του αριθμού CN Πίνακας 6. Αδιάστατες τιμές Πίνακας 7. Συντεταγμένες ακραίων σημείων της λεκάνης απορροής Πίνακας 8. Μέγεθος πληθυσμού ανά οικισμό Πίνακας 9. Είδος Απασχόλησης του πληθυσμού ανά οικισμό και ανά φύλλο Πίνακας 10. Μετεωρολογικοί Σταθμοί Πίνακας 11. Μορφομετρικά χαρακτηριστικά Πίνακας 12. Υπολογισμός συντελεστή διακλάδωσης R b Πίνακας 13. Υδρογραφικά χαρακτηριστικά Πίνακας 14. Αποτελέσματα εμπειρικών (στοχαστικών) τύπων Πίνακας 15. Υπολογισμός μέσου συντελεστή απορροής (c m ) (Σύνολο λεκάνης) Πίνακας 16. Υπολογισμός μέσου συντελεστή απορροής (c m ) (Υπολεκάνη 1) Πίνακας 17. Υπολογισμός μέσου συντελεστή απορροής (c m ) (Υπολεκάνη 2) Πίνακας 18. Υπολογισμός μέσου συντελεστή απορροής (c m ) (Υπολεκάνη 3) Πίνακας 19. Αποτελέσματα αναλυτικών τύπων Πίνακας 20. Υπολογισμός μέγιστης παροχής με την μέθοδο ιχνών απορροής Πίνακας 21. Κατάταξη κλίματος κατά Κöppen Πίνακας 22. Καταγραφή υψομέτρου και ετήσιας βροχόπτωσης (mm/έτος) για κάθε μετεωρολογικό σταθμό 5

6 Πίνακας 23. Βαθμίδες υψομέτρου της λεκάνης απορροής Πίνακας 24. Βλάστηση λεκάνης απορροής Πίνακας 25. Μέσος συντελεστής ενεργού διείσδυσης Πίνακας 26. Γεωλογικοί Σχηματισμοί Πίνακας 27. Χειμαρρικοί πετρολογικοί σχηματισμοί Πίνακας 28. Υπολογισμός περιόδου επαναφοράς και πιθανότητα υπέρβασης Πίνακας 29. Υπολογισμός του μέγιστου ύψους βροχής διάρκειας 24 ωρών σε συνάρτηση με την περίοδο επαναφοράς Πίνακας 30. Υπολογισμός των ορίων εμπιστοσύνης h T24min και h T24max, ως συνάρτηση της περιόδου επαναφοράς για διάρκεια βροχής 24 ωρών Πίνακας 31. Υπολογισμός περιόδου επαναφοράς και πιθανότητα υπέρβασης Πίνακας 32. Υπολογισμός του μέγιστου ύψους βροχής διάρκειας 24 ωρών σε συνάρτηση με την περίοδο επαναφοράς Πίνακας 33. Υπολογισμός των ορίων εμπιστοσύνης h T24min και h T24max, ως συνάρτηση της περιόδου επαναφοράς για διάρκεια βροχής 24 ωρών. Πίνακας 34. Υπολογισμός παραμέτρου CNΙΙ για την υπολεκάνη 1 Πίνακας 35. Υπολογισμός παραμέτρου CNΙΙ για την υπολεκάνη 2 Πίνακας 36. Υπολογισμός παραμέτρου CNΙΙ για την υπολεκάνη 3 Πίνακας 37. Υπολογισμός παραμέτρου CNΙΙ για την συνολική λεκάνη απορροής ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ Σχήμα 1. Χειμαρρικά όρια και χειμαρρικές ζώνες Σχήμα 2. Τυπικές μορφές λεκανών απορροής κατά Gavrilovic (1972) Σχήμα 3. Μέγιστο χειμαρρικό υψόμετρο Σχήμα 4. Μορφές υδρογραφικού δικτύου, Α. Δενδριτική μορφή, Β. Παράλληλη μορφή, Γ. Ορθογώνια μορφή, Δ. Γωνιώδης μορφή, Ε. Ακτινωτή μορφή και ΣΤ. Σύνθετη ορθογώνια δενδριτική μορφή Σχήμα 5. Το υδρογράφημα επηρεάζεται από την χωρική κατανομή και διεύθυνση της βροχής Σχήμα 6. Αδιάστατο μοναδιαίο υδρογράφημα της SCS Σχήμα 7. Εξέλιξη πληθυσμού των οικισμών στην περιοχή έρευνας Σχήμα 8. Κατά μήκος τομή της κεντρικής κοίτης και της δευτερεύουσας κοίτης της λεκάνης απορροής Σχήμα 9. Μεταβολή της στάθμης του νερού, λόγω μεταβολής της κλίσης της κοίτης Σχήμα 10. Διατομή της κοίτης στο στενότερο σημείο 6

7 Σχήμα 11. Ομβροθερμικό Διάγραμμα Μετεωρολογικού Σταθμού Ταξιάρχη Σχήμα 12. Ομβροθερμικό Διάγραμμα Μετεωρολογικού Σταθμού Αρναίας Σχήμα 13. Εξέλιξη τιμών ετήσιας βροχόπτωσης του μετεωρολογικού σταθμού του Ταξιάρχη Σχήμα 14. Εξέλιξη ετήσιων ημερών βροχόπτωσης του μετεωρολογικού σταθμού του Ταξιάρχη Σχήμα 15. (1, 2, 3, 4). Διαχρονική εξέλιξη των ημερών βροχής (Α) και της ετήσιας βροχόπτωσης (Β) για τις τέσσερις εποχές του έτους (1. Χειμώνας, 2. Άνοιξη, 3. Καλοκαίρι και 4. Φθινόπωρο) του μετεωρολογικού σταθμού του Ταξιάρχη Σχήμα 16. Εξέλιξη τιμών ετήσιας βροχόπτωσης του μετεωρολογικού σταθμού της Αρναίας για τα έτη Σχήμα 17. Εξέλιξη τιμών ετήσιας βροχόπτωσης του μετεωρολογικού σταθμού της Αρναίας Σχήμα 18. Εξέλιξη ετήσιων ημερών βροχόπτωσης του μετεωρολογικού σταθμού της Αρναίας Σχήμα 19. (1, 2, 3, 4). Διαχρονική εξέλιξη των ημερών βροχής (Α) και της ετήσιας βροχόπτωσης (Β) για τις τέσσερις εποχές του έτους (1. Χειμώνας, 2. Άνοιξη, 3. Καλοκαίρι και 4. Φθινόπωρο) του μετεωρολογικού σταθμού της Αρναίας Σχήμα 20. Καταγραφή ετήσιων μέγιστων βροχοπτώσεων 24ώρου του μετεωρολογικού σταθμού Ταξιάρχη Σχήμα 21. Καταγραφή ετήσιων μέγιστων βροχοπτώσεων 24ώρου του μετεωρολογικού σταθμού Αρναίας Σχήμα 22. Γραφική απεικόνιση της βροχοβαθμίδας της περιοχής που μελετάται Σχήμα 23. Απόλυτη υψογραφική καμπύλη της λεκάνης απορροής Σχήμα 24. Ποσοστιαία υψογραφική καμπύλη της λεκάνης απορροής Σχήμα 25. Καμπύλη έντασης συχνότητας βροχής 24ωρης διάρκειας Μ.Σ. Ταξιάρχη. Σχήμα 26. Καμπύλη έντασης συχνότητας βροχής 24ωρης διάρκειας Μ.Σ. Αρναίας. Σχήμα 27. Συνθετικό Μοναδιαίο Υδρογράφημα (υπολεκάνη 1) Σχήμα 28. Υπολογισμός απωλειών βροχόπτωσης (υπολεκάνη 1) Σχήμα 29. Συνθετικό υδρογράφημα πλημμυρικού γεγονότος για την υπολεκάνη 1 Σχήμα 30. Συνθετικό μοναδιαίο υδρογράφημα για την υπολεκάνη 2 Σχήμα 31. Υπολογισμός απωλειών βροχόπτωσης (υπολεκάνη 2) Σχήμα 32. Συνθετικό υδρογράφημα πλημμυρικού γεγονότος για την υπολεκάνη 2 Σχήμα 33. Συνθετικό μοναδιαίο υδρογράφημα για την υπολεκάνη 3 Σχήμα 34. Υπολογισμός απωλειών βροχόπτωσης (υπολεκάνη 3) Σχήμα 35. Συνθετικό υδρογράφημα πλημμυρικού γεγονότος για την υπολεκάνη 3 Σχήμα 36. Συνθετικό υδρογράφημα της πλημμύρας για την συνολική λεκάνη απορροής Σχήμα 37. Συνθετικό μοναδιαίο υδρογράφημα για την συνολική λεκάνη απορροής 7

8 Σχήμα 38. Υπολογισμός απωλειών βροχόπτωσης για την συνολική λεκάνη απορροής Σχήμα 39. Συνθετικό υδρογράφημα της πλημμύρας για την συνολική λεκάνη απορροής Σχήμα 40. Χρονική κατανομή 24ωρης βροχόπτωσης τύπου ΙΑ της S.C.S. Σχήμα 41. Πλημμυρογράφημα βροχής 155mm/24h για Τ 100 (Μ.Σ. Ταξιάρχη) Σχήμα 42. Πλημμυρογράφημα βροχής 140mm/24h για Τ 50 (Μ.Σ. Ταξιάρχη) Σχήμα 43. Πλημμυρογράφημα βροχής 170mm/24h για Τ 100 (Μ.Σ. Αρναίας) Σχήμα 44. Πλημμυρογράφημα βροχής 152mm/24h για Τ 50 (Μ.Σ. Αρναίας) ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΧΑΡΤΩΝ Χάρτης 1. Περιοχή έρευνας Χάρτης 2. Τριγωνομετρικά σημεία της λεκάνης απορροής Χάρτης 3. Διαίρεση της λεκάνης απορροής σε 3 υπολεκάνες Χάρτης 4. Κεντρική και δευτερεύουσα κοίτη της λεκάνης απορροής Χάρτης 5. Αρίθμηση υδρογραφικού δικτύου κατά STRAHLER Χάρτης 6. Υδρογραφικό δίκτυο λεκάνης απορροής Χάρτης 7. Υδατικό διαμέρισμα Κεντρικής Μακεδονίας Χάρτης 8. Γεωγραφική κατανομή της ετήσιας βροχόπτωσης Χάρτης 9. Επικρατούσες κλίσεις στη λεκάνη απορροής Χάρτης 10. Επικρατούσες εκθέσεις στη λεκάνη απορροής Χάρτης 11. Κατανομή υψομέτρων στη λεκάνη απορροής Χάρτης 12. Χρήσεις γης της λεκάνης απορροής Χάρτης 13. Υποζώνες βλάστησης Χάρτης 14. Γεωλογικές ζώνες στην περιοχή μελέτης Χάρτης 15. Γεωλογικοί σχηματισμοί Χάρτης 16. Χειμαρρικοί πετρολογικοί σχηματισμοί Χάρτης 17. Έργα αντιπλημμυρικής διευθέτησης ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικ. 1. Νέα διοικητική διαίρεση με βάση το Πρόγραμμα Καλλικράτης (Ν. Χαλκιδικής) Εικ. 2. Νέα διοικητική διαίρεση με βάση το Πρόγραμμα Καλλικράτης (Ν. Θεσσαλονίκης) Εικ. 3. Α., Β. Χαρακτηριστικές εικόνες της στένωσης της κεντρικής κοίτης μέσα στο φαράγγι Εικ. 4. Φερτά υλικά πάνω σε κλαδιά Πλατάνου σε ύψος εφτά μέτρων Εικ. 5. Πλημμυρικό πεδίο που σχηματίστηκε μετά την πλημμύρα. Με κίτρινη γραμμή αποτυπώνεται η έκταση του πλημμυρικού πεδίου, με μπλε γραμμή το υδρογραφικό δίκτυο και με κόκκινη ο υδροκρίτης 8

9 Εικ. 6. Γέφυρα στην κεντρική κοίτη του Μελισσουργού Εικ. 7. Εγκιβωτισμός κεντρικής κοίτης Εικ. 8. Η υπό κατασκευή γέφυρα Μελισσουργού Στανού Εικ. 9. Προσωρινός χωματόδρομος που ενώνει τους οικισμούς Μελισσουργού και Στανού Εικ. 10. Διάνοιξη της κεντρικής κοίτης στην αρχή του φαραγγιού. Είναι εμφανής η απόθεση του υλικού που προέκυψε από την διάνοιξη του φαραγγιού Εικ. 11. Υποβάθμιση της βλάστησης λόγω της υπερβόσκησης στην περιοχή του Στανού Εικ. 12. Υποβάθμιση της βλάστησης και του εδάφους (είναι εμφανείς οι βραχώδεις εξάρσεις) Εικ. 13. (Α, Β, Γ, Δ, Ε, ΣΤ) Δορυφορικές εικόνες 9

10 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο υδρολογικός κύκλος αποτελεί μία από τις σημαντικότερες λειτουργίες της φύσης. Η μαζική μετακίνηση νερού από την θάλασσα και από άλλους υδάτινους αποδέκτες έως την υψηλότερη κορυφή των βουνών είναι αυτό που κάνει τον υδρολογικό κύκλο τόσο σημαντικό για τη φύση και τον άνθρωπο. Χωρίς αυτήν την διαδικασία δεν θα μπορούσε να σχηματιστεί γλυκό νερό και η ύπαρξη ζωής στη στεριά θα ήταν αδύνατη. Ο υδρολογικός κύκλος πυροδοτείται από την ενέργεια του ήλιου, η οποία εξατμίζει το νερό και το θέτει σε διαρκή κίνηση. Με τη δύναμη του αέρα οι υδρατμοί μεταφέρονται προς τη στεριά και καθώς συγκρούονται με το ανάγλυφο του εδάφους συμπυκνώνονται και πέφτουν ως κατακρημνίσματα (βροχή, χιόνι, χαλάζι). Το νερό αφού πέσει στο έδαφος με τη μορφή κατακρημνισμάτων, το πρώτο που πραγματοποιείται είναι ο κορεσμός του πορώδους του εδάφους και στη συνέχεια η πλήρωση των κοιλωμάτων της γης. Η περίσσεια του νερού, η οποία δεν μπορεί να συγκρατηθεί από το έδαφος ρέει επιφανειακά με κατεύθυνση προς τα κατάντη ακολουθώντας τη μεγαλύτερη κλίση του εδάφους. Με αυτή την κίνηση το νερό συγκεντρώνεται στην αρχή σε μικρές αυλακώσεις, οι οποίες οδηγούν σε μεγαλύτερες με αποτέλεσμα το νερό να συγκεντρώνεται σε όλο και μεγαλύτερες ποσότητες, σχηματίζοντας χείμαρρους, χειμαρροπόταμους ή ποταμούς. Το νερό χαρακτηρίζεται από ιδιότητες, οι οποίες το κάνουν πολύ ξεχωριστό. Συγκεκριμένα, το μόριο του νερού, το οποίο αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου, είναι ο πιο δραστικός φυσικός διαλύτης. Αυτό συμβαίνει λόγω των ηλεκτρονίων που είναι αδέσμευτα στην εξωτερική στοιβάδα του ατόμου του οξυγόνου αλλά και της διπολικότητας που παρουσιάζει. Το νερό, ως διαλύτης, και έχοντας τις παραπάνω ιδιότητες συμμετέχει σε όλους τους φυσικούς οργανισμούς ως βασικό συστατικό τους, αποτελώντας το 65-70% αυτών. Επιπρόσθετα, συμμετέχει σε πολλές χημικές διεργασίες, όπως η αποσάθρωση των πετρωμάτων και η δημιουργία συσσωματωμάτων - συμπλόκων του εδάφους. Το νερό με αυτές του τις ιδιότητες, καταφέρνει να εισέρχεται στα βαθύτερα στρώματα του εδάφους και των πετρωμάτων, συμβάλλοντας στην αποσάθρωσή τους. Με την αποσάθρωση τα πετρώματα χάνουν τη συνεκτικότητά τους, μετατρέπονται σε μικρότερου μεγέθους σχηματισμούς και εν συνεχεία το νερό με την ροή του αποσπά και μεταφέρει αυτά τα υλικά σε χαμηλότερου υψομέτρου περιοχές. Στην απόσπαση των φερτών υλών βοηθάει και η κρουστική δύναμη της βροχής. Στη δημιουργία φερτών υλών συμβάλλει και η διάβρωση που υφίσταται το έδαφος από την παρασυρτική δύναμη του νερού. Όσο μεγαλύτερη είναι η ένταση, η διάρκεια των βροχοπτώσεων και η κλίση του εδάφους, τόσο εντονότερη είναι η απόσπαση και η μεταφορά φερτών υλών. 10

11 Η μεταφορά φερτών υλών από υψηλότερες θέσεις σε χαμηλότερες, μέσω των ρεμάτων έχει συμβάλλει στη δημιουργία μεγάλων πεδιάδων και των δέλτα των ποταμών, περιοχές οι οποίες είναι ιδιαίτερα εύφορες και χρησιμοποιούνται εδώ και χιλιάδες χρόνια από τους ανθρώπους ως καλλιεργήσιμες εκτάσεις. Από την άλλη πλευρά, η μεταφορά φερτών υλών αποτελεί ουσιαστικά υποβάθμιση του εδάφους των ορεινών περιοχών, από όπου γίνεται η απόσπασή τους. Το φαινόμενο αυτό, της υποβάθμισης, εντείνεται σε περιοχές με έντονο ανάγλυφο και απουσία βλάστησης. Στη χώρα μας η ποσότητα των κατακρημνισμάτων δεν κατανέμεται ομοιόμορφα, τόσο χωρικά όσο και χρονικά. Το μεγαλύτερο μέρος των κατακρημνισμάτων πέφτει στους ορεινούς όγκους της χώρας και ειδικά στη δυτική Ελλάδα. Επίσης, το μεσογειακό κλίμα της χώρας μας χαρακτηρίζεται από υγρούς και ψυχρούς χειμώνες και έντονη ξηροθερμική περίοδο τους καλοκαιρινούς μήνες. Λόγω των παραπάνω χαρακτηριστικών, ο μεγαλύτερος όγκος κατακρημνισμάτων συγκεντρώνεται σε μικρό χρονικό διάστημα και κυρίως τους φθινοπωρινούς και χειμερινούς μήνες. Αυτή η ανισοκατανομή των κατακρημνισμάτων σε συνδυασμό και με τους άλλους παράγοντες χειμαρρικότητας (βλάστηση, ανάγλυφο, γεωλογικό υπόθεμα), προκαλεί έντονα χειμαρρικά φαινόμενα, λειψυδρία το καλοκαίρι και περίσσια νερού και πλημμύρες τον χειμώνα. Δυστυχώς, αυτά τα φαινόμενα έχουν συχνά σοβαρές αρνητικές συνέπειες για τον άνθρωπο, αφού καταστρέφονται υποδομές, περιουσίες, καλλιέργειες με τεράστιο οικονομικό κόστος για την αποκατάστασή τους και κάποιες φορές χάνονται και ανθρώπινες ζωές. Η συνειδητή προσπάθεια για την αντιμετώπιση των πλημμυρικών φαινομένων και τη διαχείριση των ορεινών υδάτων με επιστημονικό τρόπο, αναλύοντας τους βασικούς παράγοντες χειμαρρικότητας και τις ανθρωπογενείς επιδράσεις, οδήγησε στη δημιουργία του κλάδου της Διευθέτησης Ορεινών Υδάτων. Η παρούσα εργασία, με θέμα «Φυσική και ανθρωπογενής πλημμυρογένεση του χειμάρρου Απολλωνίας Αντιπλημμυρική Διευθέτηση» μου ανατέθηκε το Δεκέμβριο του 2008 από τον επίκουρο καθηγητή κ. Στάθη Δημήτριο, επιβλέποντά μου, στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος σπουδών της Σχολής Δασολογίας και φυσικού Περιβάλλοντος και αποτελεί την διατριβή ειδίκευσης. Η επιλογή του συγκεκριμένου χειμάρρου έγινε με αφορμή την μεγάλη πλημμύρα που συνέβη στο χωριό Μελισσουργός στις 8-9 Οκτωβρίου του Οι ζημιές που προκλήθηκαν ήταν τεράστιες. Υποδομές όπως γέφυρες, δρόμοι, εγκαταστάσεις, καταστράφηκαν και παρασύρθηκαν, πολλά ζώα πνίγηκαν ενώ τα χαμηλότερα σημεία του χωριού βρέθηκαν κάτω από το νερό σε βάθος 7-8 μέτρων. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι: Ο υπολογισμός των μορφομετρικών και υδρογραφικών χαρακτηριστικών της λεκάνης απορροής του χειμάρρου. 11

12 Η ανάλυση των βασικών παραγόντων χειμαρρικότητας κλίμα, ανάγλυφο, βλάστηση και γεωλογικό υπόθεμα. Η ανάλυση των ανθρωπογενών επιδράσεων. Η ανάλυση των χρονοσειρών των ετήσιων υψών βροχόπτωσης και του ετήσιου αριθμού επεισοδίων βροχής. Η διερεύνηση του πλημμυρικού γεγονότος στις 8-9 Οκτωβρίου του 2006 και η εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων για τα αίτια της πλημμύρας. Προτάσεις για αντιπλημμυρική διευθέτηση του χειμάρρου και την αντιπλημμυρική προστασία της περιοχής. 12

13 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ 2.1 ΓΕΝΙΚΑ Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η διερεύνηση των μηχανισμών δημιουργίας πλημμυρικών φαινομένων στη λεκάνη απορροής του χειμάρρου της Απολλωνίας και η εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων, τα οποία θα χρησιμοποιηθούν στην αντιμετώπιση του προβλήματος. Κρίνεται σκόπιμο να δοθούν κάποιες βασικές έννοιες και ορισμοί του κλάδου της Υδρολογίας, της Μετεωρολογίας και της Διευθέτησης Ορεινών Υδάτων, για να είναι πιο εύκολη η κατανόηση της μεθοδολογίας που θα ακολουθηθεί στην εργασία, καθώς και της επεξήγησης των αποτελεσμάτων. 2.2 ΕΝΝΟΙΕΣ ΟΡΙΣΜΟΙ Οι σπουδαιότερες υδρολογικές κατηγορίες ρευμάτων είναι οι ποταμοί και οι χείμαρροι. Οι διαφορές μεταξύ ποταμών και χειμάρρων συνίστανται στα εξής (Κωτούλας, 2001): Οι ποταμοί ρέουν κατά κανόνα σε ευρείες κοιλάδες, έχουν μεγάλη λεκάνη απορροής (μεγαλύτερη από km 2 ), πλατιά κοίτη, μεγάλη παροχή, με σχετικά σταθερή δίαιτα, μικρή κλήση πυθμένα και δημιουργούν παρατεταμένες πλημμύρες. Στη λεκάνη τους κυριαρχούν τα τμήματα με ημιπεδινή, λοφώδη και ημιορεινή διαμόρφωση. Οι χείμαρροι ρέουν σε πολύ μικρές κοιλάδες και σε χαράδρες, έχουν μικρή λεκάνη απορροής (έκταση ορεινής λεκάνης έως και 300 Km 2 περίπου) και κλίση σχετικά έντονη, στενή κοίτη με σημαντική κλίση πυθμένα, μικρή σχετικά υδατοπαροχή, ανώμαλη δίαιτα και δημιουργούν αιφνίδιες και σύντομες πλημμύρες. Στις λεκάνες τους κυριαρχούν τα τμήματα με ημιορεινή, ορεινή και πολύ ορεινή διαμόρφωση. Οι χείμαρροι έχουν μια χαρακτηριστική ιδιότητα, η οποία εκφράζεται ως εξής: εμφανίζουν αιφνίδιες, έντονες, μικρής διάρκειας πλημμύρες, ενώ κατά το λοιπό χρόνο παρουσιάζουν ελάχιστες (ή και καθόλου) παροχές και αποσπούν, μεταφέρουν και αποθέτουν φερτές ύλες (ιδίως αδρομερή υλικά) στο χώρο δράσης τους. Τα μικρά χειμαρρικά ρεύματα διακρίνονται ως εξής: χείμαρροι, χέραδοι ή χείμαρροι λάβας ή λαβαχείμαρροι και ρύακες. Χείμαρροι είναι μικρά χειμαρρικά ρεύματα με έντονα ανώμαλη δίαιτα νερού και με παραπυθμένια μεταφορά αδρομερών φερτών υλών (κυρίως στερεομεταφορά), η οποία κυριαρχεί ως προς τις υπόλοιπες ιδιότητές τους, για αυτό και καθορίζει την συμπεριφορά τους. Δημιουργούνται κυρίως στις ορεινές και πολύ ορεινές περιοχές, καθώς και σε χαμηλές, ημιορεινές περιοχές με ευπαθές γεωλογικό υπόθεμα και χαρακτηρίζονται συνήθως από έντονα διαταραγμένο 13

14 φυσικό περιβάλλον. Χέραδοι ή χείμαρροι λάβας ή λαβαχείμαρροι είναι χείμαρροι των ορεινών περιοχών με έντονη κατά μάζες μεταφορά (λαβαμεταφορά), πολύ αδρομερών υλικών και ανώμαλη δίαιτα νερού. Ρύακες είναι μικρά χειμαρρικά ρεύματα με περιορισμένη μεταφορά λεπτόκοκκων υλών (κυρίως αιωρομεταφορά) και ανώμαλη δίαιτα νερού. Εμφανίζονται συνήθως στις λοφώδεις περιοχές με ανθεκτικό γεωλογικό υπόθεμα και σχετικά καλή φυτοκάλυψη (δάσος) (Κωτούλας, 2001). Η υψομετρική διαμόρφωση του χειμαρρικού χώρου ασκεί ιδιαίτερη επίδραση στη μορφολογία και γενικότερα στο χαρακτήρα των μικρών χειμαρρικών ρευμάτων (χείμαρρων, χέραδων, ρυάκων). Με βάση το μέγιστο χειμαρρικό υψόμετρο της λεκάνης απορροής διακρίνονται οι εξής γενικές χειμαρρικές υψομετρικές κατηγορίες των μικρών χειμαρρικών ρευμάτων για τη χώρα μας (Στεφανίδης, 2004). 1. Ρεύματα των λοφωδών και ημιορεινών περιοχών με μέγιστο υπερθαλάσσιο ύψος έως 1000m. 2. Ρεύματα των ορεινών και πολύ ορεινών περιοχών με μέγιστο υπερθαλάσσιο ύψος 1001 έως 2000m. 3. Ρεύματα των αλπικών περιοχών με μέγιστο υπερθαλάσσιο ύψος από 2000 έως 3000m. Τα μικρά χειμαρρικά ρεύματα των λοφωδών και ημιορεινών περιοχών αποτελούνται από δύο μέρη: την ορεινή λεκάνη απορροής, που είναι ο χώρος της επιφάνειας του εδάφους που δέχεται τα ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα και προσδιορίζεται από τον υδροκρίτη, ανάλογα με τη γεωμορφολογική συγκρότηση της περιοχής και την κοίτη αναμετακίνησης: πρόκειται για διευρυμένη κεντρική κοίτη που σχηματίζεται στην περιοχή της πεδινής διαδρομής. Σε αυτήν σχηματίζονται διακοπτόμενες ή εναλλασσόμενες αποθέσεις, οι οποίες ανασχηματίζονται και αναμετακινούνται συχνά από τα ρέοντα ύδατα, οπότε η ροή του νερού αλλάζει πορεία, πράγμα που οδηγεί σε τοπικές διαβρώσεις πρανών και σε έντονους μαιανδρισμούς. Η κοίτη αναμετακίνησης, η οποία για το λόγο αυτό υφίσταται διαρκή ή περιοδική αναμόχλευση, είναι ιδιαίτερα εκφρασμένη ευθύς μετά την έξοδο του ρεύματος στον πεδινό χώρο. Όσο τα χειμαρρικά ύδατα απομακρύνονται από τη λεκάνη, η κοίτη αναμετακίνησης τείνει να πάρει την όψη κοίτης εκβολής. Στο χώρο της αποθέτονται υλικά τόσο της στερεομεταφοράς (αδρομερή), όσο και της αιωρομεταφοράς (λεπτόκοκκα) (Στεφανίδης, 2004). Ο τρόπος και η διαδικασία κίνησης του απορρέοντος νερού μέσα στη λεκάνη απορροής εξαρτάται από φυσικούς και ανθρωπογενείς παράγοντες. 14

15 Οι φυσικοί παράγοντες είναι το κλίμα, το ανάγλυφο, η βλάστηση και το γεωλογικό υπόθεμα. Οι κλιματικοί παράγοντες είναι οι παράγοντες επίθεσης πάνω στο γεωλογικό υπόθεμα, το ανάγλυφο ασκεί ρυθμιστική επίδραση, ενώ η βλάστηση, κάθε είδους και μορφής, ασκεί προστατευτική και υδρολογική επίδραση. Οι ανθρωπογενείς παράγοντες είναι οι: δασικές πυρκαγιές, εκχερσώσεις, καταπατήσεις κοιτών, αποσπασματικά εκτέλεση έργων, ακατάλληλα τεχνικά έργα, απορρίψεις σκουπιδιών, μπαζών στις κοίτες των ρευμάτων (Στεφανίδης, 2004). Τα χειμαρρικά όρια καθορίζουν τις ακόλουθες τέσσερις χειμαρρικές ζώνες, γνωστές ως χειμαρρικά χωροδιαστήματα (Κωτούλας 2001). 1. Χειμαρρική ζώνη Ι της πλήρους επίδρασης του δάσους (υπερθαλάσσιο ύψος έως 1000m για ευρωπαϊκές συνθήκες): η παρουσία δάσους στη ζώνη αυτή αποτρέπει τα σχετικά ήπια χειμαρρικά φαινόμενα που εμφανίζονται και ασκεί τη μέγιστη δυνατή υδρολογική επίδραση. 2. Χειμαρρική ζώνη ΙΙ της μερικής επίδρασης του δάσους (υπερθαλάσσιο ύψος μεταξύ 1000m και 2000m για ευρωπαϊκές συνθήκες): το δάσος αποτρέπει μόνο τα εκτατικά, όχι όμως και εντατικά χειμαρρικά φαινόμενα, που εμφανίζονται και ασκεί περιορισμένα υδρολογική επίδραση. 3. Χειμαρρική ζώνη ΙΙΙ των αλπικών περιοχών (υπερθαλάσσιο ύψος μεταξύ 2000m και 3000m για ευρωπαϊκές συνθήκες): λόγω της έλλειψης δάσους το κλίμα ασκεί άμεση, ισχυρότατη επίδραση στο γεωλογικό υπόθεμα δημιουργώντας πολύ έντονα χειμαρρικά φαινόμενα. 4. Χειμαρρική ζώνη IV του αιώνιου χιονιού ( υπερθαλάσσιο ύψος άνω των 3000m για ευρωπαϊκές συνθήκες): λόγω της ύπαρξης μόνιμου χιονοστρώματος το κλίμα δεν επιδρά άμεσα στο γεωλογικό υπόθεμα. Η κίνηση όμως του χιονοστρώματος (παγετώνες) ασκεί στο γεωυπόθεμα διαβρωτική επίδραση. 15

16 Σχήμα 1. Χειμαρρικά όρια και χειμαρρικές ζώνες Απορροή ορίζεται η κίνηση του νερού των κατακρημνισμάτων στις επιφάνειες των λεκανών απορροής προς τις χαμηλότερες περιοχές υπό μορφή υδάτινου μανδύα ορισμένου ύψους. Το μέγεθός της εκφράζεται σε ύψος απορρέοντος στρώματος (mm). Το μέγεθος αυτό είναι δύσκολο έως αδύνατο να μετρηθεί στις εκτεταμένες επιφάνειες της λεκάνης απορροής. Παροχή ορίζεται η ποσότητα του νερού (m 3 ) η οποία διέρχεται από συγκεκριμένη διατομή της κοίτης ενός ρεύματος στη μονάδα του χρόνου. Ανάλογα με τη διάρκεια του χρόνου, η παροχή ορίζεται ως ετήσια (m 3 /έτος), μηνιαία (m 3 /μήνα), εβδομαδιαία (m 3 /εβδομάδα), ημερήσια (m 3 /ημέρα), ωριαία (m 3 /ώρα) ή στιγμιαία (m 3 /sec). Ειδική (στιγμιαία) είναι η ποσότητα του νερού που συνεισφέρει το κάθε τετραγωνικό χιλιόμετρο (Km 2 ) της λεκάνης απορροής στη δημιουργία της στιγμιαίας παροχής στη μετρούμενη διατομή. Μονάδα μέτρησης είναι: m 3 /sec*km 2 Συντελεστής απορροής ορίζεται η σχάση μεταξύ της βροχής και της αντίστοιχης απορροής. Εκφράζει το εκατοστιαίο ποσοστό του ύψους βροχής που απορρέει επί της γήινης επιφάνειας μετά την αφαίρεση των απωλειών λόγω διείσδυσης και εξάτμισης (Στεφανίδης, 2004). Η σύνταξη μελέτης μιας λεκάνης απορροής απαιτεί τη διερεύνηση των μορφομετρικών και υδρογραφικών χαρακτηριστικών, τα οποία επηρεάζουν τη διαδικασία συγκέντρωσης και κίνησης του νερού πάνω στην επιφάνεια του εδάφους. Τα χαρακτηριστικά αυτά είναι τα παρακάτω: 1. Έκταση (εμβαδόν) της ορεινής λεκάνης απορροής (F): Το εμβαδόν της λεκάνης απορροής είναι η επιφάνεια που περικλείεται εντός της υδροκριτικής γραμμής. Μονάδα μέτρησης είναι το Km 2. Η επιφάνεια αυτή μετρήθηκε από τον τοπογραφικό χάρτη (μετά τη χάραξη του υδροκρίτη) με την βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή. 16

17 2. Μορφή λεκάνης απορροής: Με τη χάραξη του υδροκρίτη μιας λεκάνης απορροής, προκύπτει μία κλειστή γραμμή, η οποία προσδίδει ένα χαρακτηριστικό σχήμα σε αυτήν. Το σχήμα της λεκάνης απορροής επηρεάζει την ταχύτητα απορροής. Στρογγυλόμορφες λεκάνες συγκεντρώνουν ταχύτατα το νερό, άρα οδηγούν σε μεγαλύτερες παροχές. Αντίθετα οι επιμήκεις λεκάνες απαιτούν μεγαλύτερο χρόνο συγκέντρωσης του νερού, για αυτό και εμφανίζουν μικρότερες παροχές (με τι ίδιες συνθήκες). Με βάση την κατάταξη του Gavrilovic (1972) καθορίζονται οι εξής τυπικές μορφές λεκανών απορροής. Σχήμα 2. Τυπικές μορφές λεκανών απορροής κατά Gavrilovic (1972) 3. Βαθμός στρογγυλομορφίας: Δίνεται από την σχέση: Β = U F Όπου, F: είναι το εμβαδόν της λεκάνης απορροής σε Km 2 U: είναι το μήκος του υδροκρίτη σε km 4. Υψομετρία της λεκάνης απορροής: Το ανάγλυφο των λεκανών απορροής προσδιορίζεται από τα παρακάτω υψόμετρα: Α) Ελάχιστο υψόμετρο (H min ): Προσδιορίζεται από τον τοπογραφικό χάρτη, μετά τη χάραξη του υδροκρίτη και τον προσδιορισμό της λεκάνης απορροής. Β) Μέγιστο υψόμετρο (H max ): Είναι το μεγαλύτερο υψόμετρο που επικρατεί στην περιοχή της λεκάνης απορροής. Συνήθως το υψόμετρο αυτό βρίσκεται επί του υδροκρίτη. Γ) Μέσο υψόμετρο (H med ): Εκφράζει το υψόμετρο του γεωμετρικού κέντρου της λεκάνης απορροής και προσδιορίζεται από τον τοπογραφικό χάρτη της περιοχής ή για μεγαλύτερη ακρίβεια με την εφαρμογή του παρακάτω τύπου: H med = ( li * Hi) l 17

18 Όπου, H med : το μέσο υψόμετρο της λεκάνης (Km) l i : το μήκος μιας χωροσταθμικής καμπύλης (Km) H i : το υψόμετρο της ανωτέρω χωροσταθμικής (Km) 5. Μέγιστο χειμαρρικό υψόμετρο (Η χ ): Μέγιστο χειμαρρικό υψόμετρο είναι το υψόμετρο εκείνο στο χώρο μιας λεκάνης απορροής πάνω από το οποίο περιλαμβάνεται μια έκταση ίση με το 3 5 % του εμβαδού της λεκάνης απορροής ( σε οριζόντια προβολή). Σχήμα 3. Μέγιστο χειμαρρικό υψόμετρο 6. Μέγιστο ανάγλυφο (H r ): Είναι η διαφορά μεταξύ μέγιστου και ελάχιστου υψομέτρου σε μια λεκάνη απορροής: 7. Μέση κλίση λεκάνης: H r = H max H min Προκύπτει από την εφαρμογή του παρακάτω τύπου: J λ = ( H * l Όπου, J λ : μέση κλίση της λεκάνης απορροής (%) F ) * 100 ΔΗ: ισοδιάσταση των χωροσταθμικών καμπυλών (Km) Σl: το άθροισμα των μηκών όλων των χωροσταθμικών καμπυλών της λεκάνης (Km) F: εμβαδόν της επιφάνειας της λεκάνης (Km 2 ) 18

19 Υδρογραφικά χαρακτηριστικά 1. Μορφή υδρογραφικού δικτύου Η μορφή του υδρογραφικού δικτύου εξαρτάται και επηρεάζεται από την κλίση του εδάφους, τη σύσταση του γεωλογικού υποθέματος σε πετρώματα και από τα ρήγματα που απαντώνται στην περιοχή. Βασικές μορφές υδρογραφικού δικτύου είναι οι εξής: δενδριτική μορφή, παράλληλη μορφή, ορθογώνια μορφή, γωνιώδης μορφή, ακτινωτή μορφή και σύνθετη μορφή (ορθογώνια και δενδριτική). Α Β. Γ Δ Ε ΣΤ Σχήμα 4. Μορφές υδρογραφικού δικτύου, Α. Δενδριτική μορφή, Β. Παράλληλη μορφή, Γ. Ορθογώνια μορφή, Δ. Γωνιώδης μορφή, Ε. Ακτινωτή μορφή και ΣΤ. Σύνθετη ορθογώνια δενδριτική μορφή 19

20 2. Μήκος κεντρικής κοίτης (L): Η κεντρική κοίτη ενός χειμαρρικού ρεύματος αρχίζει από την εκβολή στον μεγαλύτερο αποδέκτη ποταμό, λίμνη ή θάλασσα και φτάνει τα υψηλότερα σημεία της λεκάνης απορροής. 3. Μέση κλίση κεντρικής κοίτης: Η μέση κλίση της κεντρικής κοίτης του ρεύματος δίνεται από τον ακόλουθο τύπο: J K = Όπου, J K : μέση κλίση της κοίτης (%) ( L * J S ) L: οριζόντια απόσταση κοίτης με ορισμένη σταθερή κλίση (m) J S : κλίση του παραπάνω τμήματος (%) 4. Πυκνότητα υδρογραφικού δικτύου Πυκνότητα υδρογραφικού δικτύου είναι ο λόγος μεταξύ του συνολικού μήκους των κλάδων μέσα σε μια λεκάνη, προς το εμβαδόν της παραπάνω λεκάνης απορροής και εκφράζει το μήκος του υδρογραφικού δικτύου στη μονάδα επιφάνειας της λεκάνης. Δίνεται από τον παρακάτω τύπο: D = Όπου, D: η πυκνότητα του υδρογραφικού δικτύου (Km / Km 2 ) F: η επιφάνεια της λεκάνης απορροής (Km 2 ) ΣL: το συνολικό μήκος των ρευμάτων της λεκάνης (Km) 5. Συντελεστής διακλάδωσης (R b ): Συντελεστής διακλάδωσης είναι ο μέσος όρος των λόγων του αριθμού ρευμάτων μιας τάξης n, προς τον αριθμό των ρευμάτων της αμέσως επόμενης τάξης (n+1) και δίνεται από τον τύπο: N R b = N ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΠΑΡΟΧΗΣ Ο προσδιορισμός του μεγέθους της μέγιστης υδατοπαροχής (Q max ) στις ορεινές λεκάνες των μικρών χειμαρρικών ρευμάτων αποτελεί ένα δυσεπίλυτο πρόβλημα. Στην περίπτωση που υπάρχουν επαρκείς μετρήσεις παροχών (ή υψών βροχής), είναι δυνατή η ανάλυση της συχνότητας των παροχών (ή των υψών βροχής). Έτσι, με βάση την πιθανότητα εμφάνισης ενός μεγέθους υδατοπαροχής στο υδρολογικό έτος προσδιορίζεται το μέγεθος παροχής ορισμένης συχνότητας. Κατά κανόνα όμως δεν υπάρχουν τα κατάλληλα δεδομένα στις ορεινές λεκάνες απορροής για την F L L n n 1 20

21 εφαρμογή αυτών των μεθόδων προσδιορισμού, οπότε η εκτίμηση της μέγιστης παροχής ορισμένης περιόδου επανάληψης γίνεται πολύ δυσχερής, αν όχι αδύνατη. Εναλλακτικά, αναπτύχθηκαν και χρησιμοποιούνται διάφοροι τύποι έμμεσου προσδιορισμού (εμπειρικοί, αναλυτικοί), με τους οποίους γίνεται προσπάθεια να εκτιμηθεί η μέγιστη υδατοπαροχή, έχοντας ως βάση δεδομένα, τα οποία προέρχονται από τις ορεινές λεκάνες και είναι άμεσα μετρήσιμα, όπως η έκταση της λεκάνης, το ετήσιο ύψος βροχής κλπ. Στην πράξη γίνεται δεκτό, ότι με την εφαρμογή τους προσδιορίζεται η απόλυτα μέγιστη υδατοπαροχή, η οποία για τα χειμαρρικά ρεύματα αντιστοιχεί σε περίοδο επανάληψης 100 ετών και μάλιστα χωρίς στερεομεταφορά. (Κωτούλας 2001). Η διαφορά μεταξύ των εμπειρικών και των αναλυτικών τύπων είναι ότι οι πρώτοι λαμβάνουν υπόψη τους κυρίως μορφομετρικά χαρακτηριστικά της λεκάνης απορροής, καθώς και τον συντελεστή απορροής, ενώ οι αναλυτικοί τύποι λαμβάνουν υπόψη τους εκτός από τα παραπάνω και βροχομετρικά δεδομένα (Στεφανίδης, 2004). Εμπειρικοί (στοχαστικοί) Τύποι: Από τους εμπειρικούς (στοχαστικούς) τύπους, αυτοί που βρίσκουν εφαρμογή στα χειμαρρικά ρεύματα της υπό έρευνα λεκάνης απορροής, με βάση τις συνθήκες που επικρατούν σε αυτήν είναι οι παρακάτω. Υπάρχουν και άλλοι εμπειρικοί τύποι, οι οποίοι δεν χρησιμοποιήθηκαν στην εργασία, διότι απαιτούν στοιχεία τα οποία δεν ανταποκρίνονται στις συνθήκες τις λεκάνης απορροής, όπως μέγιστο - ελάχιστο υψόμετρο, μέγιστο ύψος βροχής κ.α. Σε όλους τους τύπους που ακολουθούν το F συμβολίζει το εμβαδόν της λεκάνης απορροής, ενώ τα υπόλοιπα σύμβολα αναλύονται χωριστά σε κάθε τύπο. Οι παρακάτω τύποι υπολογίζουν απευθείας, τη μέγιστη παροχή εκατονταετίας (Q max100 ) ή υπολογίζουν τη μέγιστη ειδική απορροή (q max100 ). Στη δεύτερη περίπτωση η μέγιστη παροχή υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας τη μέγιστη ειδική απορροή με το εμβαδόν της λεκάνης απορροής. Η μονάδα μέτρησης της μέγιστης παροχής (Q max100 ) είναι (m 3 /sec) και της μέγιστης ειδικής απορροής (q max100 ) είναι (m 3 /sec*km 2 ). 1. Friedrich: Q max, F 0, Wundt: Q max, 8 13 F 0, Coutagne: Q F max Όπου, α: 40 σε μικρές λεκάνες απορροής α: 20 σε μεγάλες λεκάνες απορροής Ο χαρακτηρισμός των λεκανών ανάλογα με το μέγεθός τους έχει ως εξής: F < 10κμ πολύ μικρές λεκάνες 21

22 F = Km 2 μικρές F = Km 2 μέτριες F = Km 2 μεγάλες A 4. Kürsteiner: qmax και Q 1 max q max F 3 F Όπου, Α: 9 για μεγάλες λεκάνες απορροής Α: 12 για μικρές λεκάνες απορροής 5. Kresnic: q max 32 a και Q 1 max q max F 2 0,5 F Όπου, α: 0,6 2 (2 για μικρές λεκάνες και 0,6 για μεγάλες λεκάνες) Valentini: qmax και Q 1 max q max F 2 F 7. Hoffbauer: q max 60 a και Q 1 max q max F 2 F Όπου, α: 0,5 για ημιορεινές περιοχές (H max < 1000 m) α: 0,7 για ορεινές περιοχές (H max > 1000 m) 8. Melli: q max Όπου, α: 0,4 9. Müller: q max 40 a και Q 1 max q max F (ισχύει για F < 150 km 2 ) 6 (100 F) 40 c και Q q F m 1 max max 3 F Όπου, c m είναι ο Μέσος Συντελεστής Απορροής F1 c1 F2 c2 F3 c F c m 3 2, Füller: Q N Q1 (1 log 10 T ) 1 0, 30 F (ο τύπος δίνει απευθείας τη μέγιστη παροχή ορισμένης περιόδου επαναφοράς) Όπου, Q 1 : μέση παροχή των πλημμυρικών υδάτων με περίοδο επανάληψης 1 έτους (m 3 ). Υπολογίζεται συνήθως από τη σχέση: Q 0,8 1 1, 8 F, β: 0,8 Τ: η περίοδος επανάφορας, η οποία υπολογίζεται από το παρακάτω πίνακα: 22

23 Πίνακας 1. Υπολογισμός περιόδου επαναφοράς ΣΥΧΝΟΤΗΤΑ (έτη) * log 10 Τ 1 1,0 5 1, ,8 20 2, , , , ,6 Αναλυτικοί Τύποι: 1. Turazza: Q max hp 11, 57 c K F t t p c Όπου, c: συντελεστής απορροής Κ: συντελεστής αιχμής (Κ = 2) F: επιφάνεια λεκάνης απορροής (Km2) t c : μέγιστος χρόνος συγκέντρωσης της απορροής (σε μέρες) t p : η διάρκεια της βροχής (σε μέρες) t c = t p άρα: Q Όπου: max t c h 11,57 c K F 2t p c tc 4 F 1,5 L (σε μέρες) και: t c (σε ώρες) 24 0, 8 Z Όπου, F: επιφάνεια λεκάνης απορροής (km 2 ) L: μήκος κεντρικής κοίτης (Km) Ζ: διαφορά μέσου και ελάχιστου υψομέτρου (m) h p : ύψος βροχής με διάρκεια ίση με t p (m) h p h 1000 Όπου, h : το ύψος βροχής που θα πέσει στο «κέντρο» της λεκάνης και που θα έχει διάρκεια ίση με t p (mm) a h a t 72 p t p (mm), αλλά: t c = t p 23

24 Άρα, a h a t c t 72 c (mm), Όπου, α: ο συντελεστής που δίνεται από την σχέση: (h: μέγιστο ύψος βροχής 24ώρου σε mm) 2. Giandotti: Q max 0, 277 t c P F Όπου, F: η επιφάνεια της λεκάνης απορροής (km 2 ) a h 3,27 t c : ο μέγιστος χρόνος συγκέντρωσης της απορροής (σε ώρες) 4 F 1,5 L t c 0, 8 Z P: ύψος βροχής σε χρόνο t c (mm) P h t c (mm) 24 Όπου, h: το μέγιστο ύψος βροχής 24ώρου (mm) σειράς Τ ετών Μέθοδος ιχνών απορροής Μετά την πάροδο μιας πλημμυρικής παροχής ή μιας παροχής με σημαντικό βάθος ροής, της οποίας το μέγεθος πρέπει να προσδιορισθεί, αναζητούνται στα πρανή της κοίτης ίχνη της στάθμης του νερού που απέρρευσε. Η αναζήτηση γίνεται σε ευθύγραμμα (κατά το δυνατό) τμήματα με ομοιόμορφη διατομή, σταθερή κλίση και τραχύτητα. Με τη βοήθεια των ιχνών, προσδιορίζεται το βάθος της ροής, άρα η διαβρεχόμενη επιφάνεια και η κλίση της στάθμης του νερού που απέρρευσε. Η μέση ταχύτητα ροής δίνεται από τον τύπο των Manning Strickler: u K R 2 3 Όπου, u: μέση ταχύτητα ροής (m/sec) R: υδραυλική ακτίνα (R=F/U), J F: εμβαδόν διαβρεχόμενης επιφάνειας, U: περιβρεχόμενη περίμετρος J: κλίση της κοίτης Κ: συντελεστής τραχύτητας Q F u 1 2 ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΦΕΡΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 24

25 Εντός των χειμαρρικών ρευμάτων, τα φερτά υλικά μεταφέρονται με δύο τρόπους, με ατομική μεταφορά, όπου τα υλικά κινούνται ανεξάρτητα μεταξύ τους και με μαζική μεταφορά, όπου τα υλικά κινούνται όλα μαζί ως λάβα. Η ατομική μεταφορά διακρίνεται σε τρεις κατηγορίες, την παραπυθμένια (τα φερτά υλικά κινούνται κοντά στον πυθμένα), την αιωρούμενη μεταφορά (τα φερτά υλικά κινούνται με αιώρηση στο νερό) και τη μεταφορά υλών με διάλυση (Στεφανίδης, 2004). Πριν την αναφορά του τρόπου υπολογισμού της στερεομεταφοράς, θα έπρεπε να δοθεί ο ορισμός της, ο οποίος εκφράζεται ως εξής (Κωτούλας, 2001): Στερεοπαροχή είναι η ποσότητα υλικών που μεταφέρεται στην μονάδα του χρόνου (m 3 /sec) από ορισμένη διατομή της κοίτης. Παρέχει την ένταση της στερεομεταφοράς για συγκεκριμένες συνθήκες ροής. Στερεοφορτίο ή στερεοποσότητα είναι η ποσότητα φερτών υλών (m 3 ), η οποία διέρχεται από συγκεκριμένη διατομή της κοίτης για ένα σχετικά μεγάλο χρονικό διάστημα (μήνας, εξάμηνο, έτος, κλπ.) Ο προσδιορισμός της στεροπαροχής στις ορεινές κοίτες γίνεται με τη βοήθεια εμπειρικών μεθόδων, οι οποίες επειδή στηρίζονται στην ένταση των χειμαρρικών φαινομένων παραγωγής υλικών που αναπτύσσονται στις ορεινές λεκάνες απορροής, υπολογίζουν την πραγματική στερεοπαροχή (Κωτούλας, 2001). Στη συνέχεια, δίνεται η εμπειρική εξίσωση υπολογισμού της στερεοπαροχής των Stiny και Herheulidze: G Y n Pn m 100 P Q Όπου, G: η στερεοπαροχή του χειμαρρικού ρεύματος (m 3 /sec) Q: η υδατοπαροχή του ρεύματος (m 3 /sec) P n : το επί % βάρος των στερεών υλικών για ορισμένη κλίση, (δίνεται από πίνακες παρακάτω) m: ο βαθμός χειμαρρικότητας της λεκάνης (δίνεται από πίνακες παρακάτω) n Υ n : το βάρος ενός κυβικού μέτρου των μεταφερόμενων στερεών υλικών, το οποίο ποικίλει ανάλογα με τη φύση των υλικών (t/m 3 ) Ο παράγοντας P n καθορίζεται με την βοήθεια του παρακάτω πίνακα: Πίνακας 2. Προσδιορισμός του παράγοντα P n ΜΕΣΗ ΚΛΙΣΗ ΛΕΚΑΝΗΣ (%) P n (%)

26 Ο παράγοντας Yn προσδιορίζεται από τη σύσταση των μεταφερόμενων υλικών (άμμος, χάλικες, κροκάλες, ογκόλιθοι κλπ.) και τη δομή τους (ασβεστόλιθος, γρανίτης, κλπ.) και κυμαίνεται μεταξύ 1,5 (άμμος) και 2,6 (κροκάλες γρανιτών). Ο βαθμός χειμαρρικότητας m της ορεινής λεκάνης απορροής δίνεται από τον ακόλουθο πίνακα με βάση τις κατηγορίες ορεινών λεκανών απορροής. Πίνακας 3. Προσδιορισμός βαθμού χειμαρρικότητας ΧΕΙΜΑΡΡΙΚΟΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΑΣ ΛΕΚΑΝΗΣ ΛΕΚΑΝΗΣ ΑΠΟ ΤΙΜΗ ΤΟΥ m ΕΩΣ ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ Ι Έντονη χειμαρρικότητα 1,00 1,50 1,30 ΙΙ Μέση χειμαρρικότητα 0,90 1,10 1,00 ΙΙΙ Μικρή χειμαρρικότητα 0,70 0,90 0,80 ΙV Ασήμαντη χειμαρρικότητα 0,50 0,70 0,60 ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΕΠΑΝΑΦΟΡΑΣ Σε πολλά υδρολογικά θέματα και ιδιαίτερα σε προβλήματα των πλημμυρών μεγάλη σημασία παρουσιάζει η ραγδαιότητα και μάλιστα η ένταση της βροχής, που μαζί με το ύψος και τη διάρκεια αυτής αποτελούν βασικά στοιχεία στη συσχέτιση βροχοπτώσεων και απορροής. Κατά την διαστασιολόγηση των έργων αντιπλημμυρικής προστασίας, ταμίευσης νερού, γεφυρών κλπ. Ο μελετητής θα πρέπει να εκτιμήσει το μέγεθος της αναμενόμενης υδατοπαροχής. Αυτό εξαρτάται από το ύψος βροχής ορισμένης διάρκειας. Σε αυτή την περίπτωση ο υδρολόγος πρέπει να λάβει υπόψιν τα μέγιστα ύψη βροχής, τα οποία σημειώνονται σε μικρά χρονικά διαστήματα στην περιοχή κατασκευής του έργου. Η μελέτη των ακραίων τιμών των μέγιστων βροχοπτώσεων ορισμένης διάρκειας (6ωρο, 12ωρο, 24ωρο) παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον επειδή η ποσότητα της βροχής που φτάνει στο έδαφος τις αντίστοιχες χρονικές περιόδους είναι πολύ μεγάλη. Οι βροχές αυτές δημιουργούν σημαντικές υδατοαπορροές και κατά συνέπεια αυξημένες στερεοπαροχές, με αποτέλεσμα τις καταστροφικές πλημμύρες με όλα τα επακόλουθα που αυτές συνεπάγονται για τον πεδινό χώρο. Για την μελέτη των ακραίων τιμών απαιτείται η στατιστική ανάλυση των συχνοτήτων των μέγιστων υψών βροχής στη διάρκεια μιας σειράς ετών (Στάθης και Στεφανίδης, 1996). Έστω, n ετήσια σειρά μέγιστων x i, i = 1 (1) N διατάσσεται κατά φθίνουσα σειρά μεγέθους. Δηλαδή, x 1 > x 2 > x 3 > > x N. Τότε η συχνότητα υπερβάσεως του μεγέθους x είναι: m P(X x) = N 26

27 Όπου, Ν είναι ο αριθμός των παρατηρήσεων, m είναι η σειρά του μεγέθους x στην φθίνουσα σειρά x 1, x 2, x 3 x N. Η εξίσωση αυτή εφαρμόζεται ικανοποιητικά στις λεγόμενες κλειστές σειρές στις οποίες δεν υπάρχει πιθανότητα να εμφανιστεί κάποιο μέγεθος έξω από τα όρια της μεταβλητής του δείγματος σε άλλο δείγμα ή στο μέλλον. Όμως, οι χρονοσειρές στην υδρολογία είναι συνήθως ανοιχτές. Για αυτό, η εκτίμηση της πιθανότητας υπερβάσεως γίνεται με την ακόλουθη εξίσωση: P(X x) = m N 1 Περίοδος επαναφοράς δοθέντος ετήσιου μεγέθους ενός φαινομένου είναι το μέσο χρονικό διάστημα Τ(έτη) μέσα στο οποίο το θεωρούμενο υδρολογικό φαινόμενο θα εμφανιστεί μια μόνο φορά με τιμή ίση ή μεγαλύτερη της δοθείσας. Αν η σειρά που εξετάζεται είναι σειρά ετήσιων μεγίστων η περίοδος επαναφοράς αναφέρεται στο μέγεθος του φαινομένου ως ετήσιο μέγιστο, πράγμα που δεν συμβαίνει αν η σειρά είναι μερική. Σύμφωνα με τον ορισμό προκειμένου για ανάλυση μέγιστων τιμών ενός φαινομένου: P(X x) = T 1 1 ή Τ = = P( X x) N 1 m Στην περίπτωση των σειρών ελάχιστων τιμών ενός φαινομένου ισχύει: P(X x) = T 1 ή Τ = 1 P( X x) ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΑΚΡΑΙΩΝ ΤΙΜΩΝ ΤΥΠΟΥ Ι (GUMBEL) Συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας: p(x) = exp x x exp x,, a > 0 Όπου, α είναι η παράμετρος κλίμακας και β η παράμετρος θέσεως. Τα σύμβολα + και είναι: (-) για μέγιστα και (+) για ελάχιστα. Με την αντικατάσταση: y x Τελικά έχουμε P(y) = exp (-exp (-y)) (μέγιστα) P(y) = 1 exp (-expy) (ελάχιστα) Η ένταση βροχής r T περιόδου επαναφοράς Τα υπολογίζεται σύμφωνα με τη μέθοδο του παράγοντα συχνότητας: r T r K T S X 27

28 Όπου r T το μέγιστο ύψος βροχής 6ώρου, 12ώρου, 24ώρου περιόδου επαναφοράς Τ, r η μέση τιμή των εμφανιζόμενων μέγιστων τιμών, S X η τυπική απόκλιση και Κ Τ παράγοντας συχνότητας που είναι συνάρτηση του Τ. Για μικρά σχετικά δείγματα (Ν < 100) ο παράγοντας συχνότητας υπολογίζεται ως εξής: K T T ln(ln y T 1 Όπου, y N και σ Ν (Μέσος Όρος και Τυπική απόκλιση της ανηγμένης μεταβλητής y) βρίσκονται από πίνακα με βάση τον αριθμό παρατηρήσεων του δείγματος. Τα όρια εμπιστοσύνης της Μέσης Τιμής δίνονται από τις εξισώσεις: X T,max = x T + S z1 a T 2 N X T,min = x T - S z1 a T 2 Όπου, z 1-α/2 = 1.96, η ανηγμένη μεταβλητή της κανονικής κατανομής, που αντιστοιχεί στο επιθυμητό όριο εμπιστοσύνης 1-α = 0.95 και S T η τυπική απόκλιση του X T που είναι ίση: S T 2 (1 bkt 1,10K T ) Όπου, b: 1,30 (για Ν μικρό) Κ Τ : ο παράγοντας συχνότητας που είναι συνάρτηση του Τα σ: τυπική απόκλιση του δείγματος Η ΜΕΘΟΔΟΣ SCS Στη χώρα μας στις περισσότερες των περιπτώσεων δεν γίνεται καταγραφή των απωλειών των βροχοπτώσεων με αποτέλεσμα να μην υπολογίζεται η συνολική απορροή. Το ίδιο πρόβλημα αντιμετωπίζουν και άλλες χώρες, διότι είναι πολύ δύσκολο να παρατηρούνται συνεχώς όλες οι λεκάνες απορροής. Για να λυθεί αυτό το πρόβλημα έχουν πραγματοποιηθεί πολλές προσπάθειες στη δημιουργία μοντέλων πρόβλεψης των απωλειών μιας βροχόπτωσης. Η υπηρεσία Soil Conservation Service των Η.Π.Α. χρησιμοποίησε τρεις μεταβλητές, το ύψος βροχής, την αρχική κατάσταση υγρασίας εδάφους και το υδρολογικό σύμπλοκο εδάφους καλύμματος. Ουσιαστικά, η SCS περιγράφει τη σχέση όγκου βροχής απορροής με την παρακάτω μορφή (Τσακίρης 1995): 2 ( P I ) Q, για P > 1 ( P I ) S 28

29 Όπου, Q: όγκος απορροής P: όγκος της βροχόπτωσης Ι: αρχική συγκράτηση υγρασίας (Ι = 0,2S) S: η μέγιστη ικανότητα συγκράτησης υγρασίας του εδάφους ή αποθηκευτικότητα και για την ισοδύναμη απορροϊκή βροχόπτωση (Pe): Q απορροϊκός όγκος Pe ισοδύναμη απορροϊκή βροχή: ( P 0,2S) Pe P 0,8S Εφόσον δεν υπάρχει μέτρηση της απορροής χρησιμοποιείται η παρακάτω εμπειρική εξίσωση που συνδέσει την παράμετρο S με μια άλλη παράμετρο, την CN (runoff curve number): 100 S CN Με βάση τις συνθήκες του εδάφους και τις χρήσεις γης στην λεκάνη απορροής όπως επίσης και τις συνθήκες εργασίας των προηγούμενων πέντε ημερών, καθορίζεται η παράμετρος CN, η οποία παίρνει τιμές από Διακρίνονται τρεις κατηγορίες εδαφικής υγρασίας με βάση το συνολικό ύψος των προηγούμενων πέντε ημερών. Πίνακας 4. Κατηγορίες εδαφικής Υγρασίας Συνολικό ύψος βροχής των προηγούμενων πέντε Κατηγορία ημερών (mm) Χειμερινή περίοδος Περίοδος Βλάστησης Ι < 13 < 35 ΙΙ ΙΙΙ > 28 > 53 2 Επίσης, οι κατηγορίες εδαφών από υδρολογική άποψη είναι: Κατηγορία Α: Εδάφη με υψηλή βασική διηθητικότητα και υψηλή διαπερατότητα. Συνήθως αμμώδη ή χαλικώδη εδάφη. Κατηγορία Β: Εδάφη με μέτρια βασική διηθητικότητα και διαπερατότητα που αποτελούνται από μέσης μέχρι ελαφριάς σύστασης εδάφη. Κατηγορία C: Εδάφη με μικρή βασική διηθητικότητα και διαπερατότητα. Περιλαμβάνουν εδάφη μέσης μέχρι βαριάς σύστασης. Κατηγορία D: Εδάφη με πολύ μικρή βασική διηθητικότητα και διαπερατότητα. Περιλαμβάνουν κυρίως αργιλώδη εδάφη, εδάφη με υψηλή στάθμη υπόγειου νερού ή με αδιαπέραστο στρώμα. 29

30 Πίνακας 5. Κατηγοριοποίηση του αριθμού CN Καλλιεργήσιμες Εκτάσεις -Χωρίς έργα συντήρησης -Με έργα συντήρησης Ορεινοί Βοσκότοποι - Καλή κατάσταση - Κακή κατάσταση Χρήση Γης Υδρολογικός Τύπος Εδάφους Α Β C D Λιβαδικές Εκτάσεις Δασικές Εκτάσεις - Αραιή συστάδα - Πυκνή συστάδα Ελεύθερες Εκτάσεις, Γήππεδα γκολφ, πάρκα -Καλή κατάσταση, κάλυψη με γρασίδι στο 75% της έκτασης - Μέτρια κατάσταση, κάλυψη με γρασίδι στο 50% Εμπορικές Περιοχές (85% αδιαπέραστες) Βιομηχανικές Περιοχές (72% αδιαπέραστες) Οικιστικές Περιοχές Μέσο μέγεθος οικοπέδου Ποσοστό Αδιαπέρατης επιφάνειας < Χώροι Πάρκινγκ, στέγες κλπ Δρόμοι - με οδόστρωμα και αγωγούς ομβρίους - χαλικόστρωτοι - χωματόδρομοι Αστικές Συνθήκες - Γυμνό έδαφος - Κήποι, θάμνοι - Μεγάλη κάλυψη με πράσινο (75% της διαπερατής περιοχής) - Μέτρια κάλυψη με πράσινο (50-70% της διαπερατής περιοχής) - Μικρή κάλυψη με πράσινο (<50% της διαπερατής περιοχής) - Άλση (Πηγή: Wanielista and Yousef, 1993)

31 ΥΔΡΟΓΡΑΦΗΜΑ Κατά την σύνταξη των υδρολογικών μελετών είναι αναγκαίο να γνωρίζουμε ή και να προβλέπουμε την διακύμανση της απορροής ανά ορισμένα χρονικά διαστήματα. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με την παρακολούθηση των παροχών που διακινούνται εντός των ρευμάτων ιδίως κατά την διάρκεια των καταιγίδων. Η καμπύλη που εκφράζει τη μεταβολή των παροχών σε σχέση με τον χρόνο, δηλαδή τη σχέση Q = f(t) σε συγκεκριμένη διατομή της κοίτης ή τεχνητού ρεύματος για ορισμένο χρονικό διάστημα αποτελεί το υδρογράφημα. Ως στιγμιαίο, μοναδιαίο υδρογράφημα χαρακτηρίζεται εκείνο το υδρογράφημα της άμεσης απορροής, το οποίο προκύπτει όταν στη λεκάνη απορροής εκδηλωθεί έντονη καταιγίδα με απορροική βροχή ίση με τη μονάδα (1cm). Το υδρογράφημα αυτό θα παρουσιάζει μία αιχμή και ορισμένη διάρκεια ίση με τον χρόνο συγκέντρωσης ή μέγιστης διαδρομής της λεκάνης, αφού το νερό χρειάζεται πάντοτε κάποιο χρόνο για να απορρεύσει από τα απώτατα σημεία της λεκάνης μέχρι την έξοδό της (Στεφανίδης, 2004). Ο μέγιστος χρόνος συγκέντρωσης της απορροής προσδιορίζεται από τον τύπο του Giandotti: t c 4 F 1,5 L 0,8 H h Όπου, t c : ο χρόνος συγκέντρωσης ή συρροής (σε ώρες) F: επιφάνεια (σε οριζόντια προβολή) της λεκάνης απορροής (Km 2 ) L: μήκος κεντρικής κοίτης (km) Η: μέσο υψόμετρο λεκάνης απορροής (m) h: ελάχιστο υψόμετρο (m) Οι αρχές στις οποίες στηρίζεται η μέθοδος του μοναδιαίου υδρογραφήματος είναι οι ακόλουθες: i. Αρχή της Αναλογίας: Σύμφωνα με την αρχή αυτή, δυο βροχές με περίσσευμα βροχόπτωσης της ίδιας διάρκειας, αλλά με διαφορετικές εντάσεις περισσεύματος βροχόπτωσης, δημιουργούν υδρογραφήματα άμεσης απορροής με την ίδια χρονική βάση αλλά με ταταγμένες σε κάθε χρονική στιγμή που έχουν λόγο μεταξύ τους ίσο με τον λόγο των εντάσεων. ii. Αρχή της Επαλληλίας: 31

32 Σύμφωνα με την αρχή της επαλληλίας, το συνολικό ΥΑΑ που προκύπτει από επιμέρους βροχοπτώσεις είναι το υδρογράφημα με τεταγμένες το άθροισμα των τεταγμένων των ΥΑΑ των επιμέρους βροχοπτώσεων. Πρέπει να σημειωθεί ότι το υδρογράφημα επηρεάζεται άμεσα, έκτος από την ένταση της βροχής και από την χωρική κατανομή και διεύθυνση της βροχής. Σχήμα 5. Το υδρογράφημα επηρεάζεται από την χωρική κατανομή και διεύθυνση της βροχής (Πηγή: Δ. Λέκκας 2005) ΣΥΝΘΕΤΙΚΟ ΜΟΝΑΔΙΑΙΟ ΥΔΡΟΓΡΑΦΗΜΑ Ο προσδιορισμός του μοναδιαίου υδρογραφήματος προϋποθέτει την ύπαρξη μετρήσεων των κατακρημνισμάτων και της απορροής. Τέτοιες μετρήσεις όμως, δεν υπάρχουν πάντοτε. Για αυτό δημιουργείται η ανάγκη να αναπτυχθούν μέθοδοι προσδιορισμού του μοναδιαίου υδρογραφήματος, με την βοήθεια άλλων στοιχείων και ιδίως των γεωμετρικών στοιχείων της λεκάνης απορροής. Έτσι κατασκευάζονται τα συνθετικά μοναδιαία υδρογραφήματα (Στεφανίδης, 2004). Συνθετικό Μοναδιαίο Υδρογράφημα της SCS Η μέθοδος αυτή αναπτύχθηκε και χρησιμοποιείται από το Αμερικανικό Υπουργείο Γεωργίας (Soil Conservation Service). Σύμφωνα με αυτή την μέθοδο μπορούμε να κατασκευάσουμε το συνθετικό υδρογράφημα απορροϊκής βροχόπτωσης ίσης με την μονάδα (1cm), οποιασδήποτε διάρκειας. Για τον προσδιορισμό του υδρογραφήματος χρησιμοποιούνται οι παρακάτω τύποι: Q s 2, 08 Όπου, Q s : η απορροής αιχμής του μοναδιαίου υδρογραφήματος (m 3 /sec) F E : το εμβαδόν της λεκάνης απορροής (km 2 ) h N : το απορροϊκό ύψος βροχής (1 cm) t A : ο χρόνος ανόδου σε ώρες F E t h A N 32

33 t A t N 2 t L Όπου, t N η διάρκεια της μοναδιαίας βροχόπτωσης (ώρες) t L ο χρόνος υστέρησης ή επιβράδυνσης στη λεκάνη απορροής, δηλαδή η χρονική διαφορά μεταξύ του κέντρου βάρους των κατακρημνισμάτων και της αιχμής της απορροής (ώρες). t L C L L 0, 3 1 Ca Όπου, C 1 : συντελεστής 1,49 L: μήκος κεντρικής κοίτης (km) L Ca : απόσταση από το στόμιο της λεκάνης μέχρι το σημείο της κεντρικής κοίτης που αντιστοιχεί στο κέντρο βάρος της λεκάνης απορροής (km). Από τον υπολογισμό των Q S και t A και με τη βοήθεια του αδιάστατου μοναδιαίου υδρογραφήματος της SCS μπορεί να κατασκευαστεί το συνθετικό μοναδιαίο υδρογράφημα απορροϊκής βροχόπτωσης διάρκειας μίας ώρας. 1,2 ΑΔΙΑΣΤΑΤΗ ΠΑΡΟΧΗ (Qd) 1 0,8 0,6 0,4 0, ΑΔΙΑΣΤΑΤΟΣ ΧΡΟΝΟΣ (t d ) Σχήμα 6. Αδιάστατο μοναδιαίο υδρογράφημα της SCS Πίνακας 6. Αδιάστατες τιμές t d Q d t d Q d 0 0 1,4 0,75 0,1 0,015 1,5 0,66 0,2 0,075 1,6 0,56 0,3 0,16 1,8 0,42 0,4 0,28 2 0,32 0,5 0,43 2,2 0,24 33

34 0,6 0,6 2,4 0,18 0,7 0,77 2,6 0,13 0,8 0,89 2,8 0,098 0,9 0,97 3 0, ,5 0,036 1,1 0,98 4 0,018 1,2 0,92 4,5 0,009 1,3 0,84 5 0, ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΕΙΣΑΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΗΘΕΙΣΑ ΕΡΕΥΝΑ ΣΕ ΕΛΛΑΔΑ ΚΑΙ ΑΛΛΕΣ ΧΩΡΕΣ Τα πλημμυρικά φαινόμενα συμβαίνουν πολύ συχνά, σχεδόν σε όλες τις χώρες του κόσμου, δημιουργώντας σοβαρά προβλήματα σε κατοικημένες περιοχές, σε καλλιεργήσιμες εκτάσεις, σε υποδομές με τεράστιο οικονομικό κόστος και πολλές φορές με ανθρώπινες απώλειες. Η άμεση ανάγκη αντιμετώπισης αυτού του σοβαρού προβλήματος έχει κινήσει πολλούς ερευνητές στην ανάλυση του φαινομένου για την εξεύρεση λύσεων τόσο σε επίπεδο πρόληψης, όσο και σε επίπεδο αντιμετώπισης των πλημμυρικών φαινομένων. Έχουν πραγματοποιηθεί μέχρι σήμερα πολλές ερευνητικές προσπάθειες, προς αυτή την κατεύθυνση, αναλύοντας έντονα πλημμυρικά φαινόμενα με σκοπό τα αποτελέσματά αυτών να συμβάλλουν στην γενικότερη κατανόηση των μηχανισμών που τα γεννούν, ενώ προτείνονται μέτρα πρόληψης και αντιμετώπισης. Κάποιες από τις κυριότερες ερευνητικές εργασίες που έχουν διεξαχθεί στο παρελθόν παρατίθενται παρακάτω. Ο ερευνητής Fuller C.I. το 2008 μελέτησε το πλημμυρικό γεγονός που συνέβη στον ποταμό Manawatu (Ν. Ζηλανδία), επισημαίνοντας ότι στα σημεία της πεδινής κοίτης, όπου το νερό έρρεε συγκεντρωμένο δημιούργησε σοβαρές καταστροφές, ενώ στα σημεία που η κοίτη χωριζόταν σε περισσότερα ρέματα με ακανόνιστη ροή, η καταστροφές ήταν πιο περιορισμένες. Το συμπέρασμα, στο οποίο κατέληξε με την ολοκλήρωση της έρευνας είναι ότι όταν το νερό ρέει συγκεντρωμένα, πολλαπλασιάζει την δύναμή του, προσβάλλοντας την πεδινή κοίτη, με αποτέλεσμα τη δημιουργία νέων διαδρομών του νερού μέσα από κατοικημένες περιοχές. Οι Guttierrez F. et al. (1998) μελέτησαν μία από τις καταστροφικότερες πλημμύρες της Ισπανίας (περιοχή Aras Basin) με 87 νεκρούς. Σημειώνουν ότι οι παράγοντες πλημμυρογένεσης ήταν η έντονη βροχόπτωση, το έντονο ανάγλυφο, το από μέρες κορεσμένο με νερό έδαφος και η καταστροφή 30 φραγμάτων, τα οποία προσέθεσαν τεράστιο όγκο φερτών υλικών. Επίσης χωρίζουν το γεγονός σε δύο φάσεις. Στην πρώτη φάση, όπου σημειώνεται το μέγιστο της απορροής, μεγάλοι βράχοι έφραξαν τις κοίτες, στη δεύτερη φάση, λόγω της φραγής των κοιτών το νερό πήρε άλλες διαδρομές, προκαλώντας τεράστιες καταστροφές. 34

35 Το 2005, οι Arnaud-Fassetta G. et al. μελέτησαν τις επιπτώσεις και τους κινδύνους που υπάρχουν για τις υποδομές και τις κατασκευές από την πλημμύρα του 2000 στην περιοχή των Νότων Γαλλικών Άλπεων. Χρησιμοποίησαν στοιχεία από δύο πλημμυρικά γεγονότα, του 2000 και του Συμπέραναν ότι στις περιοχές που είχαν γίνει έργα μετά την πλημμύρα του 1957, παρόλη την μηδαμινή συντήρησή τους, είχαν σχετική αποτελεσματικότητα, σε σύγκριση με τις περιοχές χωρίς έργα. Σημειώνουν επίσης ότι σε δασικά περιβάλλοντα χρειάζεται να διατηρούνται οι φυσικές κοίτες των ρεμάτων καθαρές και χωρίς καταπατήσεις, για να μπορεί το νερό να ρέει ελεύθερα. Οι Wittenberg L. et al. το 2007 προχώρησαν σε σύγκριση δύο υδρολογικών περιόδων, και Κατέγραψαν ξεκάθαρες διαφορές μεταξύ των δύο αυτών περιόδων. Σοβαρές πλημμύρες και μέγιστες ποσότητες απορροής είναι σημαντικά υψηλότερες στη δεύτερη περίοδο, όπως επίσης και περισσότερες χρονιές με ξηρασία. Σημειώνουν, όπως και άλλοι ερευνητές στη Μεσόγειο (Κρήτη, Ισπανία), ότι η ετήσια βροχόπτωση δεν έχει αλλάξει, ενώ η περίοδος βροχών έχει μειωθεί σημαντικά, πράγμα που το αποδίδουν στην παγκόσμια υπερθέρμανση του πλανήτη. Οι Villarini G. et al. (2010) αναλύουν το σύστημα Flash Flood Guidance System (FFGS) με σκοπό να εντοπίσουν τις αβεβαιότητες σε σχέση με την πρόγνωση πλημμυρών. Το FFGS χρησιμοποιείται από το National Weather Service (NWS) στις Η.Π.Α. για την έκδοση προειδοποίησης πλημμύρας. Έχει δύο συστατικά το Flash Flood Guidance (FFG), το οποίο χρησιμοποιεί υδρολογικά και μορφομετρικά στοιχεία για τον υπολογισμό της μέγιστης απορροής, πάνω από την οποία προκαλείται πλημμύρα και το Next Generation Radar (NEXRAD), με το οποίο υπολογίζεται η αναμενόμενη βροχόπτωση και η αναμενόμενη απορροή. Έκδοση προειδοποίησης γίνεται όταν η μέγιστη απορροή που υπολογίζεται από το NEXRAD είναι μεγαλύτερη από αυτήν του FFG. Το 2008, οι Srinivas V.V. et al. χρησιμοποιώντας την μέθοδο Self organizing Feature Map (SOFM) προσπάθησαν να βρουν φυσικές ομάδες από λεκάνες απορροής με ομογενή υδρολογική συμπεριφορά, με σκοπό την επινόηση εφαρμογών για τον υδρολογικό σχεδιασμό και την διαχείριση των υδάτινων συστημάτων. Ο Magilligan F. (1992) συσχετίζει το μέγεθος και τη συχνότητα ενός πλημμυρικού γεγονότος με την οριακή δύναμη του ρέματος και εξηγεί γιατί γεγονότα με παρόμοια ένταση δίνουν διαφορετικά πλημμυρικά αποτελέσματα. Επισημαίνει ότι αποσταθεροποίηση ενός υδατικού συστήματος συμβαίνει όταν οι δυνάμεις που εισέρχονται στο σύστημα υπερβαίνουν την αντίσταση της λεκάνης απορροής και των ρεμάτων. Οι δυνάμεις αντίστασης ελέγχονται από το πέτρωμα, το είδος των φερτών υλικών, τον τύπο του εδάφους και τη βλάστηση. Επίσης, αναφέρει ότι η δραστικότητα των γεωμορφικών γεγονότων στην διαμόρφωση του ανάγλυφου είναι τόσο στενά 35

36 δεμένη με την αντοχή και τη δύναμη των ρεμάτων, έτσι ώστε να ελέγχεται από την ένταση της πλημμύρας, την μορφολογία του υδρογραφικού δικτύου και την κλίση των ρεμάτων. Στην Ισπανία, στην περιοχή της Valencia, oι Camarasa B.A. και F.S. Beltran ερεύνησαν το 2001 πλημμυρικά φαινόμενα σε μεσογειακού τύπου χείμαρρους, δηλαδή χείμαρρους με παροχή τους χειμερινούς μήνες και χωρίς παροχές τον υπόλοιπο χρόνο. Χρησιμοποίησαν βροχομετρικά δεδομένα από δύο πηγές, από το 1959 έως το 1984 και από το Automatic Hydrological Information System, το οποίο δημιουργήθηκε το 1988 και προσφέρει πληροφορίες κάθε πέντε λεπτά για το ύψος της βροχής και την παροχή των ρεμάτων. Βρήκαν ότι η απορροή επηρεάζεται από τα χαρακτηριστικά της λεκάνης απορροής. Επίσης, η ένταση και η ποσότητα της βροχής επηρεάζεται από το ανάγλυφο της περιοχής. Η ένταση της βροχής φαίνεται ότι είναι ο παράγοντας εκείνος, που προκαλεί πλημμύρες σε μικρές λεκάνες απορροής. Σε μεγάλες λεκάνες απορροής αυτός ο παράγοντας δεν μπορεί να ελεγχθεί. Επίσης, αναφέρουν ότι παράγοντες όπως ο συγχρονισμός παραγόντων, η τροχιά της καταιγίδας και οι απώλειες νερού, μέσω του εδάφους και της βλάστησης είναι κρίσιμη στη γέννηση της πλημμύρας. Τέλος, αναφέρουν ότι η ανάλυση της χωρικής διαφορετικότητας της υδρολογικής συμπεριφοράς, απαιτεί ένα πυκνό δίκτυο μετρήσεων της βροχής και της απορροής, με σκοπό την καλύτερη αξιολόγηση του μηχανισμού δημιουργίας πλημμυρικών φαινομένων. Οι Lenzi M. και L. Marchi (2000), ερεύνησαν επτά πλημμυρικά γεγονότα μεταξύ σε ένα μικρό χειμαρρικό ρεύμα στην περιοχή Dolomites (Βορειοανατολική Ιταλία). Μέτρησαν την ποσότητα των φερτών υλικών και συμπέραναν ότι η αιωρομεταφορά αποτελεί σημαντικό ποσοστό της ολικής στερεομεταφοράς και ανέδειξαν την ύπαρξη πολυπλοκότητας στη σχέση παροχή αιωρομεταφορά. Η ευαισθησία των χειμάρρων στην αστικοποίηση έχει ελαττωθεί από την εκτεταμένη κατασκευή τεχνικών έργων για τη βελτίωση της διαχείρισης του νερού αναφέρουν οι Baoshan Cui et al. (2009). Παρόλα αυτά, η πρόκληση είναι ότι οι παραδοσιακές μηχανικές εφαρμογές σε μεμονωμένα κομμάτια ενός ποταμού μπορεί να διαταράξουν την υδρολογική συνέχεια και να διακόψουν την φυσική κατάσταση των οικοσυστημάτων. Η έρευνά τους επικεντρώθηκε στη λεκάνη απορροής του ποταμού Xiaopinghe στην Κίνα, στην οποία ανέπτυξαν ένα σύστημα υδρογραφικού δικτύου με σκοπό να μετριάσουν τους κινδύνους πλημμύρας ξηρασίας, διατηρώντας τη φυσική κατάσταση του υδρογραφικού δικτύου, όσο το δυνατόν περισσότερο. Στην πράξη υπολόγισαν τη μέγιστη παροχή σε δύο περιόδους, χαμηλής και υψηλής στάθμης, την παροχετευτικότητα των κυρίως χειμάρρων, εφάρμοσαν την μέθοδο της συντομότερης διαδρομής των κοιτών και αξιολόγησαν τον τρόπο σύνδεσης των χειμάρρων. Μετά την εφαρμογή του σχεδίου 36

37 μας αναφέρουν ότι ενισχύθηκε η συνδεσιμότητα επικοινωνία των χειμάρρων, σημειώνοντας καλύτερη ροή του νερού και μειώθηκε ο κίνδυνος πλημμυρών την περίοδο των υψηλών υδάτων. Ο Costa J., (1987) μέτρησε τα υδρογραφικά και γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά σε δώδεκα λεκάνες απορροής, όπου συνέβησαν έντονα πλημμυρικά φαινόμενα στις Η.Π.Α. Χρησιμοποίησε τη μέθοδο του Manning (Slope - Area Method) για να υπολογίσει την απορροή. Αυτές τις λεκάνες απορροής, τις χαρακτήρισε ως μικρές, από 0, km 2. Με βάση τα αποτελέσματα αναφέρει ότι η δύναμη μιας πλημμύρας ελέγχεται από το βάθος ροής του νερού και την κλίση της κοίτης και όχι μόνο από την ποσότητα του νερού. Επίσης, συμπεραίνει ότι η αιχμή των πλημμυρικών υδάτων δημιουργείται από τον συνδυασμό της μορφολογίας, της φυσιογραφίας των λεκανών απορροής και της έντασης της καταιγίδας. Οι Jothityangkoon Ch. και M. Sivapalan (2003), χρησιμοποίησαν ένα μοντέλο βροχόπτωσηςαπορροής (Probable Maximum Precipitation Probable Maximum Flood), για να ερευνήσουν πιθανές αλλαγές στη διαδικασία απορροής μετά από μέγιστης έντασης βροχόπτωση. Μετά την εφαρμογή του μοντέλου σε λεκάνη απορροής της Δυτικής Αυστραλίας τα αποτελέσματα έδειξαν ότι: όταν κινούμαστε από μία συνηθισμένη πλημμύρα προς την πιθανή μέγιστη πλημμύρα, τότε η διαδικασία δημιουργίας απορροής αλλάζει, με σημαντικό βαθμό αύξησης του κορεσμού του εδάφους, ενώ η κυρίαρχη εντός της κοίτης απορροή αλλάζει με υπερχείλιση της κοίτης. Επίσης, η έρευνα έδειξε ότι η βλάστηση και η κατάκλιση της πεδινής διαδρομής της κοίτης με νερό μπορεί να μειώσει το μέγεθος της πλημμύρας. Το 1992 ο ερευνητής Wharton G. πραγματοποίησε μίας μικρής κλίμακας σύγκριση των μεθόδων υπολογισμού πλημμυρικών αιχμών. Στη συνέχεια παρουσίασε τη μέθοδο υπολογισμού πλημμυρικών αιχμών με τη μέτρηση των γεωμετρικών διαστάσεων των ρεμάτων (Channel Geometry Method). Αναφέρει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της μεθόδου και εν συνεχεία, δίνει οδηγίες για την χρησιμοποίηση της μεθόδου εφαρμόζοντάς την σε λεκάνες απορροής της Μεγάλης Βρετανίας. Μετά από έρευνα στην περιοχή Ebro Basin (Ισπανία), οι López-Tarazón J.A. et al. (2010) συμπέραναν ότι η στερεομεταφορά έχει ισχυρή σχέση με τη συνολική βροχόπτωση, τη διάρκεια του φαινομένου και τη βροχόπτωση των προηγούμενων ημερών. Επίσης, η στερεομεταφορά επηρεάζεται από τη διαθεσιμότητα φερτών υλικών στη λεκάνη απορροής και τη συσσώρευση φερτών υλικών μέσα στις κοίτες των ρεμάτων. Οι Braud I. et al. (2010) ανέλυσαν το πλημμυρικό γεγονός που συνέβη στις 8-9 Σεπτεμβρίου 2002 στη Νότια Γαλλία (Gard region), χρησιμοποιώντας 18 λεκάνες απορροής από 2,5-99 km 2. Χρησιμοποίησαν τα υδρολογικά μοντέλα CVN και MARINE, με σκοπό να αναλύσουν την υδρολογική αντίδραση των λεκανών απορροής και του υδρογραφικού δικτύου σε περίπτωση 37

38 ακραίων φαινομένων (βροχόπτωσης), όπως στις 8-9/9/2002. Καταλήγουν ότι κυρίαρχος παράγοντας στη διαμόρφωση της δυναμικότητας της πλημμύρας είναι η διάρκεια του φαινομένου και η συνολική βροχόπτωση. Επίσης, έδωσαν ιδιαίτερη σημασία στα χαρακτηριστικά του εδάφους (υγρασία, πορώδες, απορροφητικότητα, βάθος εδάφους), στα οποία απέδωσαν σημαντικό ρόλο, στη διαμόρφωση της πλημμύρας. Στην περιοχή των Ισπανικών Πυρηναίων οι García-Ruiz J. et al. (2010), μελέτησαν τις επιπτώσεις από την εγκατάλειψη της γεωργίας και της κτηνοτροφίας. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι με την εγκατάλειψη των παραπάνω εργασιών υπάρχει σοβαρή φυσική αναθάμνωση και αναδάσωση των περιοχών. Αποτέλεσμα αυτής της επανεγκατάστασης της βλάστησης είναι η μείωση της επιφανειακής απορροής, της δημιουργίας και μεταφοράς φερτών υλικών, μείωση ή εξομάλυνση των πλημμυρών, η μείωση της διάβρωσης και της υποβάθμισης των εδαφών. Πάντως, σημειώνουν ότι η βλάστηση δεν επηρεάζει σημαντικά την αντιμετώπιση των πολύ έντονων φαινομένων. Οι Camarasa Belmonte A. et al. (2010) έχουν επιλέξει δύο αντιπροσωπευτικές λεκάνες απορροής για το μεσογειακό κλίμα (χωρίς ροή νερού τους ξηρούς μήνες ξαφνικές πλημμύρες το χειμώνα), των οποίων οι κοίτες εκβάλουν στην Valencia. Χρησιμοποιώντας μία μέθοδο χαρτογράφησης κατατάσσουν τις περιοχές της πόλης σε υψηλού ή χαμηλού κινδύνου για πλημμυρικό γεγονός. Χρησιμοποιούν ως δεδομένα τη χρήση της γης, τις δραστηριότητες των ανθρώπων, ανάλογα με την ώρα της μέρας, μορφολογικά και υδρολογικά δεδομένα. Οι Robison T. και J. Barry, 2001 μελέτησαν τους χείμαρρους της περιοχής της Ανατολικής Cascade στις Η.Π.Α. πριν και μετά τις πλημμύρες του χειμώνα Υπολόγισαν υδρογραφικά και άλλα χαρακτηριστικά. Συμπέραναν ότι ο τρόπος αντίδρασης αυτού του συστήματος των χειμάρρων επηρεάστηκε από το μήκος των ρεμάτων, το σχήμα της κοιλάδας, τη γεωκλιματική διαμόρφωση και τα χαρακτηριστικά της περιοχής. Επισημαίνουν ότι σημαντικοί παράγοντες για τη σταθερότητα των χειμάρρων είναι η διατήρηση της σύστασης των μεγάλων διαστάσεων ξύλινων φερτών υλικών και της παρόχθιας βλάστησης (Large Woody Debris). Επίσης σημαντική είναι η διαδικασία αναζωογόνησης αποκατάστασης του LWD και η φυσική λειτουργία της κοίτης αναμετακίνησης και των διαστάσεών της. Τη σημαντικότητα ύπαρξης του LWD, αλλά και τους τρόπους διατήρησης και λειτουργίας του εξέτασε και οι Larson M. (2000), το Connecticut Department of Environmental Protection, όπως και οι ερευνητές Fischenich C. και J. Morrow (2000). Το 2010, οι Koutroulis A. και I. Tsanis μελέτησαν το πλημμυρικό γεγονός, που συνέβη στην Κρήτη στην περιοχή Γιόφυρος, στις Ιανουαρίου Υπολόγισαν την αιχμή και την μέγιστη παροχή, το υδρογράφημα και την συνολική ποσότητα απορροής, χρησιμοποιώντας έναν αριθμό από μη πλημμυρικά γεγονότα που οφείλονταν, όμως, σε καταιγίδες σε περιοχές όπου 38

39 υπάρχουν αναλυτικές μετρήσεις των κατακρημνισμάτων και υδρογραφημάτων με σκοπό την βαθμονόμηση και την επιβεβαίωση της πλημμυρικής παροχής στη λεκάνη απορροής που εξετάζουν. Οι Στεφανίδης Π. και Δ. Στάθης (1996) στην εργασία τους για τον Γαλλικό ποταμό μελέτησαν το χειμαρρικό του περιβάλλον, την απορροή και τη στερεομεταφορική του ικανότητα και τέλος, υπολόγισαν τη μέγιστη παροχή του χειμαρροπόταμου. Συμπέραναν ότι η υδατοπαροχή του ποταμού έχει σημαντικές αυξομειώσεις, ενώ η στερεοπαροχή είναι ιδιαίτερα σημαντική. Επιπλέον, σε άλλη μελέτη τους (2000), στην περιοχή του Δήμου Ρίου του Ν. Αχαΐας ερεύνησαν τη σημασία των ορεινών υδρονομικών έργων στην ορθολογική διαχείριση των λεκανών απορροής. Στα συμπεράσματά τους αναφέρουν ότι οι χείμαρροι της περιοχής παρουσιάζουν έντονη χειμαρρικότητα και ότι με τα μέχρι σήμερα φυτοτεχνικά και τεχνικά έργα έχει εξασφαλιστεί σημαντική προστασία για την περιοχή. Το 2000 ο Στάθης Δ. με αφορμή τις πλημμύρες των χειμάρρων της περιοχής Ανατολικής Όσσας του Ν. Λάρισας ανέλυσε τα αίτια και πρότεινε τα αναγκαία μέτρα για την αντιπλημμυρική προστασία της περιοχής. Στα συμπεράσματά του ανέφερε ότι αιτίες της πλημμύρας ήταν η πολύ έντονη βροχόπτωση και οι ανθρωπογενείς επιδράσεις στις πεδινές κοίτες των χειμάρρων. Οι Στάθης Δ. και άλλοι το 1998, ερεύνησαν τους χειμάρρους της περιοχής Στυλίδας του Ν. Φθιώτιδας μετά από έντονο πλημμυρικό γεγονός στις 23/11/1998. Άιτια της πλημμύρας ήταν η απουσία βλάστησης στην λεκάνη απορροής και η εξαφάνιση της πεδινής κοίτης, η οποία περνάει μέσα από την Στυλίδα. Επίσης, αναφέρουν ότι φράγματα που έγιναν, λειτούργησαν ικανοποιητικά συγκρατώντας σημαντικές ποσότητες φερτών υλικών. Σε έρευνα των Στεφανίδης Π. και άλλοι (1998) μελετήθηκε το χειμαρρικό περιβάλλον του χειμάρρου Σκλήθρου Φλώρινας. Εξετάστηκαν οι παράγοντες πλημμυρογέννεσης στην περιοχή και προτάθηκαν μέτρα για την αντιμετώπιση των πλημμυρικών φαινομένων. Επιπλέον, αναφέρουν ότι παρά τη σημαντική δασοκάλυψη της λεκάνης απορροής, αυτή δεν αρκεί για να αντιμετωπίσει τα εντατικά φαινόμενα. Τέλος, επισημαίνουν ότι σημαντικός παράγοντας πλημμυρογέννεσης είναι οι ανθρωπογενείς επεμβάσεις στις κοίτες των χειμάρρων της περιοχής. Οι Γούλας Κ. και άλλοι (2003) διερεύνησαν τα φυτοτεχνικά έργα στη λεκάνη απορροής του χειμαρρικού ρεύματος Μετσοβίτικος Μετσόβου, τα οποία άρχισαν να κατασκευάζονται το Στα αποτελέσματά τους αναφέρουν ότι επιτεύχθηκε σε ικανοποιητικό βαθμό η βελτίωση και αποκατάσταση του φυσικού περιβάλλοντος της περιοχής και, κατά το δυνατό, ο έλεγχος των συνθηκών χειμαρρικότητάς του. Το 2004, ο Στάθης Δ. ανέλυσε το χειμαρρικό πρόβλημα του Ν. Τρικάλων. Προσδιόρισε τους βασικούς παράγοντες χειμαρρικότητας και εντόπισε ότι βασικό πρόβλημα αποτελούν οι ραγδαίες 39

40 βροχοπτώσεις στην περιοχή και η μεταφορά μεγάλης ποσότητας φερτών υλικών. Με βάση αυτά τα συμπεράσματα, πρότεινε μία σειρά μέτρων για την αποτροπή δημιουργίας και μεταφοράς φερτών υλικών. Οι Γούλας Κ. και Δ. Στάθης, (2005) διερεύνησαν την επίδραση της βλάστησης στη λειτουργικότητα των διατομών, στην πεδινή διαδρομή των ρευμάτων, με εφαρμογή στην περιοχή των Σερρών στον χείμαρρο Αγ. Αναργύρων. Ανέφεραν ότι διατομές χειμάρρων με βλάστηση έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της παροχετευτικότητας από 18-55%, ενώ αυξάνεται το ύψος της στάθμης των υδάτων κατά εκ., με συνέπεια πολλές φορές να γίνεται υπερχείλιση του χειμάρρου. Αναφέρουν, τέλος, ότι μία απομάκρυνση της υφιστάμενης βλάστησης θα αύξανε ως ένα βαθμό, την παροχετευτικότητα του χειμάρρου, χωρίς όμως, να λύνει οριστικά το πρόβλημα, αφού ο χείμαρρος έχει υποστεί σοβαρές ανθρωπογενείς επιδράσεις. Οι Koutroulis A. et al. (2010) μελέτησαν την περιοδικότητα των πλημμυρών και τα υδρομετεωρολογικά χαρακτηριστικά της Κρήτης. Αναφέρουν ότι οι καταιγίδες συχνά συνδέονται με την ανάπτυξη χαμηλών βαρομετρικών συστημάτων. Στην περιοχή πάνω από την μεσόγειο αυτά τα συστήματα προέρχονται από τρεις κύριες κατευθύνσεις, οι οποίες γενικά κατατάσσονται ως εξής: δυτικά (W), νοτιοδυτικά (SW), βορειοδυτικά (NW). Τα χαμηλά βαρομετρικά, τα οποία εισέρχονται στην Μεσόγειο από τον Ατλαντικό Ωκεανό και χαμηλές πιέσεις από το Όρος Άτλας αποτελούν το 9% και 17% των χαμηλών πιέσεων αντίστοιχα. Το υπόλοιπο 74% προέρχεται από τις Άλπεις και τα Πυρηναία Όρη. Στην λεκάνη απορροής Ξηριά Κορίνθου έγινε διερεύνηση, από τους Μπαλούτσος Γ. και άλλοι (2000), του πλημμυρικού γεγονότος που προκλήθηκε από την καταιγίδα στις Ιανουαρίου 1997, με την μέθοδο της Soil Conservation Service (SCS). Εκτίμησαν την απορροή, την παροχή και πρότειναν μέτρα προστασίας - πρόληψης και καταστολής των πλημμυρικών γεγονότων. Το 2002 οι Καραδήμος Ο. και άλλοι, χρησιμοποιώντας την μέθοδο SCS και Sierra Nevada εκτίμησαν την υδρολογική συμπεριφορά της λεκάνης απορροής Γεραμπίνη (Βορειοανατολικό Πήλιο), κατά τη διάρκεια του πλημμυρικού φαινομένου της 7 ης Δεκεμβρίου ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ Έως σήμερα έχουν πραγματοποιηθεί κάποιες έρευνες, όσον αφορά στην ευρύτερη περιοχή, αλλά και πιο συγκεκριμένα, στην περιοχή μελέτης της συγκεκριμένης εργασίας (λεκάνη απορροής του χειμάρρου του Μελισσουργού), οι οποίες παρατίθενται παρακάτω. Ο Οικονόμου Α. και ο Δ. Στάθης (2005) ανέλυσαν το φυσικό και ανθρωπογενές δυναμικό πλημμυρογέννεσης της ορεινής λεκάνης απορροής του χειμαρροπόταμου Ολύνθιου του Ν. Χαλκιδικής. Διερεύνησαν τα υδρογραφικά και μορφομετρικά χαρακτηριστικά της λεκάνης, 40

41 προσδιόρισαν τη μέγιστη απορροή και τους βασικούς παράγοντες χειμαρρικότητας. Επιπλέον, ανέφεραν ότι με βάση την απορροή που υπολόγισαν, συγκεκριμένες διατομές του χειμάρρου δεν επαρκούν για να διοχετεύσουν τη μέγιστη απορροή. Η επίδραση του βαθμού δασοκάλυψης υδρολογικής λεκάνης στην πλημμυρική απορροή και στερεομεταφορά αναλύθηκε από τους Σαπουντζή Μ. και Δ. Στάθη (2003). Συγκεκριμένα, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο SCS και την τροποποιημένη μέθοδο της Universal Soil Loss Equation (MUSLE) υπολόγισαν τις απώλειες της βροχόπτωσης και τη στερεομεταφορά κατά την πλημμύρα στην περιοχή του Ν. Χαλκιδικής στον χείμαρρο Πετρένια. Συμπέραναν ότι με μείωση 10% του ποσοστού δάσωσης υπάρχει αύξηση 7% της απορροής και 75% του στερεοφορτίου. Οι Stathis D. και P. Stefanidis ανέλυσαν, το 2001, τις συνθήκες του πλημμυρικού γεγονότος που συνέβη στις 7 8 Οκτωβρίου του 2000 στη Βόρεια Χαλκιδικής, στα χωριά Μεγάλη Παναγία, Γομάτι, Ολυμπιάδα και Σταυρός. Χρησιμοποίησαν τη μέθοδο SCS, για να υπολογίσουν τη μέγιστη απορροή και να προσδιορίσουν το υδρογράφημα. Ανέφεραν ότι η κύρια αιτία της πλημμύρας ήταν η έντονη ραγδαιότητα, η διάρκεια του φαινομένου, καθώς και οι ανθρωπογενείς επιδράσεις στις κεντρικές κοίτες και τα ακατάλληλα τεχνικά έργα, που οδήγησαν στη μείωση της παροχετευτικότητας των κοιτών. Στη μεταπτυχιακή διατριβή του Οικονόμου Α. (2005), με θέμα «Υδρομετεωρολογία των ορεινών λεκανών απορροής της Κεντρικής Χαλκιδικής» αναλύονται βασικοί παράγοντες χειμαρρικότητας της περιοχής, καθώς και τα μετεωρολογικά στοιχεία από τους μετεωρολογικούς σταθμούς της περιοχής. Στα αποτελέσματά της εργασίας, υπολογίστηκαν οι μέγιστες βροχοπτώσεις 24ώρου και 12ώρου για περίοδο επαναφοράς 5,10,20,50,100 έτη, με τη χρήση κατανομής Gumbel. Οι Stathis D. et al. (2007) ασχολήθηκαν με την ανάλυση των αιτιών και των μηχανισμών του πλημμυρικού γεγονότος στην Απολλωνία, που συνέβη στις 8-9 Οκτωβρίου του Ανέλυσαν τους βασικούς παράγοντες χειμαρρικότητας, τα υδρογραφικά χαρακτηριστικά της περιοχής, καθώς και την παροχετευτικότητα χρησιμοποιώντας τον τύπο του Manning Strickler. Η μέγιστη βροχόπτωση με βάση τον μετεωρολογικό σταθμό της Μεγάλης Παναγίας ήταν 15 mm./ώρα και στο 24ωρο 150mm., συνεπώς η βροχόπτωση χαρακτηρίζεται ως «πολύ ραγδαία». Επίσης, αναφέρουν ότι με την πλημμύρα σχηματίστηκε μία λίμνη, η οποία κάλυψε τα χαμηλότερα σημεία του χωριού Μελισσουργός, προκαλώντας σοβαρές καταστροφές. Ως βασική αιτία της πλημμύρας χαρακτηρίζουν το στένεμα της κοίτης, που δημιουργήθηκε στο χωριό Μελισσουργός, λόγω χρόνιων γεωλογικών αιτιών, με αποτέλεσμα να μην είναι δυνατό, το σύνολο της απορροής να παροχετευτεί. Για την αντιμετώπιση του προβλήματος πρότειναν τη δημιουργία τεχνικών και φυτοτεχνικών έργων για τη μείωση της απορροής, όπως και την κατασκευή χαντακιών και αναχωμάτων, με σκοπό την προστασία του χωριού Μελισσουργός. 41

42 To 2006 οι Βουβαλίδης Κ. και άλλοι ερευνητές, πραγματοποίησαν μια φυσικογεωγραφική προσέγγιση του πλημμυρικού γεγονότος, που συνέβη στον Μελισσουργό στις 8-9 Οκτωβρίου Ανέλυσαν το ανάγλυφο, το υδρογραφικό δίκτυο και τη γεωλογία της περιοχής. Με βάση αυτή την ανάλυση αποδίδουν την πλημμύρα στη φυσική στένωση της κοίτης, που υπάρχει στο Μελισσουργό, αναφέροντας ότι στο συγκεκριμένο πλημμυρικό γεγονός, δεν εμπλέκονται ανθρωπογενείς επιδράσεις. Ως λύση του προβλήματος πρότειναν την μετεγκατάσταση των χαμηλών τμημάτων του οικισμού σε υψηλότερες θέσεις, καθώς επίσης και τη διάνοιξη της κοίτης. Η Νικολαϊδου Μ. το 2009 στην μεταπτυχιακή διατριβή ειδίκευσης, χρησιμοποίησε τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών και την Τηλεπισκόπηση για τον εντοπισμό των περιοχών που είναι πιθανό να συμβούν πλημμυρικά γεγονότα. Η περιοχή μελέτης είναι οι λεκάνες απορροής νοτίως της λίμνης Βόλβης. Με βάση την ανάλυση που πραγματοποίησε κατασκευάστηκαν χάρτες, στους οποίους απεικονίζονται τα σημεία της περιοχής μελέτης που είναι υψηλού κινδύνου για δημιουργία πλημμύρας. 42

43 3. ΠΕΡΙΟΧΗ ΕΡΕΥΝΑΣ Η υπό έρευνα λεκάνη απορροής βρίσκεται στην Κεντρική Μακεδονία, στα όρια των Νομών Θεσσαλονίκης και Χαλκιδικής. Πιο συγκεκριμένα στο Νοτιοανατολικό τμήμα του Νομού Θεσσαλονίκης βρίσκεται το 25,6% της έκτασης της λεκάνης απορροής και στο Βορειοανατολικό τμήμα του Νομού Χαλκιδικής το υπόλοιπο 74,4% της έκτασής της. Το συνολικό εμβαδόν της λεκάνης απορροής είναι 195,31 km 2. Χάρτης 1. Περιοχή έρευνας Το μεγαλύτερο μέρος της έκτασης της λεκάνης απορροής ανήκει στο Δήμο Αρναίας, ενώ το υπόλοιπο κομμάτι μοιράζεται στους Δήμους Απολλωνίας και Ζερβοχωρίων. Η παραπάνω διοικητική διαίρεση γίνεται με βάση το πρόγραμμα Καποδίστριας. Σύμφωνα με το νέο πρόγραμμα διοικητικής διάρθρωσης (Καλλικράτης) που θα ισχύει από τις 1 Ιανουαρίου του 2011, ο Δήμος Απολλωνίας συγχωνεύεται στο νέο Δήμο Βόλβης, ο Δήμος Αρναίας συγχωνεύεται στο νέο Δήμο Αριστοτέλη, ενώ ο Δήμος Ζερβοχωρίων στο νέο Δήμο Πολυγύρου (Εικ. 1, 2). 43

44 Εικ. 1 Νέα διοικητική διαίρεση με βάση το Πρόγραμμα Καλλικράτης (Ν. Χαλκιδικής) Εικ.2 Νέα διοικητική διαίρεση με βάση το Πρόγραμμα Καλλικράτης (Ν. Θεσσαλονίκης) Η υπό έρευνα λεκάνη απορροής τροφοδοτεί με νερό και φερτά υλικά τη λίμνη Βόλβη και αποτελεί μέρος της Μυγδονίας λεκάνης, η οποία τροφοδοτεί με νερό τις λίμνες Κορώνεια και Βόλβη. Και οι δύο λίμνες έχουν συμπεριληφθεί στην συνθήκη Ramsar αφού αποτελούν παγκόσμιας σημασίας υγροβιότοπους, πράγμα που σημαίνει ότι κάθε είδους επέμβαση στις λεκάνες απορροής, που τροφοδοτούν τις δύο λίμνες πρέπει να είναι εναρμονισμένη με τους κανονισμούς της συνθήκης Ramsar. Η λεκάνη απορροής παρουσιάζει αυξημένη χειμαρρικότητα, η οποία εκδηλώνεται κυρίως στον οικισμό του Μελισσουργού. Αυτό συμβαίνει γιατί οι δύο υπολεκάνες, στις οποίες διαχωρίζεται η συνολική λεκάνη απορροής, ενώνονται σε αυτό το σημείο, πολλαπλασιάζοντας το πρόβλημα. Η ζημιογόνος δράση του χειμάρρου εκφράζεται συνήθως με κατάκλυση του οδοστρώματος Στανού Μελισσουργού και πιο σπάνια με πλημμύρα του ίδιου του χωριού του Μελισσουργού, που 44

45 συνοδεύεται με μεγάλες καταστροφές. Σε αυτό συμβάλλουν και οι άλλοι παράγοντες χειμαρρικότητας, οι οποίοι θα αναλυθούν στα επόμενα κεφάλαια. Η λεκάνη απορροής οριοθετείται μεταξύ των παρακάτω συντεταγμένων των πιο ακραίων σημείων της. Πίνακας 7. Συντεταγμένες ακραίων σημείων της λεκάνης απορροής W.G.S.84 Ε.Γ.Σ.Α.87 Χ Υ Χ Υ Βορράς 40 ο 38 35,37 23 ο 29 43, , ,179 Νότος 40 ο 27 49,79 23 ο 33 8, , ,397 Ανατολή 40 ο 36 7,33 23 ο 27 24, , ,81 Δύση 40 ο 33 8,43 23 ο 42 47, , ,274 Μέσα στη λεκάνη απορροής υπάρχουν τέσσερεις οικισμοί, της Αρναίας, της Βαρβάρας, του Μελισσουργού και ο οικισμός του Στανού. Παρακάτω παρατίθενται πληθυσμιακά στοιχεία, με βάση τις απογραφές 1951, 1961, 1971, 1981,1991 και

46 ΧΑΡΤΗΣ 2. ΤΡΙΓΩΝΟΜΕΤΡΙΚΑ ΣΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΛΕΚΑΝΗΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ 46

47 Πίνακας 8. Μέγεθος πληθυσμού ανά οικισμό ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΑ ΟΙΚΙΣΜΟΙ ΑΡΝΑΙΑ ΒΑΡΑΒΑΡΑ ΣΤΑΝΟΣ ΜΕΛΙΣΣΟΥΡΓΟΣ (Πηγή: ΕΛ.ΣΤΑΤ, 2001) ΠΛΗΘΥΣΜΟΣ ΑΡΝΑΙΑ ΒΑΡΑΒΑΡΑ ΣΤΑΝΟΣ ΜΕΛΙΣΣΟΥΡΓΟΣ ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΑ Σχήμα 7. Εξέλιξη πληθυσμού των οικισμών στην περιοχή έρευνας. Σύμφωνα με τον πίνακα που ακολουθεί παρατηρούμε πως το μεγαλύτερο ποσοστό του πληθυσμού των οικισμών της περιοχής έρευνας απασχολείται σε κτηνοτροφικές, αγροτικές, δασοκομικές εργασίες, όπως επίσης και στην παροχή υπηρεσιών. 47

48 Πίνακας 9. Είδος Απασχόλησης του πληθυσμού ανά οικισμό και ανά φύλλο Γεωγραφικά διαμερίσματα, νομοί, δήμοι / κοινότητες, δημοτικά / κοινοτικά διαμερίσματα, φύλο, ομάδες ηλικιών Αστικά (ΑΣ) και αγροτικά (ΑΓ) Δ.Δ ή Κ.Δ Πεδινά (Π), ημιορειν ά (Η) και ορεινά (Ο) Δ.Δ ή Κ.Δ Σύνολ ο Μέλη των βουλευομένω ν σωμάτων, ανώτερα διοικητικά και διευθυντικά στελέχη του δημοσίου και ιδιωτικού τομέα Πρόσωπα που ασκούν επιστημονικ ά καλλιτεχνικ ά και συναφή επαγγέλματ α Τεχνολόγοι τεχνικοί βοηθοί και ασκούντες συναφή επαγγέλματ α Υπάλληλοι γραφείου και ασκούντες συναφή επαγγέλματ α Ο μ ά δ ε ς α τ ο μ ι κ ώ ν ε π α γ γ ε λ μ ά τ ω ν Απασχολούμενοι στην παροχή υπηρεσιών και πωλητές σε καταστήματ α και υπαίθριες αγορές Ειδικευμέν οι γεωργοί, κτηνοτρόφο ι δασοκόμοι και αλιείς Ειδικευμέν οι τεχνίτες και ασκούντες συναφή τεχνικά επαγγέλματ α Χειριστές μηχανημάτων σταθερών βιομηχανικών εγκαταστάσεω ν και συναρμολογητές Ανειδίκ ευτοι εργάτες χειρών ακτες και μικροε παγγελ ματίες Δήλωσαν ανεπαρκώς ή ασαφώς το επάγγελμά τους Δ.Δ.Μελισσουργο ύ ΑΓ Π Άρρενες ΑΓ Π Θήλεις ΑΓ Π Δ.Δ.Αρναίας ΑΣ Ο Άρρενες ΑΣ Ο Θήλεις ΑΣ Ο Δ.Δ.Βαρβάρα ΑΓ Ο Άρρενες ΑΓ Ο Θήλεις ΑΓ Ο Δ.Δ.Στανού ΑΓ Η Άρρενες ΑΓ Η Θήλεις ΑΓ Η (Πηγή: ΕΛ.ΣΤΑΤ, 2001) Νέ οι Δε δήλ ωσ αν επά γγε λμα 48

49 4. ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ Στην παρούσα ερευνητική εργασία χρησιμοποιήθηκαν στοιχεία και δεδομένα τόσο από επιτόπια έρευνα, όσο και από ήδη υπάρχουσες πηγές. Αυτά τα δεδομένα και τα στοιχεία συγκεντρώθηκαν με προσοχή και αξιολογήθηκαν, προτού χρησιμοποιηθούν. Σκοπός της συλλογής αυτών των δεδομένων ήταν η καλύτερη κατά το δυνατό, περιγραφή και ανάλυση των παραγόντων χειμαρρικότητας, των μορφομετρικών και υδρογραφικών χαρακτηριστικών και όπως επίσης και την ανάλυση του πλημμυρικού φαινομένου. Μέσα από αυτή τη συλλογή και επεξεργασία των στοιχείων, στόχος είναι να εξαχθούν χρήσιμα συμπεράσματα για την ζημιογόνο δράση του χειμάρρου του Μελισσουργού και να προταθούν μέθοδοι αντιμετώπισης του προβλήματος. Τα υλικά και τα στοιχεία που χρησιμοποιήθηκαν είναι τα παρακάτω: - ΧΑΡΤΕΣ: Χάρτες της Γ.Υ.Σ. στους οποίους αποτυπώνεται η τοπογραφία της περιοχής. Είναι κλίμακας 1: και τα φύλλα που χρησιμοποιήθηκαν είναι τα εξής: Ζαγκλιβέρι (112), Σταυρός (352), Πολύγυρος (307) και Αρναία (052). Χάρτες του Ι.Γ.Μ.Ε., κλίμακας 1:50.000, οι οποίοι αποτυπώνουν τη γεωλογική συγκρότηση της περιοχής μελέτης. Τα φύλλα χάρτου που χρησιμοποιήθηκαν είναι τα εξής: Ζαγκλιβέρι, Σταυρός, Πολύγυρος και Αρναία, όπως επίσης και ο Γεωτεχνικός Χάρτης Ελλάδος κλίμακας 1: Χάρτες Βλάστησης του Νομού Θεσσαλονίκης και Χαλκιδικής, κλίμακας 1: του Υπουργείου Γεωργίας (Δασική Υπηρεσία) και της Ε.Σ.Υ.Ε. Οι χάρτες αποτυπώθηκαν ηλεκτρονικά (scan) και αποθηκεύτηκαν σε ψηφιακή μορφή, έτσι ώστε να πραγματοποιηθεί η ψηφιοποίησή τους για την περαιτέρω ανάλυσή τους. - ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ: Συγκεντρώθηκαν και επεξεργάστηκαν μετεωρολογικά στοιχεία, με σκοπό τη μελέτη του κλίματος της περιοχής, αλλά και τη διερεύνηση του πλημμυρικού φαινομένου, που έλαβε χώρα στις 8-9 Οκτωβρίου του Οι μετεωρολογικοί σταθμοί που λειτουργούν μέσα στη λεκάνη απορροής είναι ένας, αυτός της Αρναίας, ενώ επιλέχθηκαν και ένας κοντινός σταθμός που βρίσκεται στα όρια του υδροκρίτη, ο σταθμός του Ταξιάρχη. Επίσης, για την διερεύνηση του πλημμυρικού γεγονότος απαιτούνταν ωριαία καταγραφή της βροχόπτωσης, η οποία ήταν διαθέσιμη μόνο από τον μετεωρολογικό σταθμό της Μεγάλης Παναγίας, ο οποίος βρίσκεται εκτός της λεκάνης απορροής, αλλά σε κοντινή απόσταση. 43

50 Πίνακας 10. Μετεωρολογικοί Σταθμοί Μ. Υπηρεσία Σταθμός Αρναία Ταξιάρχης Μεγάλη Παναγία Ινστιτούτο Δασικών Ερευνών Ταμείο Πανεπιστημιακών Δασών Υπουργείο Γεωργίας Υψόμετρο (m) Γεωγραφικές Συντεταγμένες 40 ο ο ο ο ο ο 40 Είδος παρατηρήσεων Βροχόπτωση, Θερμοκρασία Βροχόπτωση, Θερμοκρασία Ωριαία Βροχόπτωση Περίοδος παρατηρήσεων /10/2006 Επίσης, χρησιμοποιήθηκαν δορυφορικές εικόνες της περιοχής έρευνας, οι οποίες αποτυπώνουν την πορεία της καταιγίδας κατά τις ημερομηνίες 8-9 Οκτωβρίου του Αυτές οι φωτογραφίες παραχωρήθηκαν από την Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία (Ε.Μ.Υ.) για τις ανάγκες της έρευνας. - ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ Τα στοιχεία και τα δεδομένα που συλλέχτηκαν αποθηκεύθηκαν σε ηλεκτρονική μορφή. Ήταν αναγκαία η ηλεκτρονική επεξεργασία τους, έτσι ώστε να διευκολυνθεί η ανάλυσή τους και να βγουν χρήσιμα συμπεράσματα. Όσον αφορά στους χάρτες, έγινε ψηφιοποίηση ακριβείας με το λογισμικό ArcGIS (ArcGIS Desktop Software) της ESRI. Ως δεδομένα εισόδου χρησιμοποιήθηκαν οι χάρτες αναγλύφου, βλάστησης και γεωλογίας της περιοχής έρευνας. Αφού ψηφιοποιήθηκαν, με το συγκεκριμένο λογισμικό, υπολογίστηκαν τα μορφομετρικά και υδρογραφικά χαρακτηριστικά της περιοχής. Όπως επίσης εμβαδομετρήθηκαν η λεκάνη απορροής, οι περιοχές της λεκάνης απορροής με συγκεκριμένα είδη βλάστησης και οι περιοχές με το ίδιο γεωλογικό υπόθεμα. Επίσης, δημιουργήθηκαν τρισδιάστατοι χάρτες αναγλύφου της περιοχής, κλίσεων, εκθέσεων και αποτύπωσης της βροχοβαθμίδας. Η εισαγωγή συντεταγμένων στους χάρτες ήταν αναγκαία, ώστε να είναι δυνατή η επεξεργασία τους στο πρόγραμμα ArcGIS. Οι χάρτες της Γ.Υ.Σ, του Ι.Γ.Μ.Ε, και του Υπουργείου Γεωργίας χρησιμοποιούν το σύστημα συντεταγμένων W.G.S.84, ενώ η επεξεργασία στο ArcGIS έγινε με το σύστημα συντεταγμένων Ε.Γ.Σ.Α.87. Η μετατροπή των συντεταγμένων από το W.G.S.84 στο σύστημα συντεταγμένων Ε.Γ.Σ.Α.87, έγινε με τη βοήθεια της ιστοσελίδας της Γ.Υ.Σ. (Γεω- Ευρετήριο: Η συγκεκριμένη ιστοσελίδα δίνει τη δυνατότητα μετατροπής των συντεταγμένων, αλλά και τον εντοπισμό τους στο χάρτη. - ΜΕΘΟΔΟΙ: Η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε είναι η ακόλουθη. Αρχικά, συγκεντρώθηκαν όλα τα απαραίτητα υλικά για την διεξαγωγή της έρευνας, τα οποία αναφέρθηκαν παραπάνω. Στη συνέχεια, συγκεντρώθηκαν τα βροχομετρικά δεδομένα από τους μετεωρολογικούς σταθμούς (Αρναίας, 44

51 Ταξιάρχη, Μεγάλη Παναγία), αποθηκεύθηκαν σε ηλεκτρονική μορφή, κατηγοριοποιήθηκαν σε χρονοσειρές και πραγματοποιήθηκε η στατιστική τους επεξεργασία. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση των χρονοσειρών και την εύρεση των ακραίων τιμών βροχόπτωσης ήταν η κατανομή Gumbel, ενώ ο υπολογισμός απωλειών βροχόπτωσης έγινε με την μέθοδο της SCS (Soil Conservation Service). Ο υπολογισμός των μέγιστων παροχών εκατονταετίας πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια εμπειρικών στοχαστικών και αναλυτικών τύπων, οι οποίοι είναι ευρέως διαδεδομένοι στην Υδρολογία, ενώ η μέγιστη παροχή του πλημμυρικού γεγονότος υπολογίστηκε με την μέθοδο των ιχνών απορροής. Στη συνέχεια, έγινε επιτόπια έρευνα στην περιοχή μελέτης, με σκοπό την καταγραφή της σημερινής κατάστασης της λεκάνης απορροής, τον εντοπισμό αντιπλημμυρικών έργων, που έχουν γίνει έως σήμερα, την μέτρηση διατομών σε κρίσιμα σημεία, τα οποία είναι επιρρεπή σε πλημμύρες κατά τη διάρκεια έντονων βροχοπτώσεων και η διαβημάτιση της κοίτης στην περιοχή που ξεκινάει το φαράγγι, έως την έξοδό του. Η μέτρηση των διατομών έγινε με τη βοήθεια κλισίμετρου - πυξίδας και μετροταινίας, τα οποία παραχωρήθηκαν από το εργαστήριο Διευθέτησης Ορεινών Υδάτων. Τέλος, κατά της επιτόπια έρευνα στην περιοχή μελέτης, πάρθηκαν φωτογραφίες των έργων και γενικότερα της λεκάνης απορροής. Ακολούθησε η επεξεργασία των δεδομένων που συλλέχθηκαν και από την ερμηνεία των αποτελεσμάτων εξήχθησαν τα συμπεράσματα που ακολουθούν στο συγκεκριμένο κεφάλαιο, καθώς και προτάσεις αντιμετώπισης του προβλήματος. 45

52 5. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 5.1 ΜΟΡΦΟΜΕΤΡΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Τα μορφομετρικά χαρακτηριστικά είναι απαραίτητα για την περιγραφή μιας λεκάνης απορροής. Βοηθούν να αντιληφθούμε με μία πρώτη ματιά την εικόνα της λεκάνης απορροής, αφού περιγράφουν βασικά στοιχεία όπως την έκταση και την υψομετρία. Στο κεφάλαιο Ανασκόπηση Βιβλιογραφίας αναλύθηκαν τα βασικά μορφομετρικά χαρακτηριστικά, δόθηκαν οι ορισμοί τους και οι σχέσεις υπολογισμού τους. Σε αυτό το κεφάλαιο παρατίθενται σε πίνακα οι τιμές των υπολογισθέντων μορφομετρικών χαρακτηριστικών. Επιπλέον, πρέπει να αναφερθεί ότι η λεκάνη απορροής χωρίστηκε σε τρεις υπολεκάνες (χάρτης 3), για τις οποίες έχουν υπολογιστεί τα παραπάνω χαρακτηριστικά. Χάρτης 3. Διαίρεση της λεκάνης απορροής σε 3 υπολεκάνες 46

53 Πίνακας 11. Μορφομετρικά χαρακτηριστικά ΜΟΡΦΟΜΕΤΡΙΚΑ ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ ΛΕΚΑΝΗ ΣΥΜΒΟΛΟ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΑΠΟΡΡΟΗΣ 1. ΕΚΤΑΣΗ F (km2) 14 74,2 107,11 195,31 2.ΜΟΡΦΗ - Τύπος 1 Τύπος 4 Τύπος 1 Τύπος 1 3. ΠΕΡΙΜΕΤΡΟΣ U (km) 17,81 50,46 49,18 75,67 4. ΒΑΘΜΟΣ ΣΤΡΟΓΓΥΛΟΜΟΡΦΙΑΣ B (km) 0,78 1,47 2,17 2,58 5. ΕΛΑΧΙΣΤΟ ΥΨΟΜΕΤΡΟ H min (m) ΜΕΓΙΣΤΟ ΥΨΟΜΕΤΡΟ H max (m) ΜΕΣΟ ΥΨΟΜΕΤΡΟ H med (m) ΜΕΓΙΣΤΟ ΧΕΙΜΑΡΡΙΚΟ H x (m) ΥΨΟΜΕΤΡΟ 9. ΜΕΓΙΣΤΟ ΑΝΑΓΛΥΦΟ H r (m) ΜΕΣΗ ΚΛΙΣΗ ΛΕΚΑΝΗΣ J λ (%) 12,70 31,52 27,81 26,93 Σύμφωνα με τον παραπάνω πίνακα, η υπό έρευνα λεκάνη απορροής, κατατάσσεται στις μεγάλες λεκάνες των χειμαρρικών ρευμάτων, με βάση την έκτασή της. Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της λεκάνης είναι ότι αποτελείται από δύο υπολεκάνες με διαφορετική μορφή, η υπολεκάνη 2 έχει μορφή επιμήκη (τύπος 4), ενώ η υπολεκάνη 3 έχει μορφή καρδιοειδή (τύπος 1). Στο σύνολό της η λεκάνη έχει, επίσης, καρδιοειδή μορφή. Είναι γνωστό ότι οι επιμήκεις λεκάνες απορροής συγκεντρώνουν πιο αργά το νερό της βροχής, με αποτέλεσμα να δίνουν μικρότερες παροχές. Ενώ, καρδιοειδείς και στρογγυλόμορφες λεκάνες απορροής συγκεντρώνουν σε μικρότερο χρονικό διάστημα το νερό της βροχής, δίνοντας μεγαλύτερες παροχές. Επίσης, ο πίνακας δείχνει ότι η μέση κλίση της λεκάνης είναι σχετικά ήπια. 5.2 ΥΔΡΟΓΡΑΦΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Τα νερά της βροχής που δεν διεισδύουν στο έδαφος και δεν εξατμίζονται απορρέουν επιφανειακά προς τα χαμηλότερα τμήματα των χειμαρρικών ρευμάτων. Η στράγγιση των επιφανειών στις λεκάνες απορροής γίνεται από ένα δίκτυο φυσικών αγωγών διαφορετικού μεγέθους. Κάθε τέτοιο δίκτυο συγκροτείται από τον κεντρικό αγωγό (κεντρική κοίτη) και από πλήθος πλευρικών αγωγών, που συμβάλλουν σε αυτόν άμεσα ή έμμεσα (Κωτούλας, 2001). 47

54 Χάρτης 4. Κεντρική και δευτερεύουσα κοίτη της λεκάνης απορροής Ο τρόπος που συνδέονται μεταξύ τους τα χειμαρρικά ρεύματα, η πυκνότητα του υδρογραφικού δικτύου και άλλα χαρακτηριστικά αποτελούν τα υδρογραφικά χαρακτηριστικά μιας λεκάνης απορροής. Στον παρακάτω πίνακα παρατίθενται τα κυριότερα υδρογραφικά χαρακτηριστικά της λεκάνης απορροής που εξετάζεται στην παρούσα εργασία. Πίνακας 12. Υπολογισμός συντελεστή διακλάδωσης R b ΑΡΙΘΜΟΣ ΡΕΥΜΑΤΩΝ ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ 1 ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ 2 ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ 3 ΛΕΚΑΝΗ ΑΠΟΡΡΟΗΣ 1 ης ΤΑΞΗΣ R b1,2 3,83 4,43 4,31 4,33 2 ης ΤΑΞΗΣ R b2,3 4 4,56 4,7 4,63 3 ης ΤΑΞΗΣ R b3, , ης ΤΑΞΗΣ R b4,5 5 4,2 5 5 ης ΤΑΞΗΣ R b5, ης ΤΑΞΗΣ 1 1 ΤΙΜΕΣ R b 3,61 4,74 4,1 4,4 48

55 Πίνακας 13. Υδρογραφικά χαρακτηριστικά ΥΔΡΟΓΡΑΦΙΚΑ ΣΥΜΒΟΛΟ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ 1. ΜΟΡΦΗ ΥΔΡΟΓΡΑΦΙΚΟΥ - ΔΙΚΤΥΟΥ 2. ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΥΔΡΟΓΡΑΦΙΚΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ 3. ΜΗΚΟΣ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΚΟΙΤΗΣ 4. ΜΕΣΗ ΚΛΙΣΗ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΚΟΙΤΗΣ 5. ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΔΙΑΚΛΑΔΩΣΗΣ ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ 1 Δενδριτική Μορφή ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ 2 Δενδριτική Μορφή ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ 3 Δενδριτική Μορφή ΛΕΚΑΝΗ ΑΠΟΡΡΟΗΣ Δενδριτική Μορφή D (km/km 2 ) 2,7 4,13 4,81 4,4 L (km) J k (%) 1,02 2,7 3,18 2,24 R b 3,61 4,74 4,1 4,4 Η πυκνότητα του υδρογραφικού δικτυού εξαρτάται από το κλίμα της περιοχής, τις φυσικές ιδιότητες του πετρώματος και του υπερκείμενου σε αυτό εδαφικού μανδύα, τη βλάστηση και το ανάγλυφο. Περιοχές με σκληρά πετρώματα και πυκνή βλάστηση παρουσιάζουν μικρές τιμές πυκνότητας, περιοχές με μαλακά πετρώματα και πυκνή βλάστηση παρουσιάζουν μέσες τιμές, ενώ περιοχές χωρίς βλάστηση υψηλές τιμές. Όσον αφορά την υπό έρευνα περιοχή η πυκνότητα του υδρογραφικού δικτύου θεωρείται σχετικά χαμηλή, πράγμα αναμενόμενο αφού οι παράγοντες που αυξάνουν την πυκνότητα απουσιάζουν από τη λεκάνη απορροής. Παρατηρείται μικρή διαφορά στις τιμές της πυκνότητας του υδρογραφικού δικτύου ανάμεσα στις υπολεκάνες. Η υπολεκάνη 1 έχει μικρή πυκνότητα (2,7 km/km 2 ), λόγω των πολύ ήπιων κλίσεων που βρίσκονται στην πεδινή περιοχή. Η υπολεκάνη 2 παρουσιάζει πιο αυξημένη πυκνότητα (4,13 km/km 2 ), λόγω των πιο ισχυρών κλίσεων, ενώ η υπολεκάνη 3 έχει πυκνότητα 4,81 km/km 2, λόγω της μικρότερης εδαφοκάλυψης από βλάστηση. Γενικά όμως, η πυκνότητα του υδρογραφικού δικτύου της περιοχής είναι χαμηλή. Αυτό συμβαίνει λόγω της πυκνής βλάστησης που υπάρχει στις περιοχές με ισχυρές κλίσεις και στο δυσδιάβρωτο γεωλογικό υπόθεμα της περιοχής (γρανίτης). 49

56 ΧΑΡΤΗΣ 5. ΑΡΙΘΜΗΣΗ ΥΔΡΟΓΡΑΦΙΚΟΥ ΔΙΚΤΥΟΥ ΚΑΤΑ STRAHLER 50

57 ΧΑΡΤΗΣ 6. ΥΔΡΟΓΡΑΦΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ ΛΕΚΑΝΗΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ 51

58 ΚΑΤΑ ΜΗΚΟΣ ΤΟΜΗ Υ Ψ Ο Μ Ε Τ Ρ Ο m ΜΗΚΟΣ m ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΚΟΙΤΗ ΔΕΥΤΕΡΕ ΥΟΥΣΑ ΚΟΙΤΗ Σχήμα 8. Κατά μήκος τομή της κεντρικής κοίτης και της δευτερεύουσας κοίτης της λεκάνης απορροής Από το σχήμα μπορούν να βγουν τα εξής συμπεράσματα. Όσον αφορά τις κλίσεις της κεντρικής και της δευτερεύουσας κοίτης της λεκάνης απορροής, παρατηρούνται σχετικά ήπιες κλίσεις στα χαμηλά υψόμετρα, ενώ όσο αυξάνεται το υψόμετρο παρατηρείται και σημαντική αύξηση των κλίσεων. Στο υψόμετρο των 100 m, η κλίση της κεντρικής κοίτης μειώνεται πάρα πολύ, κάτω από 1% πράγμα που ευνοεί την απόθεση φερτών υλικών, άρα και την περεταίρω μείωση της κλίσης. Το παραπάνω φαινόμενο εντείνεται και από την ύπαρξη της στένωσης της κεντρικής κοίτης στα κατάντη του Μελισσουργού (Εικ.3 ). Άνω των 100 m η κλίση της κεντρικής και της δευτερεύουσας κοίτης αυξάνεται γρήγορα και παίρνει τιμές άνω του 2%. Αυτό το γεγονός δημιουργεί το λεγόμενο υδραυλικό άλμα στην πορεία κίνησης των πλημμυρικών υδάτων. Σχήμα 9. Μεταβολή της στάθμης του νερού, λόγω μεταβολής της κλίσης της κοίτης 52

59 Α. Β. Εικ. 3. Α., Β. Χαρακτηριστικές εικόνες της στένωσης της κεντρικής κοίτης μέσα στο φαράγγι 53

60 Πιο συγκεκριμένα, όταν ένα χειμαρρικό ρεύμα μεταπίπτει από την υπερκρίσιμη (χειμαρρώδη) ροή στην υποκρίσιμη (ποτάμια) ροή λόγω μείωσης της κλίσης κάτω του 2%, τότε αυτό συνοδεύεται με παράλληλη μείωση της ταχύτητας του νερού και αύξηση του βάθους ροής. Το παραπάνω φαινόμενο παρατηρείται στην περιοχή του Μελισσουργού κατά τη διάρκεια έντονων βροχοπτώσεων με κίνδυνο υπερχείλισης της κοίτης και πλημμύρας του οικισμού. 5.3 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΜΕΓΙΣΤΗΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΜΕΓΙΣΤΗΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΜΕ ΕΜΠΕΙΡΙΚΟΥΣ (ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΟΥΣ) ΤΥΠΟΥΣ Οι δοκιμότεροι από τους εμπειρικούς (στοχαστικούς) τύπους, οι οποίοι βρίσκουν σήμερα εφαρμογή, ιδίως στα χειμαρρικά ρεύματα και οι οποίοι μπορούν να εφαρμοστούν (με επιφύλαξη) και στην χώρα μας με βάση τις συνθήκες που επικρατούν σε αυτήν (Κωτούλας, 2001), έχουν δοθεί στο κεφάλαιο Ανασκόπηση Βιβλιογραφίας. Στον πίνακα που ακολουθεί παρατίθενται τα αποτελέσματα αυτών των τύπων, οι οποίοι εφαρμόστηκαν στην υπό έρευνα λεκάνη απορροής. Πίνακας 14. Αποτελέσματα εμπειρικών (στοχαστικών) τύπων ΤΥΠΟΣ ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ ΛΕΚΑΝΗ ΣΥΜΒΟΛΟ ΑΠΟΡΡΟΗΣ 1.Friedrich Q max (m 3 /sec) 94,14 222, ,76 2.Wundt Q max (m 3 /sec) 67,22 182,86 227,91 326,82 3.Coutagne Q max (m 3 /sec) 149, ,5 4.Kürsteiner q max (m 3 /sec*km 2 ) 4,97 2,14 1,89 1,55 Q max (m 3 /sec) 69,7 158,92 202,98 302,96 5.Kresnik q max (m 3 /sec*km 2 ) 15,08 2,1 1,77 1,32 Q max (m 3 /sec) 211,23 156,31 189,55 259,81 6.Valentini q max (m 3 /sec*km 2 ) 8,01 3,48 2,9 2,14 Q max (m 3 /sec) 112,25 258,42 310,48 419,26 7.Hoffbauer q max (m 3 /sec*km 2 ) 8,02 3,48 4,06 3 Q max (m 3 /sec) 112,25 258,42 434,67 586,96 8.Melli q max (m 3 /sec*km 2 ) 4,78 3,62 3,4 3,08 Q max (m 3 /sec) 66,97 268,81 365,01 601,55 9.Müller q max (m 3 /sec*km 2 ) 6,5 3,24 3,45 2,55 Q max (m 3 /sec) ,26 369,63 498,04 10.Fuller Q max (m 3 /sec) 72,69 302,94 417,08 444,89 ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ 50 έτη Q max (m 3 /sec) 100 έτη 80,08 333,75 459,5 490,13 Q max (m 3 /sec) 105,45 233,83 303,56 417,68 54

61 Η εξίσωση του Müller απαιτεί τον υπολογισμό της μέσης τιμής του συντελεστή απορροής (c m ) της περιοχής. Ο μέσος συντελεστής απορροής (c m ) υπολογίζεται αφού προσδιοριστεί ο συντελεστής απορροής για κάθε διαφορετική χρήση της γης και εδαφοκάλυψης από βλάστηση. Με βάση πίνακες που προσδιορίζουν το συντελεστή απορροής κατηγοριοποιήθηκε η λεκάνη απορροής σε 4 κατηγορίες χρήσης κάλυψης της γης: γεωργικές καλλιέργειες, θαμνώνες βοσκότοπους, οικισμούς και δάση. Η μέση τιμή του συντελεστή απορροής υπολογίστηκε για το σύνολο της λεκάνης απορροής αλλά και για τρεις υπολεκάνες. Ο υπολογισμός έγινε με την βοήθεια των παρακάτω πινάκων και της εξίσωσης του Müller. Πίνακας 15. Υπολογισμός μέσου συντελεστή απορροής (c m ) (Σύνολο λεκάνης) ΣΥΝΟΛΟ ΛΕΚΑΝΗΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ ΧΡΗΣΗ ΓΗΣ ΕΜΒΑΔΟ (km 2 ) ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ (1) ΑΠΟΡΡΟΗΣ (c) (2) 1 x 2 ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ 37,23 0,3 11,17 ΘΑΜΝΩΝΕΣ ΒΟΣΚΟΤΟΠΟΙ 88,97 0,6 53,38 ΟΙΚΙΣΜΟΙ 1,06 0,7 0,74 ΔΑΣΗ 68,05 0,1 6,81 ΣΥΝΟΛΟ 195,31-72,1 c m = 72,1/195,31= 0,37 Πίνακας 16. Υπολογισμός μέσου συντελεστή απορροής (c m ) (Υπολεκάνη 1) ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ 1 ΧΡΗΣΗ ΓΗΣ ΕΜΒΑΔΟ (km 2 ) ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ (1) ΑΠΟΡΡΟΗΣ (c) (2) 1x2 ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ 8,2 0,3 2,46 ΘΑΜΝΩΝΕΣ ΒΟΣΚΟΤΟΠΟΙ 4,26 0,6 2,56 ΟΙΚΙΣΜΟΙ 0,22 0,7 0,15 ΔΑΣΗ 1,32 0,2 0,26 ΣΥΝΟΛΟ 14-5,43 c m1 = 5,43/14= 0,39 Πίνακας 17. Υπολογισμός μέσου συντελεστή απορροής (c m ) (Υπολεκάνη 2) ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ 2 ΧΡΗΣΗ ΓΗΣ ΕΜΒΑΔΟ (km 2 ) ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ (1) ΑΠΟΡΡΟΗΣ (c) (2) 1x2 ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ 10,79 0,3 3,24 ΘΑΜΝΩΝΕΣ ΒΟΣΚΟΤΟΠΟΙ 25,91 0,6 15,55 ΟΙΚΙΣΜΟΙ ΔΑΣΗ 37,5 0,1 3,75 ΣΥΝΟΛΟ 74,2-22,54 c m2 = 22,54/74,2= 0,3 55

62 Πίνακας 18. Υπολογισμός μέσου συντελεστή απορροής (c m ) (Υπολεκάνη 3) ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ 3 ΧΡΗΣΗ ΓΗΣ ΕΜΒΑΔΟ (km 2 ) ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ (1) ΑΠΟΡΡΟΗΣ (c) (2) 1x2 ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ 18,24 0,3 5,47 ΘΑΜΝΩΝΕΣ ΒΟΣΚΟΤΟΠΟΙ 58,8 0,6 35,28 ΟΙΚΙΣΜΟΙ 0,84 0,7 0,59 ΔΑΣΗ 29,23 0,1 2,92 ΣΥΝΟΛΟ 107,11-44,26 c m3 = 44,26/107,11= 0, ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΜΕΓΙΣΤΗΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΜΕ ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΥΣ ΤΥΠΟΥΣ Οι περισσότερο χρησιμοποιούμενοι αναλυτικοί τύποι είναι αυτοί του Turraza και του Giandotti. Σε αυτούς τους τύπους χρησιμοποιούνται εκτός από μορφομετρικά και υδρογραφικά χαρακτηριστικά και δεδομένα βροχόπτωσης και χρόνου συρροής του νερού. Στον πίνακα που ακολουθεί, δίνονται τα αποτελέσματα των αναλυτικών τύπων μετά την εφαρμογή τους στην λεκάνη απορροής που μελετάται. Πίνακας 19. Αποτελέσματα αναλυτικών τύπων ΑΝΑΛΥΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ t c (ώρες) Q max (m 3 /sec) Turazza 7 309,13 Giandotti Μέση τιμή 467, ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΜΕΓΙΣΤΗΣ ΠΑΡΟΧΗΣ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ ΤΩΝ ΙΧΝΩΝ ΑΠΟΡΡΟΗΣ Η μέθοδος των ιχνών απορροής επιτρέπει τον υπολογισμό της μέγιστης παροχής ενός ρεύματος, μετά από πλημμυρικό γεγονός. Κάθε πλημμυρικό γεγονός αφήνει πίσω του εμφανή σημάδια, τα οποία προέρχονται από την ροή του νερού. Το νερό καθώς συγκεντρώνεται στην κεντρική κοίτη, παρασύρει μαζί του κάθε είδους φερτά υλικά, όπως κορμούς δέντρων, κλαδιά, πέτρες, χώμα κ.α. Ένα μέρος των φερτών υλικών παγιδεύονται σε διάφορα σημεία της κεντρικής κοίτης, κατά την αιώρησή τους στο νερό, προσδιορίζοντας την στάθμη του νερού που απέρρευσε. Γενικά, κάθε πλημμυρική απορροή αφήνει τα σημάδια της στην κεντρική κοίτη. Τα σημάδια αυτά, μας επιτρέπουν να υπολογίσουμε το βάθος ροής του νερού και εν συνεχεία, τη μέγιστη παροχή. Όσον αφορά στην περιοχή έρευνας, έγινε προσπάθεια να επιλεχθεί μία διατομή σε ευθύγραμμο τμήμα της κεντρικής κοίτης της λεκάνης απορροής, όπου να υπάρχει σταθερή κλίση και ομοιόμορφη τραχύτητα του πυθμένα. Επιπλέον, η διατομή επιλέχθηκε γεωγραφικά μετά το σημείο σχηματισμού της προσωρινής λίμνης, η οποία κατέκλυσε το χωριό Μελισσουργός, δημιουργώντας μεγάλες καταστροφές. Αφού πραγματοποιήθηκε διαβημάτιση του στενού φαραγγιού που υπάρχει στην περιοχή του 56

63 Μελισσουργού, επιλέχθηκε η διατομή στο στενότερο σημείο του. Είναι εντυπωσιακό ότι μετά από τέσσερα χρόνια από την πλημμύρα του 2006 υπάρχουν ακόμα έντονα σημάδια από την πλημμυρική παροχή, κλαδιά, κορμοί δέντρων, πέτρες, χώμα, μπάζα, σκαλωσιές και ότι άλλο μπόρεσαν να μεταφέρουν τα ορμητικά νερά βρίσκονται ακόμη και σήμερα πάνω σε δέντρα που δεν ξεριζώθηκαν, πάνω σε βράχους σε απόσταση επτά μέτρων από τον πυθμένα της κοίτης. Εικ. 4. Φερτά υλικά πάνω σε κλαδιά Πλατάνου σε ύψος εφτά μέτρων Σχήμα 10. Διατομή της κοίτης στο στενότερο σημείο 57

64 Με βάση λοιπόν τη μέθοδο των ιχνών απορροής υπολογίστηκε το εμβαδόν της διατομής, η διαβρεχόμενη επιφάνεια και η κλίση της κοίτης. Τα αποτελέσματα παρατίθενται στον παρακάτω πίνακα. Πίνακας 20. Υπολογισμός μέγιστης παροχής με την μέθοδο ιχνών απορροής ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΑΤΟΜΗΣ ΣΥΜΒΟΛΟ ΤΙΜΕΣ ΜΕΣΗ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΡΟΗΣ u (m/sec) 4 ΕΜΒΑΔΟΝ ΔΙΑΤΟΜΗΣ F (m 2 ) 86,5 ΔΙΑΒΡΕΧΟΜΕΝΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ U (m) 30,5 ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΚΤΙΝΑ R (m) 2,84 ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΤΡΑΧΥΤΗΤΑΣ K 19 ΚΛΙΣΗ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΚΟΙΤΗΣ J (%) 1 ΜΕΓΙΣΤΗ ΠΑΡΟΧΗ Q (m 3 /sec) 346 ΠΑΡΟΧΗ ΜΕ ΒΑΘΟΣ ΡΟΗΣ 4m Q (m 3 /sec) 154,7 ΜΕΣΗ ΤΙΜΗ ΜΕΓΙΣΤΗΣ ΠΑΡΟΧΗΣ Q max100 (m 3 /sec) 417,68 Σύμφωνα με τον παραπάνω πίνακα, η μέγιστη παροχή του πλημμυρικού γεγονότος στην συγκεκριμένη διατομή ήταν 346 m 3 /sec. Μετά τον υπολογισμό της μέγιστης παροχής εκατονταετίας (Q max100 ) με εμπειρικούς και αναλυτικούς τύπους, η μέση τιμή είναι 417,68 m 3 /sec. Η μέση τιμή μέγιστης παροχής (Q max100 ) που υπολογίστηκε είναι πολύ μεγαλύτερη από την παροχετευτικότητα της κοίτης στο σημείο της διατομής. Άρα, είναι πολύ πιθανό στο μέλλον να παρατηρηθεί ξανά πλημμυρικό γεγονός στην περιοχή. Αξίζει να αναφερθεί ότι το βάθος ροής ήταν τουλάχιστον 7 μέτρα. Για να φτάσει το νερό σε τέτοιο βάθος ροής μέσα στο φαράγγι σημαίνει ότι και στα ανάντη του φαραγγιού το βάθος ροής ήταν ανάλογο. Πράγματι, έτσι συνέβη, αφού το βάθος της προσωρινής λίμνης ήταν περίπου 8 μέτρα. Το εμβαδό αυτής της λίμνης που σχηματίστηκε έφτασε τα 0,6897 km 2 και η έκταση που κατέλαβε φαίνεται στην παρακάτω εικόνα (εικ.5) 58

65 Εικ. 5. Πλημμυρικό πεδίο που σχηματίστηκε μετά την πλημμύρα. Με κίτρινη γραμμή αποτυπώνεται η έκταση του πλημμυρικού πεδίου, με μπλε γραμμή το υδρογραφικό δίκτυο και με κόκκινη ο υδροκρίτης. Το χωριό Μελισσουργός, που πλημμύρισε, βρίσκεται πολύ κοντά στην κεντρική κοίτη. Η υψομετρική διαφορά μεταξύ του χωριού και της κεντρικής κοίτης δεν είναι παραπάνω από 4 με 5 μέτρα. Συνεπώς, αν το βάθος ροής ξεπεράσει τα 4-5 μέτρα, είναι πολύ πιθανή η υπερχείλιση της κοίτης και η κατάκλιση του χωριού με νερό. Η γέφυρα της εικόνας 6, η οποία διασχίζει την κεντρική κοίτη, κατασκευάστηκε μετά την πλημμύρα του 2006 και ενώνει τον Μελισσουργό με το δημοτικό αλσύλλιο. Η παροχετευτικότητα της γέφυρας υπολογίστηκε 266 m 3 /sec, η οποία είναι αρκετά μικρότερη της μέγιστης παροχής εκατονταετίας (Q max100 ) και της μέγιστης παροχής του πλημμυρικού γεγονότος. 59

66 Εικ. 6. Γέφυρα στην κεντρική κοίτη του Μελισσουργού Το ύψος της στέψης της γέφυρας (3 μέτρα περίπου), βρίσκεται περίπου στο ύψος του χωριού Μελισσουργός. Πιθανή υπερχείλιση αυτής της γέφυρας σημαίνει ότι ο Μελισσουργός κινδυνεύει από πλημμύρα. Η συγκεκριμένη γέφυρα και ο τρόπος κατασκευής της μπορεί να λειτουργήσει περισσότερο ως εμπόδιο στην ελεύθερη κίνηση του νερού, παρά ως μέσο διέλευσης αυτού. 5.4 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΧΕΙΜΑΡΡΙΚΟΤΗΤΑΣ Οι παράγοντες χειμαρρικότητας είναι το κλίμα, το ανάγλυφο, η βλάστηση, το γεωλογικό υπόθεμα και οι ανθρωπογενείς παρεμβάσεις. Παρακάτω αναλύονται ένας προς έναν, οι χειμαρρικοί παράγοντες, παρατίθενται χάρτες ανάγλυφου, βλάστησης και γεωλογίας και γίνεται προσπάθεια διερεύνησης του βαθμού επιρροής τους στη χειμαρρικότητα της λεκάνης απορροής ΚΛΙΜΑ Το κλίμα αποτελεί το σπουδαιότερο παράγοντα χειμαρρικότητας γιατί είναι αυτός που προκαλεί την έναρξη κάθε είδους χειμαρρικού φαινομένου. Το κλίμα μιας περιοχής προσδιορίζεται από την ετήσια ποσότητα των κατακρημνισμάτων, τη διάρκεια και την ένταση των φαινομένων που λαμβάνουν χώρα και τη θερμοκρασία. Τα κατακρημνίσματα αποτελούν την εισροή ενέργειας στο χειμαρρικό περιβάλλον, ενώ οι άλλοι παράγοντες χειμαρρικότητας καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο θα διαχειριστεί η ενέργεια αυτή. Δηλαδή καθορίζουν πόσο νερό από το σύνολο των κατακρημνισμάτων θα απορρεύσει επιφανειακά, πόσο θα διηθηθεί στο έδαφος και πόσο θα 60

67 εξατμισθεί στην ατμόσφαιρα. Η βροχή με την ταχύτητα και τη δύναμη που αποκτάει από την βαρυτική έλξη, προσκρούει στην επιφάνεια του εδάφους αποσπώντας εδαφικό υλικό, το οποίο μεταφέρεται με την κινητική δύναμη του νερού και έτσι δημιουργούνται τα διάφορα χειμαρρικά φαινόμενα. Χάρτης 7. Υδατικό διαμέρισμα Κεντρικής Μακεδονίας Το κλίμα στον ελλαδικό χώρο καθορίζεται από διαφορετικά μετεωρολογικά συστήματα κατά τη διάρκεια του χειμώνα και του καλοκαιριού. Το χειμώνα η Ελλάδα δεν επηρεάζεται μόνιμα από κάποιο βαρομετρικό σύστημα, αλλά συνήθως επηρεάζεται από τον σιβηρικό αντικυκλώνα και από τα χαμηλά του Βόρειου Ατλαντικού και της Βορειοανατολικής Αφρικής. Πλησιάζοντας προς το καλοκαίρι, τα παραπάνω συστήματα εξασθενούν, ενώ συγχρόνως ενισχύεται ο αντικυκλώνας του Ατλαντικού και το θερινό βαρομετρικό χαμηλό των Ινδιών του Πακιστάν, τα οποία προωθούν προς την χώρα μας ευσταθείς αέριες μάζες. Η ταχύτητα των αέριων μαζών, που προέρχονται από τον Ατλαντικό είναι καθοριστική για τα ποσά υγρασίας που θα μεταφερθούν στη χώρα μας. Αν κινηθούν με μεγαλύτερη ταχύτητα αυτές οι αέριες μάζες, θα μεταφέρουν στη χώρα μας μεγαλύτερη ποσότητα υγρασίας. Εκτός από τα βαρομετρικά συστήματα που επηρεάζουν τη χώρα μας, κυρίαρχο ρόλο παίζει η γεωμορφολογική συγκρότηση της χώρας. Η οροσειρά της Πίνδου που διατρέχει τη χώρα από τα Βόρεια σύνορα μέχρι τη Στερεά Ελλάδα, αποτελεί εμπόδιο στην κίνηση των αέριων μαζών. Με αυτόν τον τρόπο δημιουργούνται διαφορές στην ποσότητα των κατακρημνισμάτων που 61

68 δέχεται η Δυτική και Ανατολική Ελλάδα. Η Ελλάδα έχει χωριστεί σε 14 υδατικά διαμερίσματα και η περιοχή έρευνας ανήκει σε αυτό της Κεντρικής Μακεδονίας (10) (χάρτης 7). Παρακάτω γίνεται ανάλυση του κλίματος της περιοχής μελέτης, δίνονται πίνακες με τα αποτελέσματα, ομβροθερμικό διάγραμμα και άλλα σχήματα και χάρτες που περιγράφουν τη δράση του κλίματος ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΤΟΥ ΚΛΙΜΑΤΟΣ ΚΑΤΑ KÖPPEN Η κατάταξη κατά παρουσιάζει το πλεονέκτημα ότι είναι απλή στην εφαρμογή της και χρησιμοποιεί κλιματικά δεδομένα που είναι διαθέσιμα από όλους τους μετεωρολογικούς σταθμούς. Ο Κöppen στην προσπάθειά του να προσδιορίσει τους κύριους κλιματικούς τύπους που επικρατούν στη γη χρησιμοποίησε τρία σύνολα συμβόλων γραμμάτων. Τα γράμματα A,B,C,D,E παριστάνουν τις βασικές πέντε κατηγορίες κλιμάτων. Τα σύμβολα του δεύτερου συνόλου F, f, n, s, T, w προσδιορίζουν τα βροχομετρικά χαρακτηριστικά, εκτός από τα F,T που αναφέρονται στην παράμετρο της θερμοκρασίας. Τέλος, τα σύμβολα του τρίτου συνόλου a,b,c,d,h,k προσδιορίζουν ειδικότερες θερμοκρασιακές καταστάσεις (Φλόκας, 1997). Σύμφωνα, λοιπόν, με την κατάταξη Κöppen, για τον μετεωρολογικό σταθμό του Ταξιάρχη, το κλίμα της περιοχής κατατάσσεται ως Cfb, δηλαδή κλίμα θαλάσσιο με θερμά καλοκαίρια, ήπιους χειμώνες και υγρές όλες τις εποχές του έτους. Συγκεκριμένα, η επεξήγηση των συμβόλων είναι η παρακάτω: Μεσόθερμα ή θερμά εύκρατα κλίματα (C): Στην κατηγορία αυτή ανήκουν βροχερά κλίματα με ήπιους χειμώνες. Η θερμοκρασία του θερμότερου μήνα (Τ Θ ) είναι μεγαλύτερη των 10 ο C και του ψυχρότερου (Τ ψ ) στους 18 με -3 ο C, δηλαδή Τ Θ > 10 ο C και -3 < Τ ψ < 18 ο C. Υγρό (f): Η βροχή κατανέμεται ομοιόμορφα σε όλη την διάρκεια του έτους. Το μηνιαίο ύψος βροχής του ξηρότερου μήνα θα πρέπει να είναι μεγαλύτερο των 30 mm. Κλίματα θερμού θέρους (b): Η τιμή της μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας του θερμότερου μήνα θα πρέπει να είναι μικρότερη των 22 ο C (T θ < 22 ο C). Συγχρόνως, όμως, θα πρέπει και τέσσερις τουλάχιστον θερμοί μήνες να έχουν τιμή της μέσης μηνιαίας τους θερμοκρασίας μεγαλύτερη των 10 ο C. Όσον αφορά τον μετεωρολογικό σταθμό της Αρναίας, το κλίμα της περιοχής κατατάσσεται ως Csa, δηλαδή πρόκειται για κλίμα της ενδοχώρας της Μεσογείου με πολύ θερμά και ξηρά καλοκαίρια και ήπιους χειμώνες. Συγκεκριμένα, η επεξήγηση των συμβόλων είναι η ακόλουθη: Μεσόθερμα ή θερμά εύκρατα κλίματα (C): Στην κατηγορία αυτή ανήκουν βροχερά κλίματα με ήπιους χειμώνες. Η θερμοκρασία του θερμότερου μήνα (Τ Θ ) είναι μεγαλύτερη των 10 ο C και του ψυχρότερου (Τ ψ ) στους 18 με -3 ο C, δηλαδή Τ Θ > 10 ο C και -3 < Τ ψ < 18 ο C. 62

69 Ξηρή περίοδος το θέρος (s): το ύψος βροχόπτωσης του ξηρότερου θερμού μήνα θα πρέπει να είναι αφενός, μικρότερο των 30 mm, και αφετέρου μικρότερο του 1/3 του ύψους βροχής του βροχερότερου μήνα. Κλίματα πολύ θερμού θέρους (a): Η τιμή της μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας του θερμότερου μήνα θα πρέπει να είναι ίση ή μεγαλύτερη των 22 ο C (Τ θ 22 ο C). Πίνακας 21. Κατάταξη κλίματος κατά Κöppen ΣΥΜΒΟΛΟ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΟΣ ΣΤΑΘΜΟΣ ΤΑΞΙΑΡΧΗ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΟΣ ΑΡΝΑΙΑΣ C Τ θ : ΙΟΥΛΙΟΣ 20,9 ο C T ψ : ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 1,7 ο C Τ Θ > 10 C και -3 < Τ ψ < 18 ο C Τ θ : ΙΟΥΛΙΟΣ 22,9 ο C T ψ : ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 2,6 ο C Τ Θ > 10 ο C και -3 < Τ ψ < 18 ο C f ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 43,39 mm - b Τ θ : ΙΟΥΛΙΟΣ 20,9 ο C (T θ < 22 ο C) - s - ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 28,26 mm ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 116 mm a - Τ θ : ΙΟΥΛΙΟΣ 22,9 ο C (Τ θ 22 ο C) ΚΛΙΜΑ Cfb Csa ΟΜΒΡΟΘΕΡΜΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Το ομβροθερμικό διάγραμμα απεικονίζει την πορεία των μέσων μηνιαίων θερμοκρασιών και των μέσων μηνιαίων βροχοπτώσεων μιας περιοχής. Οι παραπάνω μέσες μηνιαίες τιμές προκύπτουν από καταγραφές που διεξάγουν μετεωρολογικοί σταθμοί. Όσον αφορά στην περιοχή έρευνας, τα στοιχεία για να καταρτιστούν τα ομβροθερμικά διαγράμματα αντλήθηκαν από μετεωρολογικούς σταθμούς του Ταξιάρχη και της Αρναίας. Τα σημεία τομής των δύο καμπυλών που σχηματίζονται από τις μέσες μηνιαίες τιμές θερμοκρασίας και βροχόπτωσης αποτελούν την ξηροθερμική περίοδο. Κατά την ξηροθερμική περίοδο παρατηρείται η ελάχιστη τιμή της μέσης μηνιαίας βροχόπτωσης, σε συνδυασμό με τη μέγιστη τιμή της μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας. Όσον αφορά το ομβροθερμικό διάγραμμα του μετεωρολογικού σταθμού του Ταξιάρχη, παρατηρεί κανείς ότι δεν τέμνονται οι δύο καμπύλες σε κανένα μήνα του έτους, πράγμα που σημαίνει ότι δεν υπάρχει ξηροθερμική περίοδος. Το κλίμα της περιοχής, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, είναι υγρό, το ετήσιο ύψος βροχόπτωσης κατανέμεται στους μήνες περίπου ομοιόμορφα, παρουσιάζοντας τρία μέγιστα, τους μήνες Νοέμβριο, Φεβρουάριο και Μάιο. Η μικρότερη τιμή μέσης μηνιαίας βροχόπτωσης καταγράφεται τον μήνα Αύγουστο. τους 63

70 120 ΟΜΒΡΟΘΕΡΜΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Μ.Σ. ΤΑΞΙΑΡΧΗ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ (mm) ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ( ο C) ΜΕΣΗ ΜΗΝΙΑΙΑ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ ΜΕΣΗ ΜΗΝΙΑΙΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΪ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ 59,16 70,51 58,28 51,82 68,74 58,91 47,72 43,39 51,13 62,60 103,9 79,40 1,7 2,2 5,1 9,3 14,4 18,9 20,9 20,4 16,7 11,9 6,6 3,1 0 Σχήμα 11. Ομβροθερμικό Διάγραμμα Μετεωρολογικού Σταθμού Ταξιάρχη Η θερμοκρασία ακολουθεί την πορεία που παρουσιάζει γενικά το μεσογειακό κλίμα, με τις χαμηλότερες θερμοκρασίες να καταγράφονται τους χειμερινούς μήνες, με ελάχιστη τιμή μέσης θερμοκρασίας τον Ιανουάριο, ενώ η μέγιστη τιμή καταγράφεται τον μήνα Ιούλιο. Στο ομβροθερμικό διάγραμμα του μετεωρολογικού σταθμού Αρναίας παρατηρείται μικρής διάρκειας ξηροθερμική περίοδος κατά τους καλοκαιρινούς μήνες. Πιο συγκεκριμένα, η καμπύλη της μέσης μηνιαίας βροχόπτωσης και η καμπύλη της μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας τέμνονται τους μήνες Ιούνιο και Αύγουστο, όπου και παρουσιάζονται οι ελάχιστες τιμές της μέσης μηνιαίας βροχόπτωσης. Αξίζει να αναφερθεί, ότι ο μήνας Ιούλιος παρουσιάζει ένα μικρό μέγιστο στην βροχόπτωση, διακόπτοντας την ξηροθερμική περίοδο. Η μέγιστη τιμή μέσης μηνιαίας βροχόπτωσης καταγράφεται τον μήνα Δεκέμβριο. 64

71 Η θερμοκρασία ακολουθεί και σε αυτή την περίπτωση το μεσογειακό πρότυπο, με τις μέγιστες τιμές να καταγράφονται τους θερινούς μήνες (μέγιστη τιμή τον Ιούλιο), ενώ η ελάχιστη τιμή μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας καταγράφεται τον μήνα Ιανουάριο. ΟΜΒΡΟΘΕΡΜΙΚΟ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΑΡΝΑΙΑΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ (m m ) ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ( ο C) ΜΕΣΗ ΜΗΝΙΑΙΑ ΒΡΟΠΤΩΣΗ ΜΕΣΗ ΜΗΝΙΑΙΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΪ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ 62,68 57,92 52,32 47,50 59,01 34,70 48,80 28,26 45,86 65,23 72, ,6 3,4 6, ,2 20,9 22,9 22, ,3 7,6 4,7 0 Σχήμα 12. Ομβροθερμικό Διάγραμμα Μετεωρολογικού Σταθμού Αρναίας ΑΝΑΛΥΣΗ ΧΡΟΝΟΣΕΙΡΩΝ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Στα παρακάτω σχήματα γίνεται προσπάθεια να αποτυπωθεί η εξέλιξη της ετήσιας βροχόπτωσης με βάση τις καταγραφές που υπάρχουν. Αυτή η εργασία πραγματοποιείται, με σκοπό να προσδιοριστεί η αύξηση ή η μείωση των κατακρημνισμάτων στην περιοχή μελέτης. Τα συμπεράσματα που εξάγονται από τα σχήματα σε συνδυασμό με τον ετήσιο αριθμό ημερών βροχόπτωσης, συμβάλουν στον προσδιορισμό επικινδυνότητας πλημμυρικών γεγονότων. Μία αύξηση των ετήσιων κατακρημνισμάτων, σε συνδυασμό με μείωση των ημερών βροχής, σημαίνει εντονότερα καιρικά φαινόμενα και πιθανότητα πλημμυρικών γεγονότων. Αντιθέτως, μείωση των κατακρημνισμάτων και των ημερών βροχής σημαίνει μεγαλύτερες περιόδους ξηρασίας. 65

72 ΕΤΗΣΙΑ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ Μ.Σ. ΤΑΞΙΑΡΧΗ y = 5,1506x , ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ (mm) ETH Σχήμα 13. Εξέλιξη τιμών ετήσιας βροχόπτωσης του μετεωρολογικού σταθμού του Ταξιάρχη 120 ΜΕΡΕΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Μ.Σ. ΤΑΞΙΑΡΧΗ ΜΕΡΕΣ y = -0,1188x + 316, ΕΤH Σχήμα 14. Εξέλιξη ετήσιων ημερών βροχόπτωσης του μετεωρολογικού σταθμού του Ταξιάρχη Σύμφωνα με το σχήμα 13, στον μετεωρολογικό σταθμό του Ταξιάρχη παρατηρείται σημαντική αύξηση των ετήσιων κατακρημνισμάτων, περίπου 5,1 mm ανά έτος ή 51,51 mm ανά 10ετία. 66

73 Παράλληλα, ο ετήσιος αριθμός ημερών βροχόπτωσης έχει παραμείνει ουσιαστικά σταθερός, σημειώνοντας μία μικρή μείωση. Από το παραπάνω συμπεραίνεται ότι η περιοχή έρευνας δέχεται μεγαλύτερες ποσότητες κατακρημνισμάτων σε λιγότερες μέρες, πράγμα που οδηγεί σε εντονότερα καιρικά φαινόμενα και αυξημένη πιθανότητα πλημμυρικών γεγονότων. Και άλλοι ερευνητές έχουν αναφέρει σε εργασίες τους που αφορούν χώρες της Μεσογείου (Κρήτη Maas and Macklin 2002, Ισπανία - De Luis et al. 2001, Ισραήλ Paz and Kutiel 2003), ότι τα ετήσια κατακρημνίσματα δεν έχουν μεταβληθεί σημαντικά σε σχέση με το παρελθόν, αλλά παρατηρείται σημαντική μείωση της περιόδου των βροχών (μέρες βροχής) (Wittenberg et al., 2007). Στα σχήματα που ακολουθούν γίνεται πιο λεπτομερής ανάλυση των ημερών βροχόπτωσης και των ετήσιων κατακρημνισμάτων κατανεμημένα ανά εποχή. 45 ΜΕΡΕΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Μ.Σ. ΤΑΞΙΑΡΧΗ - ΧΕΙΜΩΝΑΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ Μ.Σ. ΤΑΞΙΑΡΧΗ - ΧΕΙΜΩΝΑΣ ΜΕΡΕΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ (mm ) y = -0,2406x + 687,92 5 y = -0,1024x + 225, ΕΤH 1A ΕΤΗ 1B Μ Ε Ρ Ε Σ ΜΕΡΕΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Μ.Σ. ΤΑΞΙΑΡΧΗ - ΑΝΟΙΞΗ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ (mm) ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ Μ.Σ. ΤΑΞΙΑΡΧΗ - ΑΝΟΙΞΗ 5 0 y = -0,1123x + 246, ΕΤH 2A 50 y = -0,2143x + 605, ΕΤΗ 2B 67

74 ΜΕΡΕΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Μ.Σ. ΤΑΞΙΑΡΧΗ - ΚΑΛΟΚΑΙΡΙ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ Μ.Σ. ΤΑΞΙΑΡΧΗ - ΚΑΛΟΚΑΙΡΙ y = -0,4635x ,5 ΜΕΡΕΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ (mm) y = -0,0547x + 124, ΕΤH 3A ΕΤΗ 3B 40 ΜΕΡΕΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Μ.Σ. ΤΑΞΙΑΡΧΗ - ΦΘΙΝΟΠΩΡΟ 600 ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ Μ.Σ. ΤΑΞΙΑΡΧΗ - ΦΘΙΝΟΠΩΡΟ ΜΕΡΕΣ y = 0,1507x - 280, ΕΤH ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ (mm) y = 5,7426x ΕΤΗ 4A 4B Σχήμα 15. (1, 2, 3, 4). Διαχρονική εξέλιξη των ημερών βροχής (Α) και της ετήσιας βροχόπτωσης (Β) για τις τέσσερις εποχές του έτους (1. Χειμώνας, 2. Άνοιξη, 3. Καλοκαίρι και 4. Φθινόπωρο) του μετεωρολογικού σταθμού του Ταξιάρχη Εύκολα συμπεραίνει κανείς από τα παραπάνω σχήματα, ότι κατά τις εποχές Χειμώνα, Άνοιξη και Καλοκαίρι η μεταβολή στην βροχόπτωση είναι ελαφρώς πτωτική, ενώ οι ημέρες βροχής μειώνονται σε μεγαλύτερο βαθμό. Όσον αφορά στο Φθινόπωρο, παρατηρείται σημαντικότατη αύξηση των κατακρημνισμάτων που δεν συνοδεύεται από τόσο σημαντική αύξηση ημερών βροχόπτωσης. Στο σχήμα 16 παρουσιάζεται η πορεία της ετήσιας βροχόπτωσης από το 1974 έως το Από το σχήμα συμπεραίνεται ότι και στον Μ.Σ. της Αρναίας υπάρχει αύξηση της ετήσιας βροχόπτωσης ανάλογη με αυτή του Μ.Σ. Ταξιάρχη. Η αύξηση είναι περίπου 5,3 mm ανά έτος ή 52,61 mm ανά 10ετία. 68

75 1200 ΕΤΗΣΙΑ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ Μ.Σ. ΑΡΝΑΙΑΣ y = 5,2616x , ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ (mm) Σχήμα 16. Εξέλιξη τιμών ετήσιας βροχόπτωσης του μετεωρολογικού σταθμού της Αρναίας για τα έτη ΕΤΗ 1200 ΕΤΗΣΙΑ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ Μ.Σ. ΑΡΝΑΙΑΣ y = 7,6654x ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ (mm) ΕΤΗ Σχήμα 17. Εξέλιξη τιμών ετήσιας βροχόπτωσης του μετεωρολογικού σταθμού της Αρναίας για τα έτη

76 100 ΜΕΡΕΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Μ.Σ. ΑΡΝΑΙΑΣ ΜΕΡΕΣ y = 0,1592x - 250, ΕΤΗ Σχήμα 18. Εξέλιξη ετήσιων ημερών βροχόπτωσης του μετεωρολογικού σταθμού της Αρναίας Στον μετεωρολογικό σταθμό της Αρναίας, σημειώνεται σημαντική αύξηση των κατακρημνισμάτων ανάλογη με αυτήν του μετεωρολογικού σταθμού του Ταξιάρχη και είναι περίπου της τάξης των 7,7 mm ανά έτος ή 76,65 mm ανά 10ετία, από το 1987 μέχρι το Οι ημέρες βροχόπτωσης παρουσιάζουν μικρή αύξηση. Στα παρακάτω σχήματα καταγράφεται η εξέλιξη των ημερών βροχόπτωσης και των κατακρημνισμάτων σε σχέση με τις εποχές του χρόνου. 35 ΜΕΡΕΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Μ.Σ. ΑΡΝΑΙΑΣ - ΧΕΙΜΩΝΑΣ 600 ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ Μ.Σ. ΑΡΝΑΙΑΣ - ΧΕΙΜΩΝΑΣ Μ ΕΡΕ Σ Β Ρ Ο Χ Ο Π Τ Ω Σ Η (m m ) y = 0,2897x - 557, ΕΤΗ 1Α 100 y = 3,438x , ΕΤΗ 1Β 70

77 ΜΕΡΕΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Μ.Σ. ΑΡΝΑΙΑΣ - ΑΝΟΙΞΗ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ Μ.Σ. ΑΡΝΑΙΑΣ - ΑΝΟΙΞΗ ΜΕΡΕΣ ΒΡ Ο Χ Ο Π ΤΩ Σ Η (m m ) y = -0,1158x + 249, ΕΤΗ 2Α 50 y = -0,334x + 825, ΕΤΗ 2Β 25 ΜΕΡΕΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Μ.Σ. ΑΡΝΑΙΑΣ - ΚΑΛΟΚΑΙΡΙ 250 ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ Μ.Σ. ΑΡΝΑΙΑΣ - ΚΑΛΟΚΑΙΡΙ Μ ΕΡΕΣ y = -0,1609x + 332, ΕΤΗ 3Α ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ (mm) y = 0,3908x - 668, ΕΤΗ 3Β 30 ΜΕΡΕΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ Μ.Σ. ΑΡΝΑΙΑΣ - ΦΘΙΝΩΠΟΡΟ 450 ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ Μ.Σ. ΑΡΝΑΙΑΣ - ΦΘΙΝΟΠΩΡΟ Μ ΕΡΕΣ y = 0,1462x - 275, ΕΤΗ ΒΡ Ο Χ Ο ΠΤΩ ΣΗ (m m ) y = 4,1903x , Α 4B Σχήμα 19. (1, 2, 3, 4). Διαχρονική εξέλιξη των ημερών βροχής (Α) και της ετήσιας βροχόπτωσης (Β) για τις τέσσερις εποχές του έτους (1. Χειμώνας, 2. Άνοιξη, 3. Καλοκαίρι και 4. Φθινόπωρο) του μετεωρολογικού σταθμού της Αρναίας Στον μετεωρολογικό σταθμό της Αρναίας μεγαλύτερη αύξηση των κατακρημνισμάτων παρατηρείται κυρίως το Φθινόπωρο, αλλά και το Χειμώνα. Όσον αφορά στις ημέρες της ΕΤΗ 71

78 βροχόπτωσης, σημειώνεται αύξηση το Φθινόπωρο και το Χειμώνα, ενώ παρατηρείται μείωση την Άνοιξη και το Καλοκαίρι. ΜΕΓΙΣΤΕΣ ΤΙΜΕΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ 24ΩΡΟΥ Μ.Σ. ΤΑΞΙΑΡΧΗ hmax24 (mm) y = 1,2193x , ΕΤΗ Σχήμα 20. Καταγραφή ετήσιων μέγιστων βροχοπτώσεων 24ώρου του μετεωρολογικού σταθμού Ταξιάρχη 160 ΜΕΓΙΣΤΕΣ ΤΙΜΕΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ 24ΩΡΟΥ Μ.Σ. ΑΡΝΑΙΑΣ hmax24 (mm) y = 1,1519x , ΕΤΗ Σχήμα 21. Καταγραφή ετήσιων μέγιστων βροχοπτώσεων 24ώρου του μετεωρολογικού σταθμού Αρναίας 72

79 Τα παραπάνω σχήματα ενισχύουν την άποψη που υποστηρίζει ότι με την αύξηση των ετήσιων κατακρημνισμάτων και την παράλληλη μείωση των ημερών βροχόπτωσης συμβαίνει αύξηση των έντονων καιρικών φαινομένων και πλημμυρικών γεγονότων. Στα παραπάνω δύο σχήματα καταγράφεται έντονη αύξηση των μέγιστων βροχοπτώσεων 24ώρου στους μετεωρολογικούς σταθμούς Ταξιάρχη και Αρναίας, σε σχέση με τα προηγούμενα χρόνια. Η αύξηση της μέγιστης βροχόπτωσης 24ώρου είναι πιο έντονη στο μετεωρολογικό σταθμό Ταξιάρχη και κυμαίνεται στα 12,19 mm ανά 10ετία, ενώ η αύξηση στο σταθμό της Αρναίας είναι περίπου 11,52 mm ανά 10ετία ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΒΡΟΧΟΒΑΘΜΙΔΑΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Το ετήσιο ύψος βροχόπτωσης που δέχεται κάθε σημείο μιας περιοχής μεταβάλλεται σε σχέση με το υψόμετρο. Είναι γνωστό ότι αυξανομένου του υψομέτρου, αυξάνεται παράλληλα και το ύψος βροχόπτωσης. Βέβαια, εκτός από την υψομετρία της περιοχής, σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση των κατακρημνισμάτων παίζει και η πιθανή γειτνίαση με τη θάλασσα. Όσον αφορά την περιοχή μελέτης, ο υπολογισμός της βροχοβαθμίδας έγινε με τη βοήθεια στοιχείων από 7 μετεωρολογικούς σταθμούς, οι οποίοι δίνονται στον πίνακα 22 μαζί με τα μέσα ετήσια ύψη βροχόπτωσής τους. Χρησιμοποιώντας την μέθοδο των ελαχίστων τετραγώνων υπολογίστηκε η ευθεία που συσχετίζει τα μέσα ύψη βροχόπτωσης των μετεωρολογικών σταθμών που επιλέχτηκαν. Οι μετεωρολογικοί σταθμοί που επιλέχθηκαν βρίσκονται όλοι έξω από τα όρια της λεκάνης απορροής, εκτός από τον σταθμό της Αρναίας. Ουσιαστικά, η βροχοβαθμίδα που παρουσιάζεται παραπάνω, περιγράφει γενικότερα το χώρο της κεντρικής και βόρειας Χαλκιδικής. Από το παραπάνω σχήμα συμπεραίνεται ότι με κάθε αύξηση του υψομέτρου κατά 100 m, σημειώνεται παράλληλη αύξηση της βροχόπτωσης περίπου 40 mm. Παρακάτω ακολουθεί ο χάρτης 8 γεωγραφικής κατανομής των κατακρημνισμάτων στη λεκάνη απορροής. 800 ΒΡΟΧΟΒΑΘΜΙΔΑ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ mm y = 0,3733x R 2 = 0, ΥΨΟΜΕΤΡΟ (m) Σχήμα 22. Γραφική απεικόνιση της βροχοβαθμίδας της περιοχής 73

80 Χάρτης 8. Γεωγραφική κατανομή της ετήσιας βροχόπτωσης Πίνακας 22. Καταγραφή υψομέτρου και ετήσιας βροχόπτωσης (mm/έτος) για κάθε μετεωρολογικό σταθμό ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ ΥΨΟΜΕΤΡΟ (mm / έτος) ,77 ΤΑΞΙΑΡΧΗΣ ,2 ΑΡΝΑΙΑ ,9 ΑΓ. ΠΡΟΔΡΟΜΟΣ Μ. ΠΑΝΑΓΙΑ ,99 ΠΛΑΝΑ ,5 ΟΡΜΥΛΙΑ ,6 ΑΓ. ΜΑΜΑΣ ΑΝΑΓΛΥΦΟ Ο χειμαρρικός παράγοντας ανάγλυφο ασκεί ρυθμιστικό παράγοντα στα χειμαρρικά φαινόμενα, διότι είναι αυτός που καθορίζει τον τρόπο επίδρασης της ενέργειας των κατακρημνισμάτων. Η δύναμη που αποκτά το νερό καθώς ρέει επιφανειακά εξαρτάται κυρίως από τις κλίσεις του εδάφους και των χειμαρρικών ρευμάτων, που διαμορφώνονται από το ανάγλυφο. Περιοχές με έντονες κλίσεις δημιουργούν έντονα χειμαρρικά φαινόμεα, ενώ περιοχές με ήπιες κλίσεις δημιουργούν μικρότερης έντασης χειμαρρικά φαινόμενα. 74

81 Ένα καλό μέτρο για την περιγραφή του ανάγλυφου μιας περιοχής είναι η υψογραφική καμπύλη. Πρόκειται για την γραφική παράσταση της σχέσης μεταξύ των υψομέτρων της λεκάνης και των επιφανειών, που αυτές καταλαμβάνουν στο χώρο της. Η υψογραφική καμπύλη διακρίνεται σε απόλυτη, όταν για τον σχηματισμό της χρησιμοποιούνται οι απόλυτες τιμές εμβαδού και σε ποσοστιαία, όταν χρησιμοποιείται το αθροιστικό ποσοστό των εμβαδόν της περιοχής. Συγκεκριμένα, μας πληροφορεί για το ποσοστό του εμβαδού που καταλαμβάνει κάθε κλάση υψομέτρου. ΥΨΟΜΕΤΡΟ (m) ΑΠΟΛΥΤΗ ΥΨΟΓΡΑΦΙΚΗ ΚΑΜΠΥΛΗ ΕΜΒΑΔΟ (km 2 ) Μέσο Υψόμετρο (455m) ΥΨΟΜΕΤΡΟ (m) Σχήμα 23. Απόλυτη υψογραφική καμπύλη της λεκάνης απορροής ΠΟΣΟΣΤΙΑΙΑ ΥΨΟΓΡΑΦΙΚΗ ΚΑΜΠΥΛΗ ΠΟΣΟΣΤΙΑΙΑ ΚΑΤΑΝΟΜ Η ΕΜ ΒΑΔΟΥ (%) Μέσο Υψόμετρο (455m) Σχήμα 24. Ποσοστιαία υψογραφική καμπύλη της λεκάνης απορροής 75

82 Χάρτης 9. Επικρατούσες κλίσεις στη λεκάνη απορροής Σύμφωνα με τα παραπάνω σχήματα, ο ρυθμός μεταβολής του εμβαδού σε σχέση με το υψόμετρο είναι σταθερός από τα 200m έως τα 700m, ενώ μειώνεται σημαντικά από τα 700m έως το μέγιστο υψόμετρο στα 1080m. Στα 500m, δηλαδή λίγο παραπάνω από το μέσο υψόμετρο (455m) το εμβαδό της λεκάνης απορροής μοιράζεται εξίσου σε δύο μέρη. Το μεγαλύτερο μέρος του εμβαδού της λεκάνης απορροής βρίσκεται μεταξύ των 300m και των 700m, άρα χαρακτηρίζεται ως λοφώδης ημιορεινή λεκάνη απορροής (πίνακας 23) (χάρτης 11). 76

83 Πίνακας 23. Βαθμίδες υψομέτρου της λεκάνης απορροής ΒΑΘΜΙΔΕΣ ΥΨΟΜΕΤΡΟΥ (m) ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ (km2) ΕΜΒΑΔΟ (%) ΑΘΡ. ΕΜΒΑΔΟ (%) Σύνολο 5,94 25,60 32,80 34,22 31,30 27,08 24,44 9,89 2,51 1,17 0,36 195,31 3,04 13,11 16,79 17,52 16,03 13,87 12,51 5,06 1,29 0,60 0,18 100,00 Χάρτης 10. Επικρατούσες εκθέσεις στη λεκάνη απορροής 77 3,04 16,15 32,94 50,46 66,49 80,35 92,87 97,93 99,22 99,81 100,00

84 ΧΑΡΤΗΣ 11. ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΥΨΟΜΕΤΡΩΝ ΣΤΗ ΛΕΚΑΝΗ ΑΠΟΡΡΟΗΣ 78

85 5.4.3 ΒΛΑΣΤΗΣΗ ΖΩΝΕΣ ΒΛΑΣΤΗΣΗΣ Οι κλιματεδαφικές συνθήκες που επικρατούν στην περιοχή μελέτης οδήγησαν στην δημιουργία φυτοκοινοτήτων που στο σύνολό τους αποτελούσαν τη βλάστηση της περιοχής. Είναι πολύ λίγες οι περιοχές της χώρας όπου η βλάστηση εξελίσσεται με βάση τους φυσικούς νόμους και καταλήγει στην ένωση κλίμαξ, δηλαδή τη βλάστηση χωρίς ανθρώπινες επεμβάσεις (Αθανασιάδης, 1986). Έτσι και στην περιοχή μελέτης, η εξέλιξη της βλάστησης εξαρτάται κατά ένα μεγάλο μέρος από τον ανθρώπινο παράγοντα. Παρόλα αυτά, με βάση τις συνθήκες που επικρατούν αναγνωρίζονται οι παρακάτω ζώνες βλάστησης. Η Παραμεσογειακή ζώνη βλάστησης (Quercetalia pubescentis - λοφώδης υποορεινή) και η ζώνη δασών Οξιάς Ελάτης και ορεινών παραμεσόγειων κωνοφόρων (Fagetalia ορεινή - υπαλπική). Οι παραπάνω ζώνες διακρίνονται σε υποζώνες ανάλογα με το υψόμετρο ή την γεωγραφική τους θέση. Παραμεσογειακή ζώνη βλάστησης (Quercetalia pubescentis - λοφώδης υποορεινή): Η ζώνη αυτή διαιρείται σε δύο υποζώνες, την υποζώνη Ostryo Carpinion, η οποία διακρίνεται σε τρεις αυξητικούς χώρους, τους Quercetum cocciferae, τον Coccifero Cerpinetum και τον Carpinetum Orientalis. Στην λεκάνη απορροής, στα χαμηλότερα υψόμετρα, απαντάται το Carpinetum Orientalis, στο οποίο επικρατούν τα παρακάτω φυτά: Carpinus Orientalis, Pistacea terebinthus, Quercus conferta κ.α., παρόλα αυτά, η συγκεκριμένη περιοχή χρησιμοποιείται κυρίως για την καλλιέργεια σιτηρών και για την βόσκηση κοπαδιών. Η δεύτερη υποζώνη είναι η Quercion confertae (ξηρόφυλλων φυλλοβόλων δασών λοφώδης, υποορεινή, ορεινή). Η υποζώνη αυτή, αποτελεί συνέχεια της προηγούμενης και καταλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος της λεκάνης απορροής. Σε αυτήν του κλίμα αποτελεί μετάβαση από το Μεσογειακό προς το Ηπειρωτικό. Η υποζώνη διακρίνεται σε τρεις αυξητικούς χώρους, το Quercetum confertae, το Tilio Castanetum και το Quercetum Montanum. Στην λεκάνη απορροής απαντάται κυρίως το Tilio - Castanetum, λόγω των βόρειων εκθέσεων και κυριαρχείται από δάση φυλλοβόλων πλατύφυλλων (Quercus conferta). Ζώνη δασών Οξιάς Ελάτης και ορεινών παραμεσόγειων κωνοφόρων (Fagetalia ορεινή - υπαλπική): Οι ζώνες που περιγράφηκαν μέχρι τώρα παρουσιάζουν χαρακτηριστικά τω ξηροθερμόβιων δασών, ενώ η ζώνη αυτή χαρακτηρίζεται από ψυχρή υγρόφιλη βλάστηση. Το κλίμα είναι ορεινό Μεσογειακό με δριμείς χειμώνες και πολύ μικρή ξηρή περίοδο. Η ζώνη αυτή διαιρείται σε δύο υποζώνες, την Abietion cefalonicae και την Fagion moesiacae. Η δεύτερη απαντάται στην περιοχή μελέτης, στα υψηλότερα σημεία της λεκάνης απορροής. Αποτελείται από δάση οξιάς, υβριδογενούς ελάτης, μικτά δάση οξιάς ελάτης, μικτά δάση μαύρης πεύκης ελάτης οξιάς κ.α. 79

86 Ο ΥΔΡΟΓΕΩΝΟΜΙΚΟΣ ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΒΛΑΣΤΗΣΗΣ Η παρεμβολή της βλάστησης μεταξύ των βροχοπτώσεων και του γεωυποθέματος αμβλύνει την επίδραση των πρώτων επί του δεύτερου. Επιπρόσθετα, η κάλυψη της εδαφικής επιφάνειας με δασική φυλλάδα αναγκάζει τα όμβρια ύδατα να απορρέουν αργά και διαμέσου του εδάφους (Κωτούλας, 2001). Με τον τρόπο αυτό, μειώνεται η ταχύτητα συγκέντρωσης του νερού στις ορεινές λεκάνες απορροής, επομένως και η δημιουργία έντονων πλημμυρικών απορροών και προστατεύεται το υποκείμενο έδαφος από διαβρώσεις. Στην περιοχή μελέτης μπορούν να διακριθούν τρεις τύποι βλάστησης: γεωργικές καλλιέργειες, δάσος αείφυλλων πλατύφυλλων και δάσος οξιάς ελάτης πεύκης. Οι γεωργικές καλλιέργειες είναι συγκεντρωμένες κυρίως στα χαμηλότερα υψόμετρα της λεκάνης απορροής, στα πλούσια και βαθιά προσχωσιγενή εδάφη. Αυτού του είδους η βλάστηση δεν προσφέρει για όλη την διάρκεια του χρόνου προστασία στο εδαφικό κάλυμμα. Παρόλα αυτά, λόγω των πολύ ήπιων κλίσεων της περιοχής όπου υπάρχουν καλλιέργειες δεν υπάρχει μεγάλος κίνδυνος διαβρώσεων και χειμαρρικών φαινομένων. Το μεγαλύτερο μέρος της λεκάνης απορροής καλύπτεται από δάσος αείφυλλων πλατύφυλλων. Το δάσος αυτό, βρίσκεται σε μέσο υψόμετρο (500 m) με πιο έντονες κλίσεις και είναι πολύ υποβαθμισμένο. Η υποβάθμιση έχει προέλθει από την υπερβόσκηση της περιοχής, την χρησιμοποίηση του ξύλου για διάφορες χρήσεις, με αποτέλεσμα σήμερα το δάσος να αποτελείται από χαμηλούς θάμνους και σε πολύ αραιή συγκόμωση (Εικ. 11, 12). Ουσιαστικά, δεν πρόκειται για δάσος, αλλά για διάσπαρτους θάμνους. Η περιοχή που αναπτύσσεται η συγκεκριμένη βλάστηση αποτελείται από γνεύσιο και γρανίτη, οι οποίοι είναι στεγανοί σχηματισμοί και δεν επιτρέπουν τη διείσδυση του νερού σε βάθος. Είναι χαρακτηριστικό, ότι λόγω της έλλειψης της βλάστησης, σε πολλά σημεία το εδαφικό κάλυμμα έχει αποπλυθεί και αποκαλύφθηκε το μητρικό πέτρωμα. Τα παραπάνω σε συνδυασμό με τις έντονες κλίσεις που επικρατούν δημιουργούν έντονη επιφανειακή απορροή και χειμαρρικά φαινόμενα. Τα δάση της περιοχής αναπτύσσονται στις υψηλότερες σε υψόμετρο θέσεις όπου κυριαρχούν πολύ έντονες κλίσεις. Τα δάση αυτά βρίσκονται σε αρκετά καλή κατάσταση με πυκνή συγκόμωση και συμβάλλουν σε μεγάλο βαθμό στην συγκράτηση του εδάφους και στην μείωση της επιφανειακής απορροής. Παρακάτω δίνεται χάρτης με την κατανομή της βλάστησης στη λεκάνη απορροής και χάρτης με τις ζώνες βλάστησης. 80

87 Πίνακας 24. Βλάστηση λεκάνης απορροής ΣΥΝΟΛΟ ΕΙΔΟΣ ΒΛΑΣΤΗΣΗΣ ΛΕΚΑΝΗΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ (km 2 ) ΕΜΒΑΔΟ (%) ΓΕΩΡΓΙΚΕΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΙΕΣ ΔΑΣΟΣ ΑΕΙΦ.- ΠΛΑΤ. (ΘΑΜΝΩΝΕΣ) - ΒΟΣΚΟΤΟΠΟΙ ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ 1 (km 2 ) ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ 2 (km 2 ) ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ 3 (km 2 ) 37,23 19,06 8,17 12,00 17,06 85,60 43,83 4,27 22,06 59,27 ΔΑΣΟΣ ΔΡΥΟΣ 33,53 17,17 0,00 21,60 11,93 ΔΑΣΟΣ ΔΡΥΟΣ ΑΡΑΙΟ 3,37 1,73 0,00 3,37 0,00 ΔΑΣΟΣ ΚΑΣΤΑΝΙΑΣ 1,90 0,97 0,00 0,09 1,81 ΔΑΣΟΣ ΜΑΥΡΗΣ ΠΕΥΚΗΣ 6,29 3,22 0,00 0,59 5,70 ΔΑΣΟΣ ΜΑΥΡΗΣ ΠΕΥΚΗΣ-ΔΡΥΟΣ 2,58 1,32 0,00 1,06 1,51 ΔΑΣΟΣ ΟΞΙΑΣ 16,19 8,29 0,00 9,34 6,85 ΔΑΣΟΣ ΟΞΙΑΣ- ΔΡΥΟΣ 3,94 2,02 0,00 3,95-0,01 ΔΑΣΟΣ ΟΞΙΑΣ- ΜΑΥΡΗΣ 0,12 0,06 0,00 0,00 0,12 ΠΕΥΚΗΣ ΔΑΣΟΣ ΠΛΑΤΑΝΟΥ 2,58 1,32 1,34 0,13 1,12 ΔΑΣΟΣ ΧΑΛΕΠΙΟΥ 0,92 0,47 0,00 0,00 0,92 ΠΕΥΚΗΣ ΟΙΚΙΣΜΟΣ 1,06 0,54 0,22 0,00 0,84 ΣΥΝΟΛΟ 195,31 100,00 14,00 74,20 107,11 81

88 ΧΑΡΤΗΣ 12. ΧΡΗΣΕΙΣ ΓΗΣ ΤΗΣ ΛΕΚΑΝΗΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ 82

89 ΧΑΡΤΗΣ 13. ΥΠΟΖΩΝΕΣ ΒΛΑΣΤΗΣΗΣ 83

90 5.4.4 ΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΥΠΟΘΕΜΑ Το γεωλογικό υπόθεμα ή αλλιώς το μητρικό πέτρωμα της κάθε περιοχής είναι βασικός παράγοντας, ο οποίος βοηθάει στον προσδιορισμό ή ακόμα και στην πρόβλεψη χειμαρρικών φαινομένων. Κάθε λεκάνη απορροής αποτελείται από παρά πάνω από ένα πετρώματα. Το κάθε πέτρωμα κατά τη διάρκεια των χρόνων υφίσταται μια σειρά διεργασίες όπως αποσάθρωση, διάβρωση, αλλαγή της φυσικής και χημικής σύστασης τους. Από τις παραπάνω διεργασίες τα πετρώματα διασπώνται σε μικρότερα μέρη διαφόρων διαστάσεων. Οι διαστάσεις των υλικών που παράγονται καθορίζονται από το είδος του πετρώματος. Έτσι ευκολοδιάβρωτα πετρώματα δίνουν συνήθως λεπτότερης σύστασης υλικά, ενώ ανθεκτικά πετρώματα παράγουν χονδρόκοκκα υλικά. Τα εδάφη που προκύπτουν από τις παραπάνω διεργασίες, παρουσιάζουν διαφορετική χειμαρρική συμπεριφορά. Μια ακόμα ιδιότητα του γεωλογικού υποθέματος, η οποία παίζει σημαντικό ρόλο στην εμφάνιση χειμαρρικών φαινομένων είναι η υδατοπερατότητα. Κάθε πέτρωμα παρουσιάζει διαφορετική ικανότητα συγκράτησης του νερού. Έτσι περιοχές με πετρώματα μικρής υδατοπερατότητας, δίνουν μεγαλύτερες απορροές και πιο έντονα χειμαρρικά φαινόμενα. Παρακάτω δίνεται πίνακας με τις τιμές του μέσου συντελεστή ενεργού διείσδυσης για διάφορα πετρώματα. Πίνακας 25. Μέσος συντελεστής ενεργού διείσδυσης ΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΥΠΟΘΕΜΑ ΜΕΣΟΣ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΕΝΕΡΓΟΥ ΔΙΕΙΣΔΥΣΗΣ (%) Ασβεστολιθικό (καρστικό) Προσχωσιγενές Οφιολιθικό 4 8 Φλύσχης, μάργες, σχιστόλιθοι, φυλλίτες κλπ. 3 8 Γρανίτες 5 12 Μολάσσες, ψαμμίτες, κλπ Ηφαιστιακά πετρώματα 3 8 Πρασινόλιθοι, γνεύσιοι, μαρμαρυγιακοί σχιστόλιθοι, παρόμοια μεταμορφωσιγενή πετρώματα 3 7 Το γεωλογικό υπόθεμα της ευρύτερης περιοχής, στην οποία ανήκει και η υπό έρευνα λεκάνη απορροής, αποτελείται από την Σερβομακεδονική μάζα (Sm). Η Σερβομακεδονική μάζα συγκροτείται από πετρώματα υψηλού βαθμού μεταμόρφωσης όπως γνεύσιους, αμφιβολίτες, μαρμαρυγιακούς σχιστόλιθους με λεπτές παρεμβολές μαρμάρων (χάρτης 14). Η λεκάνη απορροής που ερευνάται αποτελείται από διάφορα πετρώματα και γεωλογικούς σχηματισμούς, των οποίων τα χαρακτηριστικά αναλύονται παρακάτω. Επίσης δίνεται ο χάρτης γεωλογικών σχηματισμών (χάρτης 15). 84

91 Χάρτης 14. Γεωλογικές ζώνες στην περιοχή μελέτης. (Πηγή: Στεφανίδης, 2002) Πίνακας 26. Γεωλογικοί Σχηματισμοί ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΣΥΝΟΛΟ ΛΕΚΑΝΗΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ (km 2 ) ΕΜΒΑΔΟ (%) ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ 1 (km 2 ) ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ 2 (km 2 ) ΥΠΟΛΕΚΑΝΗ 3 (km 2 ) ΓΡΑΝΙΤΗΣ 88,67 45,40 4, ,45 ΓΝΕΥΣΙΟΣ 59,11 30, ,2 4,91 ΕΡΥΘΡΗ 29,24 14,97 5,6 7,8 15,84 ΑΡΓΙΛΟΣ ΑΛΛΟΥΒΙΑΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ 5,71 2,92 3,18 0,72 1,81 ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΟΙ ΚΑΙ ΜΑΡΜΑΡΑ 5,37 2,75 0 5,15 0,22 ΜΑΡΜΑΡΑ 2,73 1,40 0 2,73 0 ΦΥΛΛΙΤΕΣ 1,65 0,85 0 1,4 0,25 ΠΛΕΥΡΙΚΑ 1,15 0, ,15 ΚΟΡΗΜΑΤΑ ΜΑΡΓΕΣ- ΨΑΜΜΙΤΕΣ 0,69 0,35 0, ΠΛΕΙΣΤΟΚΕΝΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ 0,48 0, ,48 ΑΜΦΙΒΟΛΙΤΕΣ 0,20 0,10 0 0,2 0 ΧΑΛΙΚΙΑ-ΑΜΜΟΙ 0,19 0,10 0, ΡΙΠΙΔΙΑ ΠΡΟΣΧΩΣΕΩΝ 0,12 0,06 0, ΣΥΝΟΛΟ 195,31 100, ,2 107,11 85

92 Γρανίτης: Ο γρανίτης αποτελεί σχεδόν το 50% του γεωλογικού υποθέματος της λεκάνης απορροής. Ανήκει στα πλουτώνια (πυριγενή) πετρώματα. Στην περιοχή έρευνας παρουσιάζεται συμπαγής, κατά θέσεις έχει έρθει στην επιφάνεια λόγω της διάβρωσης του εδάφους, ενώ συμπεριφέρεται ως στεγανός σχηματισμός. Τα εδάφη που παράγονται από αυτόν είναι αμμώδη μέχρι πηλώδη και πλούσια σε κάλιο. Γνεύσιος: Ο γνεύσιος είναι το δεύτερο σημαντικότερο πέτρωμα που απαντάται στην περιοχή. Ανήκει στα μεταμορφωμένα πετρώματα, είναι στεγανός σχηματισμός, αποσαθρώνεται εύκολα, έχει την ίδια περίπου σύσταση με το γρανίτη, αλλά σε στρωματωμένη διάταξη. Η διάταξη αυτή διευκολύνει την χημική αποσάθρωση του πετρώματος,. Σχηματίζει εδάφη συνήθως αμμοπηλώδη και πηλώδη με πολλά χαλίκια και πλούσια σε κάλιο. Νεογενείς αποθέσεις (ερυθρή άργιλος, μάργες, ψαμμίτες, άμμοι): Η ερυθρή άργιλος όπως και κάθε άργιλος συμπεριφέρεται ως στεγανός σχηματισμός, ενώ οι άλλοι σχηματισμοί ανάλογα με την συγκολλητική ουσία παρουσιάζουν διαφορετική υδατοπερατότητα. Αποθέσεις, προσχώσεις: Είναι διαπερατοί, χαλαροί σχηματισμοί, σχηματίζουν γόνιμα εδάφη μεγάλου βάθους και προέρχονται από την μεταφορά των υλικών αποσάθρωσης των πετρωμάτων. Ασβεστόλιθοι, μάρμαρα: Σχηματίζονται στο βυθό των θαλασσών εν μέρει με την απόθεση των ασβεστούχων σκελετών των οργανισμών που ζουν στη θάλασσα, όπως όστρακα και υπολείμματα φυτών και εν μέρει με την καθίζηση του διαλυμένου στο νερό ανθρακικού ασβεστίου. Ο ασβεστόλιθος αποσαθρώνεται σχετικά δύσκολα, αλλά είναι διαπερατός σχηματισμός. Το μάρμαρο είναι μεταμορφωμένος κρυσταλλικός ασβεστόλιθος με χρώμα συνήθως λευκό. Είναι ανθεκτικό στην αποσάθρωση και έχει περιορισμένη σημασία στο σχηματισμό των εδαφών. Οι παραπάνω περιγραφή των γεωλογικών σχηματισμών είναι χρήσιμη για την αποτύπωση των εδαφικών συνθηκών που επικρατούν στην περιοχή, με σκοπό να συμβάλλει στην καταγραφή της διαπερατότητας του γεωλογικού υποθέματος, τον μηχανισμό σχηματισμού εδαφών και το είδος των συστάδων που μπορούν να ευδοκιμήσουν. Δεν μπορεί να μας πληροφορήσει, όμως, για το ποιά χειμαρρικά φαινόμενα μπορούν να συμβούν στην περιοχή. Η παραπάνω δυσκολία έχει λυθεί με την ομαδοποίηση των γεωλογικών σχηματισμών σε χειμαρρικούς πετρολογικούς σχηματισμούς, με βάση την ευπάθειά τους στην δράση των κατακρημνισμάτων και τα χειμαρρικά φαινόμενα που επικρατούν σε αυτούς. Οι χειμαρρικοί πετρολογικοί σχηματισμοί είναι οι εξής: ο ασβεστολιθικός, ο φλυσχικός, ο σχιστολιθικός, ο νεογενής (ιζηματογενής), ο κρυσταλλοπυριγενής και ο προσχωσιγενής σχηματισμός. Με βάση τα χαρακτηριστικά των παραπάνω σχηματισμών κατατάχθηκαν τα πετρώματα της περιοχής και αναλύονται παρακάτω (Κωτούλας, 2001). 86

93 ΧΑΡΤΗΣ 15. ΓΕΩΛΟΓΙΚΟΙ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ 87

94 Ασβεστολιθικός σχηματισμός (Κ): Χαρακτηρίζεται από την εμφάνιση έντονων αποσαθρώσεων (ιδίως στους πλακοπαγείς ασβεστόλιθους), οι οποίες οδηγούν συχνά σε κατακρημνίσεις των αποσαθρωμάτων (σάρες). Τα υλικά που παράγονται είναι κατά κανόνα ογκώδη, ακανόνιστα έως πλακοπαγή και πολύ γωνιώδη. Στον σχηματισμό εμφανίζεται επίσης και σημαντική επιφανειακή διάβρωση, με την οποία παρασύρεται το πολύ λεπτόκοκκο υλικό των κλιτύων, ενώ το χονδρόκοκκο (χονδροί λίθοι) παραμένει επί τόπου ως λιθόστρωτο διάβρωδης. Αυλακωτή διάβρωση και γεωλισθήσεις δεν εμφανίζονται. Στο σχηματισμό υπάγονται οι ασβεστόλιθοι, οι δολομίτες και οι κερατόλιθοι. Ο σχηματισμός υποδιαιρείται ως εξής: Κ Α : υποσχηματισμός με φαινόμενα αυξημένης έντασης (ασβεστόλιθοι, δολομίτες, κερατόλιθοι) Κ Β : υποσχηματισμός με φαινόμενα μειωμένης έντασης (μάρμαρα, κρυσταλικοί ασβεστόλιθοι). Σχιστολιθικός σχηματισμός (G): Χαρακτηρίζεται από την εμφάνιση των χειμαρρικών φαινομένων και των δύο προηγούμενων σχηματισμών, δηλαδή των ολισθήσεων, των διαβρώσεων (εκτός της αυλακωτής και εν μέρει της φαραγγωτής), των αποσαθρώσεων και των γεωκατακρημνίσεων. Τα στερεά υλικά που παράγονται, είναι ποικίλων διαστάσεων, μάλλον πλακοπαγή. Κυριαρχούν τα μέσου και λεπτού μεγέθους υλικά. Στον σχηματισμό αυτό ανήκουν τα πετρώματα, που εμφανίζουν μακροσκοπικά σαφείς σχισμές ή ρωγμές, όπως τα διάφορα είδη σχιστολίθων (αργιλικοί, σχιστόλιθοι, φιλλίτες), όχι όμως και τα πετρώματα με στωσιγενή υφή (γνεύσιος κλπ), τα οποία συμπεριφέρονται από χειμαρρική άποψη, ως συμπαγείς μάζες. Νεογενής (ιζηματογενής) σχηματισμός (S): Κύριο γνώρισμά του είναι η εντονότατη χαραδρωτική, φαραγγωτή και πρανική διάβρωση, καθώς και οι γεωκατακρημνίσεις από υποσκαφή των πρανών, δευτερευόντως δε και η κάθε άλλου είδους διαβρώσεις. Τα στερεά υλικά που παράγονται, είναι μέσων έως πολύ μικρών διαστάσεων, μεταξύ των οποίων κυριαρχούν τα μικρού έως πολύ μικρού μεγέθους. Στο σχηματισμό υπάγονται τα ιζηματογενή πετρώματα και οι αποθέσεις όπως άμμοι, άργιλοι, μάργες, κροκαλώδη, κροκαλοπαγή, λατυπώδη, λατυποπαγή, ψαμμίτες, ψαμμόλιθοι, μολασικά ιζήματα, κλπ. Εξαιρούνται τα ιζηματογενή πετρώματα, τα οποία ανήκουν στις προηγούμενες κατηγορίες γεωυποθεμάτων (φλύσχης, ασβεστόλιθοι, δολομίτες). Ο σχηματισμός υποδιαιρείται ως εξής: S A : υποσχηματισμός από νεογενείς, λιμναίες και χερσαίες αποθέσεις με χειμαρρικά φαινόμενα αυξημένης έντασης (άμμοι, άργιλοι, μάργες, κροκαλοπαγή, λατυποπαγή κλπ). S B : υποσχηματισμός από νεογενή, μολασικά ιζήματα με χειμαρρικά φαινόμενα μειωμένης έντασης. Κρυσταλλοπυριγενής σχηματισμός (Μ): Χαρακτηρίζεται από την εμφάνιση όλων σχεδόν των χειμαρρικών φαινομένων (διαβρώσεις, αποσαθρώσεις, κατακρημνίσεις) και μάλιστα με την ίδια λίγο-πολύ ένταση, εκτός των γεωλισθήσεων, που παρουσιάζονται σε περιορισμένη ένταση. Τα 88

95 στερεά υλικά που παράγονται είναι διαφόρου μεγέθους. Κυριαρχούν όμως τα μεσαίων και μεγάλων διαστάσεων. Στο σχηματισμό υπάγονται όλα τα κρυσταλλοσχιστώδη και πυριγενή πετρώματα, τα οποία δεν έχουν ενταχθεί σε έναν από τους παραπάνω σχηματισμούς, όπως γνεύσιοι, γρανίτες, σερπαντίνες, αμφιβολήτες, πρασινίτες, βασάλτες, διορίτες, οφειόλιθοι κλπ. Ο σχηματισμός μπορεί να διαιρεθεί ως εξής: M A : Όξινος πυριγενής υποσχηματισμός με φαινόμενα ήπιας έντασης (γρανίτης, γρανοδιορίτης, μονζονίτης κλπ). Μ Β : Βασικός πυριγενής υποσχηματισμός με φαινόμενα συνήθους έντασης (οφιόλιθος, διαβάσης, δακίτης, περιδοτίτης, σερπεντίνης κλπ) Μ Γ : Μεταμορφωμένος υποσχηματισμός με φαινόμενα αυξημένης έντασης (γνεύσιος, αμφιβολίτης) Προσχωσιγενής σχηματισμός (Α): Αυτός περιλαμβάνει τους λυτούς πετρολογικούς σχηματισμούς, δηλαδή τα βαθιά καλλιεργούμενα εδάφη των προσχωσιγενών πεδινών και ημιπεδινών, σε αντίθεση με όλους τους λοιπούς σχηματισμούς που περιλαμβάνουν συμπαγή πετρώματα. Χαρακτηρίζεται από πολύ μικρή έως μηδαμινή συνοχή, για αυτό και μπορεί να εμφανίζει όλα τα χειμαρρικά φαινόμενα του αντίστοιχου νεογενούς σχηματισμού, σε πολύ έντονη μορφή. Επειδή όμως πρόκειται γενικά, για γεωργικά καλλιεργούμενα εδάφη, τα οποία καταλαμβάνουν εκτάσεις με μικρή έως πολύ μικρή κλίση, τα χειμαρρικά φαινόμενα εκδηλώνονται με ήπια ένταση. Επικρατούν συνήθως η επιφανειακή, η αυλακωτή, η μικρή χαραδρωτική και η πρανική διάβρωση. Ο σχηματισμός θεωρείται γενικά ομοιογενής. Από την παραπάνω περιγραφή, συμπεραίνεται ότι τα περισσότερα πετρώματα της περιοχής ανήκουν σε πετρολογικούς σχηματισμούς ή υποσχηματισμούς, οι οποίοι δίνουν χειμαρρικά φαινόμενα αυξημένης έντασης. Η παραπάνω διαπίστωση ενισχύεται και από το χαμηλό ποσοστό δασοκάλυψης που υπάρχει πάνω σε αυτούς τους σχηματισμούς και από τις έντονες κλίσεις που υπάρχουν στην λεκάνη απορροής. Έχει παρατηρηθεί και στο παρελθόν, μετά από έντονες βροχοπτώσεις στην περιοχή, να δημιουργείται αυξημένη στερεοπαροχή. Η υπολεκάνη 1 αποτελείται κυρίως από αποθέσεις και προσχώσεις αλλά και γρανίτη, ο οποίος παρεμβάλλεται ανάμεσά τους. Λόγω των πολύ ήπιων κλίσεων που επικρατούν στην υπολεκάνη δεν παρατηρούνται έντονα χειμαρρικά φαινόμενα. Το γεωλογικό υπόθεμα της υπολεκάνης 2 συγκροτείται κυρίως από γνεύσιο, ο οποίος είναι ευπαθής στην αποσάθρωση και δίνει συνήθως έντονα φαινόμενα. Στη συγκεκριμένη υπολεκάνη τα φαινόμενα μετριάζονται λόγω της αυξημένης δασοκάλυψης που υπάρχει στις θέσεις με έντονες κλίσεις. 89

96 Το μεγαλύτερο μέρος της υπολεκάνης 3 αποτελείται από γρανίτη, ο οποίος αποσαθρώνεται δύσκολα και παράλληλα είναι αδιαπέραστος από το νερό. Αυτή η ιδιότητα του γρανίτη, να διαπερνάται από το νερό, σε συνδυασμό με τις έντονες κλίσεις που επικρατούν στην υπολεκάνη 3 και χαμηλό ποσοστό δασοκάλυψης, δημιουργεί έντονα χειμαρικά φαινόμενα. Γενικά, η λεκάνη απορροής αποτελείται από σχηματισμούς μέτριας έως μικρής διαπερατότητας, μέτριας έως αυξημένης αποσάθρωσης και δημιουργούνται μεγάλες ποσότητες φερτών υλικών. Από τα παραπάνω εξαιρείται ο γρανίτης, που απαντάται σε μεγάλο ποσοστό (45%), διότι αποσαθρώνεται δύσκολα και δίνει χειμαρρικά φαινόμενα ήπιας έντασης. Παρακάτω παρατίθεται πίνακας με τους χειμαρρικούς πετρολογικούς σχηματισμούς και ο χάρτης 16 που τους απεικονίζει. Πίνακας 27. Χειμαρρικοί πετρολογικοί σχηματισμοί ΧΕΙΜΑΡΡΙΚΟΣ ΠΕΤΡΟΛΟΓΙΚΟΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΝΕΟΓΕΝΗΣ (ΙΖΗΜΑΤΟΓΕΝΗΣ) ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ (S) ΣΧΙΣΤΟΛΙΘΙΚΟΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ (G) ΠΡΟΣΧΩΣΙΓΕΝΗΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ (A) ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΙΚΟΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ (K) ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΠΥΡΙΓΕΝHΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ (M) ΥΠΟΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ S A Χειμαρρικά φαινόμενα αυξημένης έντασης S B Χειμαρρικά φαινόμενα μειωμένης έντασης ΕΜΒΑΔΟ (km 2 ) 36,31 0 ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΕΜΒΑΔΟ (km 2 ) ΕΜΒΑΔΟ (%) 36,31 18,59-1,65 1,65 0,84-1,27 1,27 0,65 K A Χειμαρρικά φαινόμενα αυξημένης έντασης Κ Β Χειμαρρικά φαινόμενα μειωμένης έντασης Μ Α Χειμαρρικά φαινόμενα ήπιας έντασης Μ Β Χειμαρρικά φαινόμενα συνήθους έντασης Μ Γ Χειμαρρικά φαινόμενα αυξημένης έντασης 5,37 2,73 88, ,31 8,1 4,15 147,98 75,77 ΣΥΝΟΛΟ - 195,31 195,

97 ΧΑΡΤΗΣ 16. ΧΕΙΜΑΡΡΙΚΟΙ ΠΕΤΡΟΛΟΓΙΚΟΙ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ 91

98 5.4.5 ΑΝΘΡΩΠΟΓΕΝΕΙΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ Οι λεκάνες απορροής, των οποίων το φυσικό περιβάλλον δεν έχει διαταραχθεί από ανθρώπινες επεμβάσεις συνήθως δεν παρουσιάζουν έντονα χειμαρρικά φαινόμενα. Αυτό συμβαίνει διότι η φυσική βλάστηση ασκεί ανεπηρέαστη την προστατευτική της ικανότητα. Αυτό δεν αποτελεί κανόνα, αφού ο κυριότερος παράγοντας δημιουργίας χειμαρρικών φαινομένων είναι τα κατακρημνίσματα και είναι γνωστό ότι η βλάστηση αποτρέπει κυρίως τα εκτατικά φαινόμενα και λιγότερο τα εντατικά. Οι ανθρωπογενείς επεμβάσεις επηρεάζουν την χειμαρρικότητα μιας περιοχής, ανάλογα με τον βαθμό έντασής τους. Όσο πιο διαταραγμένη είναι μια λεκάνη απορροής, τόσο πιο έντονα και συχνά χειμαρρικά φαινόμενα καταγράφονται. Στις ανθρωπογενείς επεμβάσεις συμπεριλαμβάνονται οι δασικές πυρκαγιές, οι εκχερσώσεις, οι καταπατήσεις κοιτών, η αποσπασματική εκτέλεση έργων, τα ακατάλληλα τεχνικά έργα και οι απορρίψεις σκουπιδιών μπαζών στις κοίτες των ρευμάτων (Στεφανίδης, 2004). Μετά από επιτόπια έρευνα στην λεκάνη απορροής, τόσο στην κεντρική κοίτη, όσο και στην ευρύτερη λεκάνη απορροής, έγινε προσπάθεια να προσδιοριστούν και να καταγραφούν οι ανθρώπινες επεμβάσεις. Όσον αφορά στην κεντρική κοίτη, δεν εντοπίστηκαν ανθρώπινες επεμβάσεις, οι οποίες να επηρεάζουν το πλάτος της κεντρικής κοίτης ή να δημιουργούν κάποια αλλαγή στην διεύθυνσή της. Τα έργα που εντοπίστηκαν στην κεντρική κοίτη κατασκευάστηκαν με σκοπό την προστασία του οικισμού του Μελισσουργού, μετά την μεγάλη πλημμύρα που τον έπληξε (Οκτώβριος 2006).. Εικ. 7. Εγκιβωτισμός κεντρικής κοίτης 4

99 Στο πλαίσιο αυτό, εγκιβωτίστηκε η κοίτη από το σημείο ένωσης των δύο χειμαρρικών ρευμάτων των υπολεκανών έως τη γέφυρα που ενώνει τον Μελισσουργό με το δημοτικό αλσύλλιο (Εικ. 7). Ο εγκιβωτισμός έγινε με τη χρήση σαρζανέτ (συρμάτινα κιβώτια γεμάτα με πετρώδες υλικό από την περιοχή) και το ύψος του διαμορφώθηκε στα 2,5 μέτρα, ενώ το πλάτος της κοίτης στα 44,5 μέτρα Επιπλέον, ανακατασκευάστηκε η γέφυρα, η οποία είχε καταστραφεί από την πλημμύρα. Κατά την διάρκεια της επιτόπιας έρευνας βρισκόταν σε εξέλιξη και η κατασκευή της γέφυρας που ενώνει τον Μελισσουργό με τον οικισμό του Στανού (Εικ.8). Οι ανάγκες μετακίνησης μεταξύ των δύο οικισμών πραγματοποιείται με πρόχειρο χωματόδρομο, στον οποίο έχουν τοποθετηθεί τσιμεντένιες σωλήνες, με σκοπό τη διέλευση του νερού του χειμάρρου. Βέβαια οι σωλήνες μπορούν να παροχετεύσουν μικρές μόνο ποσότητες νερού και όχι πλημμυρικές αιχμές (Εικ.9 ). Εικ. 8. Η υπό κατασκευή γέφυρα Μελισσουργού Στανού 5

100 Εικ. 9. Προσωρινός χωματόδρομος που ενώνει τους οικισμούς Μελισσουργού και Στανού Τέλος, πρέπει να αναφερθεί ότι έγινε προσπάθεια διάνοιξης του πλάτους της κεντρικής κοίτης, στο σημείο που αρχίζει ο σχηματισμός του φαραγγιού, μετά το πλημμυρικό γεγονός, με σκοπό να γίνει ευκολότερη η κίνηση του νερού και των φερτών υλικών (Εικ. 10 ). Εικ. 10. Διάνοιξη της κεντρικής κοίτης στην αρχή του φαραγγιού. Είναι εμφανής η απόθεση του υλικού που προέκυψε από την διάνοιξη του φαραγγιού 6

101 Τα παραπάνω έργα, δεν εμποδίζουν την κίνηση του νερού και των φερτών υλικών και ουσιαστικά κατασκευάστηκαν για την προστασία του οικισμού του Μελισσουργού. Αξίζει να αναφερθεί ότι η γέφυρα που ενώνει τον Μελισσουργό με το δημοτικό αλσύλλιο, έχει μικρή παροχετευτικότητα σε σχέση με την μέγιστη παροχή που μπορεί να σημειωθεί στην περιοχή και θα μπορούσε πιθανόν να αποτελέσει εμπόδιο στην κίνηση του νερού. Αξίζει να σημειωθεί, ότι τα τελευταία χρόνια ο οικισμός του Μελισσουργού έχει επεκταθεί προς το πλημμυρικό πεδίο του χειμαρρικού ρεύματος. Κάτοικοι που διαμένουν στον οικισμό από πολύ παλιά, έχουν τα σπίτια τους χτισμένα μακριά από το πεδίο δράσης του χειμάρρου και σε αρκετά μεγαλύτερο υψόμετρο, γνωρίζοντας ότι είναι σχετικά συχνό φαινόμενο η άνοδος της στάθμης του χειμάρρου. Όσον αφορά στην ευρύτερη λεκάνη απορροής, εντοπίζονται και τα σοβαρότερα προβλήματα. Οι ανθρωπογενείς επεμβάσεις είναι έντονες και εμφανείς και προέρχονται από την υπερβόσκηση και τις γεωργικές καλλιέργειες. Οι αυξημένες ανάγκες των ανθρώπων για χρησιμοποίηση γης, όλα τα προηγούμενα χρόνια έως και σήμερα, οδήγησαν στην βαθμιαία μείωση της δασικής βλάστησης. Η ανάγκη για καλλιεργήσιμη γη και βοσκότοπους είναι έντονη στην περιοχή με αποτέλεσμα η δασική βλάστηση να περιορίζεται στις περιοχές, όπου δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν από τους ανθρώπους. Το δάσος αείφυλλων πλατύφυλλων που προϋπήρχε στην περιοχή έχει μετατραπεί κατά ένα μέρος σε καλλιεργήσιμη γη και κατά ένα άλλο μέρος σε βοσκότοπους, πράγμα που έχει ως συνέπεια η βλάστηση να αποτελείται πλέον κυρίως από διάσπαρτους θάμνους. Εικ. 11. Υποβάθμιση της βλάστησης λόγω της υπερβόσκησης στην περιοχή του Στανού 7

102 Εικ. 12. Υποβάθμιση της βλάστησης και του εδάφους (είναι εμφανείς οι βραχώδεις εξάρσεις) Η απουσία βλάστησης έχει ως αποτέλεσμα τα κατακρημνίσματα να πέφτουν στο έδαφος χωρίς εμπόδιο, το νερό να ρέει επιφανειακά ελέυθερα, με αποτέλεσμα τη δημιουργία έντονων χειμαρρικών φαινομένων. Η ελεύθερη δράση του νερού διευκολύνει την αποσάθρωση του ευαίσθητου γνεύσιου, την απομάκρυνση του εδαφικού καλύμματος, πράγμα που βοηθάει στην παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων φερτών υλικών. Λόγο της απόπλυσης του εδάφους, ο γρανίτης και ο γνεύσιος σε αρκετές θέσεις της λεκάνης απορροής έχουν εμφανιστεί στην επιφάνεια του εδάφους. 5.5 ΚΑΤΑΝΟΜΗ GUMBEL Η κατανομή GUMBEL αναλύθηκε θεωρητικά στο κεφάλαιο έννοιες ορισμοί. Σε αυτό το κεφάλαιο παρατίθενται και σχολιάζονται τα αποτελέσματα της κατανομής μετά την εφαρμογή της στην υπό έρευνα λεκάνη απορροής. 8

103 5.5.1 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΝΟΜΗΣ GUMBEL ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΟΥ ΣΤΑΘΜΟΥ ΤΑΞΙΑΡΧΗ Πίνακας 28. Υπολογισμός περιόδου επαναφοράς και πιθανότητα υπέρβασης h 24 ΕΤΟΣ m (mm) T 1/T ΕΤΟΣ m (mm) T 1/T ,8 32,000 0, ,882 0, ,6 16,000 0, ,778 0, ,6 10,667 0, ,2 1,684 0, ,4 8,000 0, ,5 1,600 0, ,4 6,400 0, ,6 1,524 0, ,6 5,333 0, ,7 1,455 0, ,2 4,571 0, ,391 0, ,6 4,000 0, ,333 0, ,8 3,556 0, ,2 1,280 0, ,200 0, ,231 0, ,3 2,909 0, ,185 0, ,5 2,667 0, ,143 0, ,462 0, ,4 1,103 0, ,2 2,286 0, ,6 1,067 0, ,6 2,133 0, ,5 1,032 0, ,000 0,500 M.O. 69,24 h 24 Ο Μέσος Όρος των μέγιστων βροχοπτώσεων 24ώρου υπολογίστηκε h 24 69,24 mm και η τυπική απόκλιση S 24 23,45. Αφού υπολογίστηκαν ο Μέσος Όρος και η Τυπική απόκλιση, στην συνέχεια υπολογίστηκε το μέγιστο ύψος βροχής διάρκειας 24 ωρών, υπολογίζοντας αρχικά τον παράγοντα Κ Τ σε συνάρτηση της περιόδου επαναφοράς. Οι περίοδοι επαναφοράς που επιλέχτηκαν είναι οι σημαντικότεροι, λόγω του ότι χρησιμοποιούνται ευρέως για την διαστασιολόγηση τεχνικών έργων, τα οποία θα είναι ικανά να ανταπεξέλθουν στη μέγιστη βροχόπτωση. Πίνακας 29. Υπολογισμός του μέγιστου ύψους βροχής διάρκειας 24 ωρών σε συνάρτηση με την περίοδο επαναφοράς T K T h T24 (mm) 5 0, , , , , , , , , ,62 Η αξιολόγηση των μέγιστων υψών βροχής που υπολογίστηκαν με την μέθοδο του Gumbel, πραγματοποιείται με τον προσδιορισμό των ορίων για επίπεδο εμπιστοσύνης 95%. Μετά την εφαρμογή των σχέσεων για τα όρια εμπιστοσύνης προκύπτει ο παρακάτω πίνακας. 9

104 Πίνακας 30. Υπολογισμός των ορίων εμπιστοσύνης h T24min και h T24max, ως συνάρτηση της περιόδου επαναφοράς για διάρκεια βροχής 24 ωρών T K T h T24min h T24 h T24max 5 0, ,32 89,47 103, , ,74 105,24 124, , ,53 120,37 145, , ,08 139,95 171, , ,43 154,62 191,82 Με βάση τα στοιχεία του μετεωρολογικού σταθμού του Ταξιάρχη, κατά την διάρκεια της πλημμύρας που συνέβη στις 9/10/2006, το ύψος της βροχόπτωσης 24ώρου ανήλθε στα 86,6 mm. Από τον υπολογισμό με την μέθοδο Gumbel, χρησιμοποιώντας τα μετεωρολογικά στοιχεία 33 ετών προσδιορίστηκε η μέγιστη βροχή 24ώρου σε συνάρτηση με την περίοδο επαναφοράς. Με βάση, λοιπόν, τα αποτελέσματα παρατηρείται ότι οι βροχοπτώσεις 24ώρου άνω των 100 mm είναι πολύ κοινές για την περιοχή και έχουν επαναληφθεί στο παρελθόν βροχοπτώσεις πολύ μεγαλύτερες από αυτή στις 9/10/2006. Το συμπέρασμα που διεξάγεται είναι ότι τα αίτια της πλημμύρας θα πρέπει να αναζητηθούν και σε άλλους παράγοντες. Στο σχήμα 25 δίνεται η καμπύλη έντασης συχνότητας βροχής 24ωρης διάρκειας. 180 ΚΑΜΠΥΛΗ ΕΝΤΑΣΗΣ-ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΒΡΟΧΗΣ Μ.Σ. ΤΑΞΙΑΡΧΗ ΕΝΤΑΣΗ (mm/24ωρο) ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΕΠΑΝΑΦΟΡΑΣ Τ (έτη) Σχήμα 25. Καμπύλη έντασης συχνότητας βροχής 24ωρης διάρκειας Μ.Σ. Ταξιάρχη 10

105 5.5.2 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΝΟΜΗΣ GUMBEL ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΟΥ ΣΤΑΘΜΟΥ ΑΡΝΑΙΑΣ Με τον ίδιο τρόπο που υπολογίστηκε η μέγιστη βροχή 24ώρου με βάση τα μετεωρολογικά στοιχεία του μετεωρολογικού σταθμού Ταξιάρχη, υπολογίστηκε και για τον μετεωρολογικό σταθμό της Αρναίας. Παρακάτω παρατίθενται τα αποτελέσματα της μεθόδου Gumbel για τον μετεωρολογικό σταθμό Αρναίας. Πίνακας 31. Υπολογισμός περιόδου επαναφοράς και πιθανότητα υπέρβασης ΕΤΟΣ m h 24 (mm) T 1/T ΕΤΟΣ m h 24 (mm) T 1/T ,000 0, ,917 0, ,500 0, ,769 0, ,667 0, ,643 0, ,5 5,750 0, ,533 0, ,5 4,600 0, ,438 0, ,833 0, ,353 0, ,286 0, ,278 0, ,875 0, ,211 0, ,556 0, ,150 0, ,300 0, ,095 0, ,091 0, ,045 0,957 M.O. 67,95 Ο Μέσος όρος μέγιστης βροχής 24ώρου h 24 υπολογίστηκε 67,95 mm και η τυπική απόκλιση S 24 υπολογίστηκε 26,79 mm. Στη συνέχεια, υπολογίστηκε το μέγιστο ύψος βροχής 24ώρου σε συνάρτηση με την περίοδο επαναφοράς. Ακολουθεί ο πίνακας υπολογισμού του. Πίνακας 32. Υπολογισμός του μέγιστου ύψους βροχής διάρκειας 24 ωρών σε συνάρτηση με την περίοδο επαναφοράς T K T h T24 5 0, , , , , , , , , ,42 Όπως και παραπάνω, η αξιολόγηση των μέγιστων υψών βροχής που υπολογίστηκαν με την μέθοδο του Gumbel, πραγματοποιείται με τον προσδιορισμό των ορίων για επίπεδο εμπιστοσύνης 95%. Μετά την εφαρμογή των σχέσεων για τα όρια εμπιστοσύνης προκύπτει ο παρακάτω πίνακας. 11

106 Πίνακας 33. Υπολογισμός των ορίων εμπιστοσύνης h T24min και h T24max, ως συνάρτηση της περιόδου επαναφοράς για διάρκεια βροχής 24 ωρών T K T h T24min h T24 h T24max 5 0, ,56 92,19 111, , ,68 110,89 138, , ,08 128,82 163, , ,38 152,03 196, , ,28 169,42 221,57 Από τα στοιχεία του μετεωρολογικού σταθμού της Αρναίας, προσδιορίστηκε το ύψος βροχόπτωσης 24ώρου στις 8/10/2006 και ανήλθε στα 98 mm. Από την επεξεργασία των στοιχείων συμπεραίνεται ότι ο μετεωρολογικός σταθμός της Αρναίας έχει καταγράψει και αυτός βροχοπτώσεις πολύ πιο έντονες από αυτή που έπληξε την περιοχή στις 8/10/2006. Επίσης, και από την εφαρμογή της μεθόδου του Gumbel συμπεραίνεται ότι ακόμη και τα χαμηλότερα όρια εμπιστοσύνης που δίνουν την μέγιστη βροχόπτωση 24ώρου είναι μεγαλύτερα από 98 mm. Από την παραπάνω ανάλυση διεξάγεται το συμπέρασμα ότι η βροχόπτωση στις 8/10/2006 ήταν μέτριας έντασης, σε σύγκριση με τις βροχοπτώσεις που έχουν συμβεί στο παρελθόν, πράγμα που δεν δικαιολογεί την ένταση των χειμαρρικών φαινομένων που έπληξαν την περιοχή. Θα πρέπει, λοιπόν, να προσδιοριστούν και άλλοι παράγοντες, ακόμη και ο συνδυασμός αυτών, ώστε να διεξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα. Στο σχήμα 26 δίνεται η καμπύλη έντασης συχνότητας βροχής 24ωρης διάρκειας. 200 ΚΑΜΠΥΛΗ ΕΝΤΑΣΗΣ-ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΒΡΟΧΗΣ Μ.Σ ΑΡΝΑΙΑΣ ΕΝΤΑΣΗ (mm/24ωρο) ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΕΠΑΝΑΦΟΡΑΣ Τ (έτη) Σχήμα 26. Καμπύλη έντασης συχνότητας βροχής 24ωρης διάρκειας Μ.Σ. Αρναίας 12

107 5.6 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΕΘΟΔΟΥ SCS Η θεωρητική ανάλυση της μεθόδου SCS έχει ήδη δοθεί στο κεφάλαιο έννοιες ορισμοί, στο οποίο δίνονται και όλες οι σχέσεις που είναι απαραίτητες για την εφαρμογή της μεθόδου. Τα στοιχεία που χρησιμοποιήθηκαν προέρχονται από το μετεωρολογικό σταθμό της Μ. Παναγίας, ο οποίος βρίσκεται σε απόσταση περίπου 20 Km από την λεκάνη απορροής. Αυτό συμβαίνει διότι ήταν ο μόνος μετεωρολογικός σταθμός, ο οποίος παρείχε μετρήσεις της βροχόπτωσης ανά ώρα που είναι απαραίτητες για την εφαρμογή της μεθόδου. Παρακάτω ακολουθούν οι πίνακες υπολογισμού της μεθόδου SCS και το πλημμυρογράφημα που προέκυψε για κάθε υπολεκάνη και τέλος συνολικά για την λεκάνη απορροής. Σε αυτό το σημείο πρέπει να αναφερθεί ότι η καταιγίδα που έπληξε την περιοχή είχε κατεύθυνση από τα ΝΔ προς τα ΒΑ και είναι πιθανό οι μετρήσεις του Μ.Σ. Μ. Παναγίας να έχουν διαφορά με τη βροχόπτωση που έπεσε πραγματικά στη λεκάνη απορροής. Παρακάτω δίνονται δορυφορικές εικόνες της πορείας που ακολούθησε η καταιγίδα. 13

108 Α. 7/10/ :42 Β. 7/10/ :42 Γ. 8/10/2006 1:42 Δ. 8/10/2006 2:42 Ε. 8/10/2006 3:42 ΣΤ. 8/10/ :42 Εικ. 13. (Α, Β, Γ, Δ, Ε, ΣΤ) Δορυφορικές εικόνες 14