ΑΚΡΑΙΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΚΙΝ ΥΝΟΙ ΠΛΗΜΜΥΡΑΣ ΠΑΡΑΚΤΙΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Transcript

1 ΑΚΡΑΙΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΚΙΝ ΥΝΟΙ ΠΛΗΜΜΥΡΑΣ ΠΑΡΑΚΤΙΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ Π. Γαλιατσάτου, Υποψήφια ιδάκτορας Α.Π.Θ Α. Σαµαράς, Υποψήφιος ιδάκτορας Α.Π.Θ Π. Πρίνος, Καθηγητής Α.Π.Θ Εργαστήριο Υδραυλικής, Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης, 54124, Θεσσαλονίκη ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην εργασία αυτή περιγράφεται η µεθοδολογία δηµιουργίας χαρτών κινδύνου παράκτιας πληµµύρας και παρουσιάζεται η εφαρµογή της σε δυο επιλεγµένες περιοχές της ακτής του Β. Αιγαίου. Παρουσιάζεται η αναγκαιότητα δηµιουργίας χαρτών κινδύνου πληµµύρας και πληµµυρικής επικινδυνότητας στα πλαίσια της οδηγίας 2007/60 του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και Συµβουλίου για την αξιολόγηση και τη διαχείριση των κινδύνων πληµµύρας και για την επιτυχή εφαρµογή µιας σειράς µέτρων µείωσης του κινδύνου πληµµυρών. Τα διαθέσιµα δεδοµένα είναι τρίωρες προβλέψεις σηµαντικού ύψους και περιόδου κύµατος του WAM για µια χρονική περίοδο δέκα ετών σε διάφορους σταθµούς του B. Αιγαίου. Η µεθοδολογία που περιγράφεται περιλαµβάνει αρχικά την εκτίµηση των επιπέδων επαναφοράς των κυµάτων και των ταυτόχρονων περιόδων σε επιλεγµένες θέσεις της περιοχής µελέτης για περιόδους επαναφοράς και 1000 χρόνων. Τα σηµειακά κυµατικά γεγονότα καθορίζονται από το διάστηµα από τη στιγµή που υπερβαίνει το σηµαντικό ύψος κύµατος (H s ) που έχει καταγραφεί, ένα δεδοµένο όριο. Για την επιλογή των κυµατικών δεδοµένων, καθορίζεται ακόµη η ελάχιστη και η µέγιστη διάρκεια των «κυµατικών καταιγίδων». Στη συνέχεια, επιχειρείται εκτίµηση των επιπέδων επαναφοράς των κυµάτων καταιγίδας κοντά στην ακτή για τις ίδιες περιόδους επαναφοράς που έχουν χρησιµοποιηθεί για τα κυµατικά δεδοµένα. Τέλος, εφαρµόζεται το µοντέλο εξέλιξης ακτής SBEACH σε επιλεγµένες θέσεις της παράκτιας περιοχής µελέτης, προκειµένου να υπολογιστεί η τελική στάθµη του νερού στην παράκτια περιοχή, λαµβάνοντας υπόψη την µεταβολή της µορφολογίας του πυθµένα. Στη συνέχεια, προσδιορίζεται η έκταση της πληµµύρας και κατασκευάζονται χάρτες κινδύνου πληµµύρας. Παρατίθενται ενδεικτικά χάρτες κινδύνου πληµµύρας στις περιοχές της Σκάλας Αβδήρων και της λίµνης Βιστωνίδας. 23

2 EXTREME EVENTS AND RISK OF COASTAL FLOODING P. Galiatsatou, PhD Student, AUTh A. Samaras, PhD Student, AUTh P. Prinos, Professor, AUTh Hydraulics Laboratory Department of Civil Engineering, Aristotle University of Thessaloniki (AUTh) 54124, Thessaloniki, Greece, tel: , ABSTRACT The objective of this paper is to describe the methodology used to develop flood hazard maps in coastal areas and to present an application at selected locations of the coast in N. Aegean. The necessity for developing flood hazard maps is presented in the frame of the directive 2007/60 of the European Parliament and Council on the assessment and management of flood risks as well as on the successful application of a series of mitigation measures to face the danger of floods. The available data are three hourly forecasts of significant wave height and period of WAM for a time period of ten years at various stations of N. Aegean. The methodology described, comprises the estimation of joint return levels of extreme wave heights and concomitant wave periods, at selected locations of the study area for return periods of 50, 100 and 1000 years. The wave events are defined from the interval by the moment that the recorded significant wave height (H s ) exceeds an appropriately defined threshold. To select the wave events, a minimum and a maximum duration of wave storms are defined. Return levels of storm surges in the nearshore area, for the same return periods used in the extreme value analysis of waves, are assessed. Finally, the shoreline evolution model SBEACH is applied at selected locations of the coastal area to determine the total water level elevation in the nearshore region, taking into account the changes in the sea bed s morphology. Next, the flood extent is calculated and flood hazard maps are created. Flood hazard maps at the locations of Skala Avdira and lake Vistonida are presented as examples. 24

3 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ Για να εµφανιστεί το φαινόµενο της παράκτιας πληµµύρας, πρέπει να υπάρχει ένας κίνδυνος, που αποτελείται από ένα γεγονός ή µια αρχική πηγή. Οι συνθήκες υψηλών κυµάτων και στάθµης του νερού (κύµα καταιγίδας + παλίρροια) στην ανοιχτή θάλασσα, µεταφερόµενες στην παράκτια περιοχή θεωρούνται µε έναν ιδιαίτερο τρόπο ως πηγή της παράκτιας πληµµύρας. Το σύστηµα µετάβασης της πληµµύρας περιγράφει τον τρόπο που η επικινδυνότητα µεταφέρεται από τις πηγές στους αποδέκτες. Το τµήµα αυτό της ανάλυσης της επικινδυνότητας περιλαµβάνει τη φόρτιση και τους µηχανισµούς αστοχίας των έργων προστασίας έναντι της πληµµύρας, τις µεταβολές στη µορφολογία της ακτής, την απαρχή και τη συνέχιση της ρηγµάτωσης, την υπερχείλιση, την ανάλυση αξιοπιστίας και τη διάδοση της πληµµύρας. Η χαρακτηριστική µεταβλητή που χρησιµοποιείται σε µια ανάλυση επικινδυνότητας πληµµύρας είναι η συνολική στάθµη του νερού στην ακτή. Πρόκειται για το άθροισµα δύο βασικών συνιστωσών: (α) της µέσης στάθµης του νερού (κύµα καταιγίδας + παλίρροια) και (β) της στάθµης του νερού που οφείλεται στο κύµα. Η τελευταία δεν είναι γνωστή (ή δεν µετριέται) γενικά στην παράκτια περιοχή αλλά είτε µετριέται είτε προβλέπεται στην ανοιχτή θάλασσα και εποµένως χρησιµοποιείται συνήθως ένα µοντέλο διάδοσης κυµάτων για το µετασχηµατισµό των κυµάτων από την ανοιχτή θάλασσα στην παράκτια ζώνη. Η Θεωρία των Ακραίων Τιµών και κατάλληλα ασυµπτωτικά µοντέλα χρησιµοποιούνται για τον υπολογισµό των επιπέδων επαναφοράς υψών και περιόδων κύµατος καθώς και κυµάτων καταιγίδας µε σηµαντικές περιόδους επαναφοράς. Οι ακραίες ποσοστιαίες τιµές των παραπάνω µεγεθών, χρησιµοποιούνται ως δεδοµένα εισόδου στα µοντέλα διάδοσης των κυµάτων: (α) για να προσδιορίσουν την ανύψωση της στάθµης του νερού και την ανύψωση λόγω θραύσης των κυµατισµών καθώς επίσης και τη µεταβολή του προφίλ της ακτής στην παράκτια περιοχή και (β) για να καθορίσουν την έκταση της πληµµύρας. Το SBEACH (USACE, 1989) (που έχει χρησιµοποιηθεί στην εργασία) είναι ένα από τα συνήθη µοντέλα που προσοµοιώνει την τελική στάθµη του νερού στην παράκτια περιοχή και τη µεταβολή του παράκτιου προφίλ. Τα αποτελέσµατα του µοντέλου χρησιµοποιούνται για τη δηµιουργία χαρτών κινδύνου πληµµύρας για τις παράκτιες περιοχές. Η εκτίµηση της επικινδυνότητας πληµµύρας και οι χάρτες πληµµυρικής επικινδυνότητας είναι απαραίτητα στοιχεία για την επιτυχή εφαρµογή σειράς µέτρων µείωσης του κινδύνου πληµµυρών και επίσης κρίνονται αρκετά σηµαντικοί στον έλεγχο της µελλοντικής ανάπτυξης σε αυτές τις επικίνδυνες περιοχές. Σύµφωνα µε την οδηγία 2007/60 του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και Συµβουλίου, που αφορά στο γεγονός της πληµµύρας, τα Κράτη Μέλη, οφείλουν να πραγµατοποιήσουν µια προκαταρκτική εκτίµηση της επικινδυνότητας πληµµύρισης, προκειµένου να αξιολογήσουν τις πιθανές πηγές της και να καταρτίσουν χάρτες κινδύνου πληµµύρας (flood hazard maps) και χάρτες πληµµυρικής επικινδυνότητας (flood risk maps) στην πλέον κατάλληλη κλίµακα για τις περιοχές που είναι επιρρεπείς στις πληµµύρες. Στην παρούσα εργασία, αναλύονται δεδοµένα κυµάτων (ύψος κύµατος και µέση περίοδος κορυφής του κύµατος) για µια περίοδο δέκα ετών, σε επιλεγµένες θέσεις της παράκτιας περιοχής της Περιφέρειας ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης. Στην Ενότητα 2, υπολογίζονται σε δύο αντιπροσωπευτικούς σταθµούς τα επίπεδα επαναφοράς των κυµάτων που περνούν το όριο του 1.5m και των ταυτόχρονων περιόδων τους για περιόδους επαναφοράς 50, 100 και 1000 ετών. Στην Ενότητα 3, το µοντέλο SBEACH 25

4 χρησιµοποιείται για την εκτίµηση της µεταβολής της παράκτιας µορφολογίας και της έκτασης της πληµµύρας σε αντιπροσωπευτικές θέσεις της παράκτιας περιοχής µελέτης. Χρησιµοποιούνται διακριτές θέσεις της παράκτιας ζώνης από την Αλεξανδρούπολη ως τη λίµνη Βιστωνίδα και υπολογίζονται: (α) η ανύψωση του επιπέδου της στάθµης και η ανύψωσης λόγω θραύσης των κυµάτων καθώς και η µεταβολή του προφίλ της περιοχής στην εγγύτητα της ακτής και (β) η έκταση της πληµµύρας στις επιλεγµένες περιοχές. Τελικά, παράγονται χάρτες κινδύνου πληµµύρας, που παρουσιάζουν την έκταση της πληµµύρας για επιλεγµένες παράκτιες περιοχές (Σκάλα Αβδήρων και λίµνης Βιστωνίδα). 2. ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΚΡΑΙΩΝ ΓΕΓΟΝΟΤΩΝ Οι µέθοδοι ακραίων τιµών είναι ισχυρές στατιστικές µέθοδοι που αναλύουν τις ακραίες τιµές µιας διεργασίας. Χρησιµοποιούνται συνήθως µε στόχο την επαγωγή (extrapolation) σε πιο ακραία επίπεδα από αυτά τα οποία έχουν παρατηρηθεί. Η στατιστική µεθοδολογία κινητοποιείται από µια µαθηµατική θεωρία καλά εδραιωµένη, τη Θεωρία των Ακραίων Τιµών (Extreme Value Theory (EVT)), η οποία θεωρεί ότι οι οριακές κατανοµές υπό την ασυµπτωτική έννοια εξακολουθούν να ισχύουν σε επίπεδα πεπερασµένα αλλά ακραία. Μια κρίσιµη υπόθεση της Θεωρίας των Ακραίων Τιµών είναι ότι τα δεδοµένα είναι ανεξάρτητες και πανοµοιότυπα κατανεµηµένες µεταβλητές (independent and identically distributed (iid)) (Coles, 2001). Τα διαθέσιµα δεδοµένα είναι τρίωρες προβλέψεις σηµαντικού ύψους και περιόδου κύµατος του µοντέλου WAM για µια χρονική περίοδο δέκα ετών ( ) σε διάφορους σταθµούς του B. Αιγαίου. Οι θέσεις αυτών των σταθµών φαίνονται στο Σχήµα 1. Ένα γεγονός κύµατος χαρακτηρίζεται από το διάστηµα από τη στιγµή που υπερβαίνουν τα σηµαντικά ύψη κύµατος (H s ) που έχουν καταγραφεί, ένα δεδοµένο όριο. Η διάρκεια του γεγονότος καταιγίδας αρχίζει όταν το H s υπερβαίνει το κατάλληλα επιλεγµένο όριο και τελειώνει όταν το H s πέφτει κάτω από αυτό. Η ελάχιστη διάρκεια για να θεωρηθεί ένα γεγονός ως «κυµατική καταιγίδα» είναι 6 ώρες (τρεις διαδοχικές µετρήσεις) και το µέγιστο κενό παρατηρήσεων µέσα σε µια κυµατική καταιγίδα ορίζεται σε 18 ώρες (Sanchez, A. et al. 2008). Μεγαλύτερα διαστήµατα διακρίνονται σε δύο διαφορετικά γεγονότα. Για τα ύψη κύµατος η συνιστάµενη τιµή του ορίου κυµαίνεται µεταξύ 1.5m και 2.0m. Στη συγκεκριµένη εφαρµογή, χρησιµοποιήθηκε η τιµή του 1.5m, εφόσον σε κάποιους σταθµούς δεν παρατηρούνται αρκετές υπερβάσεις του ορίου των 2.0m. Στα παρακάτω, πραγµατοποιείται ανάλυση ακραίων τιµών στους σταθµούς 3 και 6, γιατί τα στοιχεία αυτών των σταθµών χρησιµοποιούνται στη συνέχεια στον υπολογισµό της έκτασης πληµµύρας στις επιλεγµένες περιοχές της παράκτιας ζώνης (Σκάλα Αβδήρων και λίµνη Βιστωνίδα). Η Θεωρία των Ακραίων Τιµών χρησιµοποιείται προοδευτικά για τον υπολογισµό των οριακών συνθηκών, οι οποίες αντιστοιχούν στους διαφορετικούς τρόπους αστοχίας παράκτιων δοµών. Οι παράµετροι που εισάγονται στη συνάρτηση οριακών συνθηκών είναι οι στοχαστικές παράµετροι φορτίου και αντοχής που αντιστοιχούν σε κάθε τύπο αστοχίας, όπως τα ύψη κύµατος, οι περίοδοι κύµατος κ.τ.λ. Ωκεανογραφικά στοιχεία, όπως τα ύψη και οι περίοδοι κύµατος, εµφανίζουν φαινόµενα συσχέτισης, η οποία οδηγεί στην ανάλυση µε τη βοήθεια των «από κοινού» πιθανοτήτων, προκειµένου να περιγραφούν µε τον καλύτερο τρόπο οι κυµατικές συνθήκες και να καταστεί εφικτός ο πιθανολογικός 26

5 σχεδιασµός και η βελτιστοποίηση µε βάση την επικινδυνότητα. Για τη µοντελοποίηση των πολυµεταβλητών ακραίων τιµών ακολουθούνται µέθοδοι ανάλογες µε αυτές της µονοµεταβλητής ανάλυσης. Αυτές που βασίζονται στις υπερβάσεις ορίων (POT) αποδεικνύονται πιο αποδοτικές (Davison and Smith, 1990) Σχήµα 1. Θέσεις µε διαθέσιµα κυµατικά δεδοµένα Figure 1. Locations with available wave data Για τον υπολογισµό των «από κοινού» επιπέδων επαναφοράς των ακραίων τιµών σηµαντικού ύψους κύµατος Χ (> 1.5m) και των ταυτόχρονων περιόδων Y, οι δύο µεταβλητές µετασχηµατίζονται κατά τρόπο ώστε να αποκτήσουν τυπικές οριακές κατανοµές Fréchet και µετασχηµατίζονται στη συνέχεια σε ακτινικές και γωνιακές συνιστώσες R και W : R=(X+Y)/n και W=X/(X+Y), όπου n είναι ο αριθµός των «από κοινού» παρατηρήσεων. Εάν οριστεί µια περιοχή αστοχίας A, µε A {(x, y) : (x+y)/n>r o, w o x/(x+y) 1- w o } (για µεγάλο r o και µικρό w o >0), οι «από κοινού» πιθανότητες των X και Y (X, Y A) προσεγγίζονται από τη σχέση : 1 Pr{(X, Y) ta} Pr{(X, Y) A} για t 1 (1) 1/η t όπου η είναι ο συντελεστής συσχέτισης στα ακραία επίπεδα τιµών των δύο µεταβλητών. Η 2 περιοχή του ενδιαφέροντος είναι η: E v = {(x, y) R + : x > v, y > v}, όπου v = t u. Τελικά : log(v p )= ηlogp + logu + ηlogpr(e u ) (2) όπου V p είναι το επίπεδο επαναφοράς µε πιθανότητα p=pr(e Vp ), u είναι το όριο σε κλίµακα Fréchet και Pr(E u ) ορίζεται εµπειρικά (Coles et al. 1999). Το V p είναι επίσης σε κλίµακα Fréchet και οι πραγµατικές τιµές των µεταβλητών X και Y που αντιστοιχούν στη θεωρούµενη περίοδο επαναφοράς δίνονται από τους αντίστροφους µετασχηµατισµούς της 27

6 κατανοµής POT. Στη συγκεκριµένη εφαρµογή χρησιµοποιηθήκαν ως τιµές των παραµέτρων κλίµακας (σ) και σχήµατος (ξ) της κατανοµής POT: (α) οι µέσες τιµές που υπολογίστηκαν από τη Μέθοδο Μέγιστης Πιθανοφάνειας και (β) οι ανώτερες τιµές των παραµέτρων όπως προέκυψαν από τη Μέθοδο Μέγιστης Πιθανοφάνειας, θεωρώντας κανονική κατανοµή τόσο της παραµέτρου σχήµατος όσο και της παραµέτρου κλίµακας. Η δεύτερη προσέγγιση δίνει µια αρκετά συντηρητική τιµή για το σηµαντικό ύψος κύµατος, που επηρεάζει όπως είναι φυσικό και τα αποτελέσµατα του µοντέλου πληµµύρισης που παρουσιάζεται στην Ενότητα 3. Στους πίνακες 1 και 2 παρουσιάζονται τα αποτελέσµατα των προσεγγίσεων (α) και (β), αντίστοιχα για τους σταθµούς 3 και 6 και για περιόδους επαναφοράς 50, 100 και 1000 ετών. Πίνακας 1. Επίπεδα επαναφοράς H S και ταυτόχρονης T p µε θεώρηση της προσέγγισης (α) Table 1. Joint return levels of H S and concomitant T p considering approach (a) Σταθµός 3 Σταθµός 6 Περίοδος επαναφοράς 50 χρόνια 100 χρόνια 1000 χρόνια H S (m) T p (sec) H S (m) T p (sec) Πίνακας 2. Επίπεδα επαναφοράς H S και ταυτόχρονης T p µε θεώρηση της προσέγγισης (β) Table 2. Joint return levels of H S and concomitant T p considering approach (b) Σταθµός 3 Σταθµός 6 Περίοδος επαναφοράς 50 χρόνια 100 χρόνια 1000 χρόνια H S (m) T p (sec) H S (m) T p (sec) ΤΟ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ SBEACH 4.1. ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Το SBEACH (Storm-induced BEAch Change) είναι ένα αριθµητικό µοντέλο που βασίζεται σε εµπειρικές σχέσεις για την προσοµοίωση της διδιάστατης προώθησης των κυµατισµών προς την ακτή και τις εγκάρσιες µεταβολές στην ακτοµορφολογία. Το µοντέλο 28

7 αρχικά διαµορφώθηκε χρήσει εργαστηριακών πειραµάτων πρότυπης κλίµακας και στη συνέχεια εξελίχθηκε και επικυρώθηκε βάσει µετρήσεων πεδίου και ελέγχων ευαισθησίας (Larson & Kraus 1989, USACE 1990, USACE 1996). Το SBEACH περιλαµβάνει ένα εσωτερικό κυµατικό µοντέλο το οποίο υπολογίζει την µεταβολή του ύψους κύµατος και της στάθµης του νερού εγκάρσια στην ακτή βασισµένο στη γραµµική κυµατική θεωρία. Στη συνέχεια µε τις πληροφορίες από το κυµατικό µοντέλο υπολογίζονται οι στερεοπαροχές κατά µήκος του µελετώµενου προφίλ, χρήσει σχέσεων που έχουνε προκύψει από την ανάλυση εργαστηριακών µετρήσεων και µετρήσεων πεδίου. Η µετατόπιση της µέσης στάθµης της θάλασσας ( setup or setdown ) προσδιορίζεται από την εξίσωση της ορµής (USACE, 1989): ds xx dx dη = ρ g d (3) dx όπου: S xx = συνιστώσα τάσης ακτινοβολίας µε κατεύθυνση προς την ακτή [N / m], ρ= πυκνότητα νερού [kg / m 3 ], d= συνολικό βάθος νερού και η= µέση µεταβολή στάθµης θάλασσας ( setup or setdown ) λόγω κυµατισµών [m]. Η συνιστώσα τάσης ακτινοβολίας S xx δίνεται από τη γραµµική κυµατική θεωρία, για τυχαία γωνία πρόσπτωσης των κυµατισµών θ (USACE, 1989). Το ύψος αναρρίχησης των κυµατισµών, υπολογίζεται από τις σχέσεις (USACE, 1989): R H ξ 0.79 = 1.47 ξ (4) H 0 = tanβ (5) L 0 όπου: R = το ύψος αναρρίχησης [m], ξ = η παράµετρος θραύσης (αριθµός Iribarren), β = η µέση κλίση του προφίλ ακτής, Η 0 = το ύψος κύµατος σε συνθήκες βαθιών νερών [m], L 0 = το µήκος κύµατος σε συνθήκες βαθιών νερών [m] Για τυπικές εφαρµογές, τα δεδοµένα του SBEACH περιλαµβάνουν το ύψος κύµατος, την περίοδο κύµατος και τη συνολική άνοδο της στάθµης του νερού (λόγω παλίρροιας και κυµάτων καταιγίδας). Αυτές οι παράµετροι µπορούν να είναι σταθερές ή να παρέχονται µε τη µορφή χρονοσειρών. Εξίσου σηµαντική είναι η ακριβής γνώση δεδοµένων µορφολογίας της ακτής για την κατάσταση πριν και µετά το µελετώµενο κυµατικό γεγονός (καταιγίδα), όπως και η µέση διάµετρος κόκκων στο παράκτιο πεδίο. Τέλος, τα εισερχόµενα για τη διαµόρφωση της κάθε εφαρµογής πρέπει να περιλαµβάνουν, επίσης, παραµέτρους όπως το µέγεθος των βρόχων του κανάβου, το χρονικό βήµα της προσοµοίωσης και τα χαρακτηριστικά της στερεοµεταφοράς. Τα εξερχόµενα του SBEACH περιλαµβάνουν την κατανοµή του ύψους κύµατος και της στάθµης του νερού εγκάρσια της ακτής, καθώς και τις µορφολογικές/ογκοµετρικές µεταβολές λόγω των επιβαλλόµενων σε αυτό κυµατικών γεγονότων (USACE, 1993). 29

8 4.2. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΕΣ ΘΕΣΕΙΣ Η περιοχή µελέτης είναι η παράκτια περιοχή της Περιφέρειας Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης. Κατά µήκος αυτής της περιοχής επιλέχτηκαν 4 τοποθεσίες προκειµένου να συµπεριληφθούν στα πεδία εφαρµογής του µοντέλου SBEACH: (α) η περιοχή της Σκάλας Αβδήρων, (β) η περιοχή των λιµνοθαλασσών νοτιοανατολικά της λίµνης Βιστωνίδας, (γ) η περιοχή της Μάκρης και (δ) η περιοχή πλησίον του λιµένα Αλεξανδρούπολης. Η επιλογή των ανωτέρω τοποθεσιών βασίστηκε στην παράκτια µορφολογία τους και την εκτιµώµενη επιδεκτικότητά τους σε φαινόµενα πληµµύρισης, λαµβάνοντας επίσης υπόψη την ανάπτυξη ανθρωπογενών δραστηριοτήτων στις γειτονικές περιοχές. Σε αντίθεση µε τα κυµατικά χαρακτηριστικά, τα διαθέσιµα δεδοµένα για τα κύµατα καταιγίδας δεν αποτελούνται από χρονοσειρές, καθιστώντας αδύνατη την εφαρµογή της Θεωρίας Ακραίων Τιµών. Οι τιµές που χρησιµοποιήθηκαν ήταν 0.5m για τα κύµατα καταιγίδας των 50 ετών και 1.0m για τα αντίστοιχα των 100 ετών, όπως προέκυψαν από τη µελέτη δεδοµένων µέσων µηνιαίων καταγραφών της θαλάσσιας στάθµης από την ευρύτερη περιοχή και από πρόσφατες µελέτες για το Β. Αιγαίο. Στα Σχήµατα 2 και 3 παρατίθενται οι χάρτες κινδύνου πληµµύρας για τις περιοχές Σκάλα Αβδήρων και λίµνη Βιστωνίδα, αντίστοιχα. Στους χάρτες φαίνεται η µέγιστη έκταση πληµµύρας για καταιγίδες µε περιόδους επαναφοράς 50 και 100 ετών, µε ή χωρίς το κύµα καταιγίδας µε την αντίστοιχη περίοδο επαναφοράς. Σχήµα 2. Χάρτης κινδύνου πληµµύρας για την περιοχή της Σκάλας Αβδήρων Figure 2. Flood hazard map for the area of Skala Avdiron 30

9 Σχήµα 3. Χάρτης κινδύνου πληµµύρας για την περιοχή της λίµνης Βιστωνίδας Figure 3. Flood hazard map for the area of lake Vistonida 4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ-ΣΧΟΛΙΑ Στην εργασία αυτή, αναλύθηκαν δεδοµένα κυµάτων (ύψος και περίοδος κύµατος) για µια περίοδο δέκα ετών σε επιλεγµένες θέσεις της παράκτιας περιοχής της Περιφέρειας Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης. Υπολογίστηκαν σε δύο σταθµούς τα επίπεδα επαναφοράς των κυµάτων που περνούν το όριο του 1.5m και των ταυτόχρονων περιόδων τους για περιόδους επαναφοράς 50, 100 και 1000 ετών και εφαρµόστηκε το µοντέλο SBEACH για την εκτίµηση της µεταβολής της παράκτιας µορφολογίας και της έκτασης της πληµµύρας σε αντιπροσωπευτικές θέσεις της παράκτιας περιοχής µελέτης. Στο τέλος της εργασίας παρουσιάστηκαν ενδεικτικά οι χάρτες κινδύνου πληµµύρας για τις περιοχές: α) της Σκάλας Αβδήρων και β) της λίµνης Βιστωνίδας. Οι χάρτες κινδύνου πληµµύρας και πληµµυρικής επικινδυνότητας είναι απαραίτητοι για την επιτυχή εφαρµογή µιας σειράς µέτρων µείωσης του κινδύνου πληµµυρών και µπορούν να βοηθήσουν στην πληροφόρηση του κοινού, να βελτιώσουν την επαγρύπνησή του στα θέµατα πληµµυρών και να κινητοποιήσουν τις δραστηριότητες µείωσης. Οι συστάσεις για την αξιολόγηση και τη χαρτογράφηση της παράκτιας πληµµύρας συσχετίζονται έντονα µε την ποιότητα των στοιχείων που χρησιµοποιούνται στη διαδικασία. Αξιόπιστα και λειτουργικά εργαλεία απαιτούν δεδοµένα εισόδου αντίστοιχης ποιότητας, διαφορετικά τα αποτελέσµατά τους θα είναι ανακριβή και - σε πολλές περιπτώσεις - αρκετά παραπλανητικά. Το ενδιαφέρον εποµένως θα πρέπει να εστιαστεί στη λήψη εκτεταµένων χρονοσειρών κυµατικών χαρακτηριστικών, µετεωρολογικής παλίρροιας και παλίρροιας χωρίς πολλές ελλείπουσες τιµές. Οι χάρτες πληµµυρών στις παράκτιες περιοχές πρέπει να ενηµερώνονται συχνά και να είναι ακριβείς, λόγω αλλαγών χρήσεων γης, κλιµατικών τάσεων και προβλεπόµενων αλλαγών, που µεταβάλλουν τη συχνότητα και την ένταση των πληµµυρών. 31

10 5. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η εργασία πραγµατοποιήθηκε στα πλαίσια του ευρωπαϊκού ερευνητικού προγράµµατος BEACHMED-e INTERREG IIIC της Περιφέρειας Α. Μακεδονίας και Θράκης µε επιστηµονικό υπεύθυνο τον κ. Ν. Κωτσοβίνο του.π.θ. Τα δεδοµένα του WAM είναι από το ΕΛΚΕΘΕ. Οι τοπογραφικοί χάρτες που χρησιµοποιήθηκαν είναι από τη Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού. Ο Αχιλλέας Σαµαράς είναι Υπότροφος του Κοινωφελούς Ιδρύµατος Αλέξανδρος Σ. Ωνάσης. 6. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Coles, S., Heffernan, J. and Tawn, J. (1999). Dependence Measures of Extreme Value Analysis, Extremes 2:4, Coles, S. (2001). An Introduction to Statistical Modeling of Extreme Values, Springer Series in Statistics Davison, A. C. and Smith, R. L. (1990). Models for exceedances over high thresholds (with discussion), Journal of the Royal Statistical Society, B 52, DIRECTIVE 2007/60/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL on the assessment and management of flood risks, 23/10/2007, Official Journal of the European Union, L 288/27 - L288/34 Larson, M., and Kraus, N. C. (1989). Prediction of beach fill response to varying waves and water level, Proceedings of Coastal Zone 89, American Society of Civil Engineers, Sanchez-Arcilla, A., Gomez Aguar, J., Egozcue, J.J., Ortego, M.I., Galiatsatou, P. and Prinos, P. (2008). Extremes from scarce data. The role of Bayesian and scaling techniques in reducing uncertainty, Special Issue of the Journal of Hydraulic Research on Analysis of riverine and coastal extremes: The FLOODsite approach (in press) U.S. Army Corps of Engineers, (1989). SBEACH: Numerical Model for Simulating Storm- Induced Beach Change. Report 1: Empirical Foundation and Model Development, Technical Report CERC U.S. Army Corps of Engineers, Washington, D.C U.S. Army Corps of Engineers, (1990). SBEACH: Numerical Model for Simulating Storm- Induced Beach Change. Report 2: Numerical Formulation and Model Tests, Technical Report CERC U.S. Army Corps of Engineers, Washington, D.C U.S. Army Corps of Engineers, (1993). SBEACH: Numerical Model for Simulating Storm- Induced Beach Change. Report 3: User s Manual, Technical Report CERC U.S. Army Corps of Engineers, Washington, D.C U.S. Army Corps of Engineers, (1996). SBEACH: Numerical Model for Simulating Storm- Induced Beach Change. Report 4: Cross-Shore Transport Under Random Waves and Model Validation with SUPERTANK and Field Data, Technical Report CERC U.S. Army Corps of Engineers, Washington, D.C 32