Προσδιορισμός Χαρακτηριστικών των Λεκανών Απορροής

Προσδιορισμός Χαρακτηριστικών των Λεκανών Απορροής της Νήσου Λέσβου με Χρήση ΓΣΠ Αθηνά Κων. Πήτα ΔΙΑΤΡΙΒΗ Που υποβλήθηκε στο Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών Περιβαλλοντική Πολιτική και Διαχείριση του Τμήματος Περιβάλλοντος ως μέρος των απαιτήσεων για την απόκτηση Διπλώματος Ειδίκευσης στην Περιβαλλοντική Πολιτική και Διαχείριση Μυτιλήνη Φεβρουάριος 2011 I

ΣΥΝΤΟΜΟ ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ ΟΝΟΜΑ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ Αθηνά Πήτα Στ. Ελευθεριάδη 73 81 100 Μυτιλήνη ΗΜΕΡ. ΓΕΝΝΗΣΗΣ 21 Ιουλίου 1986 ΤΗΛΕΦΩΝΟ 6957202814 E-MAIL envm09046@env.aegean.gr ΣΠΟΥΔΕΣ 2004-2009 Πανεπιστημίου Αιγαίου, Τμήμα Γεωγραφίας 2001-2004 Λύκειο Εράτυρας (Ν. Κοζάνης) ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΣΕ ΣΥΝΕΔΡΙΑ - ΚΑΤΑΡΤΙΣΗ 6/2009 2 Ο Πανελλήνιο Συνέδριο «Περιβαλλοντική Πολιτική και Διαχείριση», Διοργάνωση: ΜΠΣ «Περιβαλλοντική Πολιτική και Διαχείριση» και Εργαστήριο Επιχειρησιακής Περιβαλλοντικής Πολιτικής και Διαχείρισης, Τμήμα Περιβάλλοντος Πανεπιστημίου Αιγαίου, Μυτιλήνη 6/2008 Διεθνές Συνέδριο Studying, Modeling & Sense Making of Planet Earth, Διοργάνωση: Τμήμα Γεωγραφίας Πανεπιστημίου Αιγαίου, Μυτιλήνη 3/2008 Επιστημονική Ημερίδα «Η Επιστήμη της Γεωγραφίας στην Ελλάδα τον 21 ο Αιώνα», Διοργάνωση: Σύλλογος Φοιτητών Τμήματος Γεωγραφίας Πανεπιστημίου Αιγαίου, Μυτιλήνη 5/2006: Επιστημονική Ημερίδα «Χρήση και συνεισφορά των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών στην Επιστήμη», Διοργάνωση: Σύλλογος Φοιτητών Τμήματος Γεωγραφίας Πανεπιστημίου Αιγαίου, Μυτιλήνη ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗ ΕΜΠΕΙΡΙΑ 7/2007-8/2007 Εταιρία IMC Αιγαίου Α.Ε., Σύμβουλοι Καινοτομικών Εφαρμογών & Νέων Τεχνολογιών ΞΕΝΕΣ ΓΛΩΣΣΕΣ Αγγλικά Certificate of Proficiency in English, University of Michigan First Certificate in English, University of Cambridge II

ΑΛΛΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ Γνώση Πληροφορικής & Χειρισμού Ηλεκτρονικών Υπολογιστών III

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Αθηνά Πήτα Προσδιορισμός Χαρακτηριστικών των Λεκανών Απορροής της Νήσου Λέσβου με Χρήση ΓΣΠ Φεβρουάριος 2011 Η παρούσα διατριβή ασχολείται με τη μελέτη ορισμένων χαρακτηριστικών του υδρογραφικού δικτύου της νήσου Λέσβου. Έχει ως στόχο την πραγματοποίηση μιας ποσοτικής ανάλυσης της μορφολογίας των λεκανών απορροής του νησιού, μελετώντας τα μορφομετρικά χαρακτηριστικά των λεκανών και των επιφανειακών υδάτων που αυτές συγκεντρώνουν. Ακόμη εξετάζονται παράμετροι που σχετίζονται με την κλίση και το υψόμετρο του υδρογραφικού δικτύου. Τα αποτελέσματα απεικονίζονται σε χάρτες που δημιουργήθηκαν με χρήση Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών (Γ.Σ.Π.) και συνοδεύονται από παρατηρήσεις και ερμηνευτικά σχόλια. Τα αποτελέσματα της συγκεκριμένης έρευνας θέτουν τις βάσεις για μια ολοκληρωμένη ποσοτική γεωμορφολογική ανάλυση του συνόλου των ποτάμιων συστημάτων της Λέσβου. IV

ABSTRACT Athina Pita Identifying characteristics of the basins of the Lesvos Island using GIS February 2011 In this study certain characteristics of the drainage network of Lesvos Island are studied. The study aims to perform a quantitative analysis of the morphology of Lesvos drainage basins, studying the morphometric parameters of basins and surface water which they collect. In addition, parameters related to the inclination and altitudes of the drainage network are examined. The results are shown on maps created using Geographic Information Systems (G.I.S.) and are accompanied by comments and interpretive comments. The results of that research put the foundations for a comprehensive quantitative geomorphologic analysis of the river systems of Lesvos. V

Π Ε Ρ Ι Ε Χ Ο Μ Ε Ν Α 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ...1 1.1. Γενική τοποθέτηση του προβλήματος. 1 1.2. Διάρθρωση της διπλωματικής εργασίας.. 1 2. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ...2 2.1. Έννοιες και ορισμοί 2 2.2. Παράμετροι..5 2.2.1. Μετρούμενοι παράμετροι..5 2.2.2. Υπολογιζόμενοι παράμετροι.5 2.2.3. Κλίση και υψόμετρο υδρογραφικού δικτύου και λεκανών απορροής.5 2.3. Χαρακτηριστικά της περιοχής μελέτης 7 2.4. Υπάρχουσες μελέτες 8 3. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ.9 3.1. Γενικά...9 3.2. Δεδομένα..9 3.3. Ανάλυση...9 3.3.1. Γεωμετρική διόρθωση των δεδομένων...9 3.3.2. Δημιουργία ψηφιακών επιπέδων πληροφορίας (layers) και ψηφιοποίηση δεδομένων. 10 3.3.3. Εκτέλεση πράξεων στο λογισμικό για τον υπολογισμό των μορφομετρικών χαρακτηριστικών της περιοχή μελέτης 10 3.3.4. Κλίση και υψόμετρο υδρογραφικού δικτύου και λεκανών απορροής. 11 4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ. 12 4.1. Πρώτο στάδιο: αποτελέσματα ψηφιοποίησης 12 4.2. Στάδιο δεύτερο: αποτελέσματα επεξεργασίας δεδομένων ψηφιδωτής μορφής (raster)..13 4.3. Τρίτο στάδιο: αποτελέσματα μετρήσεων μορφομετρικών χαρακτηριστικών σε χάρτες κλίμακας 1:250.000. 14 4.4. Στάδιο τέταρτο: αποτελέσματα υπολογισμού μορφομετρικών χαρακτηριστικών σε χάρτες κλίμακας 1:250.000.... 18 4.5. Πέμπτο στάδιο: Χάρτες κλίσης και υψομέτρου υδρογραφικού 4.6. δικτύου και λεκανών απορροής.. 21 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ......26 6. ΑΝΑΦΟΡΕΣ. 28 VI

7. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ..30 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ ΣΕΛΙΔΑ 1. Οι μορφομετρικές παράμετροι του υδρογραφικού δικτύου, ο συμβολισμός και οι μονάδες μέτρησής τους 5 2. Μορφομετρικές παράμετροι των λεκανών απορροής, ο συμβολισμός και οι μονάδες μέτρησής τους..5 3. Μορφομετρικές παράμετροι που προκύπτουν από το συνδυασμό των λεκανών απορροής και του υδρογραφικού δικτύου, ο συμβολισμός και οι μονάδες μέτρησής τους 5 4. Περιγραφή πράξεων υπολογισμού μορφομετρικών παραμέτρων με τη χρήση script code.10 5. Οι υπολογιζόμενες μορφομετρικές παράμετροι, ο συμβολισμός τους, η μαθηματική τους έκφραση και οι μονάδες μέτρησης..11 VII

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΓΡΑΦΗΜΑΤΩΝ/ ΣΧΕΔΙΩΝ ΓΡΑΦΗΜΑ/ΣΧΕΔΙΟ ΣΕΛΙΔΑ Χάρτης 1. Συνολικό μήκος ποτάμιων κλάδων ανά λεκάνη απορροής της Λέσβου, ταξινομημένο σε πέντε κατηγορίες...15 Χάρτης 2. Κατηγοριοποιημένη απεικόνιση της περιμέτρου των λεκανών απορροής Λέσβου σε πέντε κλάσεις...16 Χάρτης 3. Έκταση των λεκανών απορροής της νήσου Λέσβου. Κατηγοριοποίηση σε πέντε κλάσεις ίσων διαστημάτων.17 Χάρτης 4. Πυκνότητα υδρογραφικού δικτύου ανά λεκάνη απορροής της νήσου Λέσβου, κατηγοριοποιημένη σε πέντε κλάσεις ίσων διαστημάτων 19 Χάρτης 5. Κυκλικότητα λεκανών απορροής της νήσου Λέσβου, κατηγοριοποιημένη σε πέντε κλάσεις ίσων διαστημάτων.20 Χάρτης 6. Μέση κλίση κλάδων του υδρογραφικού δικτύου της Λέσβου ανά λεκάνη απορροής, εκφρασμένη σε μοίρες 22 Χάρτης 7. Η μέση κλίση των λεκανών απορροής της Λέσβου εκφρασμένη σε μοίρες 23 Χάρτης 8. Μέσο υψόμετρο κλάδων του υδρογραφικού δικτύου της Λέσβου ανά λεκάνη απορροής...24 Χάρτης 9. Μέσο υψόμετρο των λεκανών απορροής της Λέσβου..25 Χάρτης 10. Χάρτης Λέσβου με τα κυριότερα χαρακτηριστικά του νησιού...30 Χάρτης 11. Κατανομή χρήσεων γης της Λέσβου...31 Χάρτης 12. Υδρολογική Λεκάνη του ποταμού Τσικνιά στη Λέσβο.. 32 Εικόνα 1. Φύλλα χαρτών που χρησιμοποιήθηκαν στην εργασία.33 Εικόνα 2. Αποτέλεσμα γεωμετρικής διόρθωσης..34 Εικόνα 3. Αρχείο dem της Λέσβου, μορφής raster..35 VIII

1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Γενική τοποθέτηση του προβλήματος Η τεχνολογική πρόοδος και οι επιστήμες εξελίσσονται με αλματώδεις ρυθμούς με αποτέλεσμα τη συνεχή ανάπτυξη και βελτίωση ερευνών που σχετίζονται, εκτός των άλλων, με τη μελέτη και αξιοποίηση των υδατικών συστημάτων. Η συγκεκριμένη εργασία ασχολείται με τον προσδιορισμό των μορφολογικών παραμέτρων των λεκανών απορροής και του υδρογραφικού δικτύου της Λέσβου, με τη βοήθεια των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών. Συγκεκριμένα, όσων αφορά τις υδρολογικές λεκάνες, υπολογίζονται η περίμετρος (Ρ), η επιφάνεια (Α), και η κυκλικότητα (R c ) τους. Για το υδρογραφικό δίκτυο υπολογίζονται η υδρογραφική του πυκνότητα (D) και το συνολικό μήκος κλάδων (T L ) των ποταμών από τους οποίους απαρτίζεται κάθε λεκάνη απορροής. Επιπλέον, προσδιορίζεται η μέση κλίση και το μέσο υψόμετρο των κλάδων και των λεκανών. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων απεικονίζονται σε συνοπτικούς πίνακες και θεματικούς χάρτες (κλίμακας 1:250.000) και ακολουθεί ο σχολιασμός τους και τα τελικά συμπεράσματα. 1.2 Διάρθρωση της διπλωματικής εργασίας Η διπλωματική εργασία παρουσιάζεται σε 5 κεφάλαια ακολουθώντας τις διαδικασίες που πραγματοποιήθηκαν ώστε να διεξαχθούν τα τελικά συμπεράσματα. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται εν συντομία το περιεχόμενο και η διάρθρωση της εργασίας. Το δεύτερο κεφάλαιο αναλύει τις βασικές έννοιες που θα μελετήσουμε, παρουσιάζει τη περιοχή με την οποία θα ασχοληθούμε και γίνεται αναφορά σε μελέτες που έχουν προηγηθεί σχετικές με το αντικείμενο εργασίας μας. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται περιγραφή των δεδομένων και της ηλεκτρονικής επεξεργασίας τους με το πρόγραμμα ArcGIS. Το τέταρτο κεφάλαιο περιλαμβάνει τα τελικά αποτελέσματα σε υποκεφάλαια, με βάση τα στάδια της επεξεργασίας που έχει προηγηθεί. Στο πέμπτο και τελευταίο κεφάλαιο γίνεται συζήτηση και σχολιασμός των αποτελεσμάτων και διεξάγονται τα τελικά συμπεράσματα. 1

2 ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ 2.1 Έννοιες και ορισμοί Η κίνηση του νερού στο έδαφος καθορίζεται από υδροκρίτες. Ο υδροκρίτης οριοθετεί τις λεκάνες αποστράγγισης. Λεκάνη απορροής ή λεκάνη αποστράγγισης (drainage basin) είναι μια περιοχή στην οποία, όταν πέσει μια σταγόνα νερού σε οποιοδήποτε σημείο της, θα διαφύγει από έναν χείμαρρο ή ποταμό (θεωρώντας πάντα ότι η σταγόνα δεν θα αφομοιωθεί από τη βιόσφαιρα, ούτε θα εξατμιστεί, ή θα αποθηκευτεί). Όταν όμως δύο σταγόνες νερού πέσουν σε σημεία που απέχουν απόσταση μόλις ελάχιστων χιλιοστών, αλλά ανήκουν σε δύο διαφορετικές λεκάνες απορροής, θα καταλήξουν σε διαφορετικούς ποταμούς (Λέκκας:1995, σελ 81). Το μέγεθος της λεκάνης απορροής έχει σημασία αφού επηρεάζει γενικά τόσο τη συνολική απορροή στην έξοδό της, όσο και το χρόνο συγκέντρωσης της απορροής και κατά συνέπεια και το σχήμα του υδρογραφήματος. Η παραπάνω σχέση δεν είναι βέβαια γραμμική αφού τα γεωλογικά, εδαφικά και άλλα χαρακτηριστικά της λεκάνης κατά κανόνα διαφέρουν. Η σχέση που αναφέρθηκε θα ήταν γραμμική αν τα προηγούμενα χαρακτηριστικά ήταν της ίδιας κατηγορίας και επιπλέον η κατακρήμνιση ήταν ομοιόμορφη σε ολόκληρη την επιφάνεια της λεκάνης. Το μέγεθος της λεκάνης απορροής επηρεάζει άμεσα τις υδρολογικές διεργασίες (http://nefeli.lib.teicrete.gr, σελ.19-20). Το σχήμα της λεκάνης απορροής επηρεάζει τον χρόνο συγκέντρωσης της απορροής και επομένως και το μέγεθος της παροχής που παρατηρείται στο στόμιο της λεκάνης. Πιο συγκεκριμένα, επιμήκεις λεκάνες έχουν μεγαλύτερο χρόνο συγκέντρωσης από ριπιδοειδείς ή κυκλικές και, κατά συνέπεια, κάτω από ίδιες συνθήκες, οι πρώτες εμφανίζουν μικρότερες παροχές. Το σχήμα της λεκάνης επηρεάζει επίσης την παροχή όταν η βροχή δεν καλύπτει ολόκληρη την επιφάνεια της λεκάνης αλλά μετακινείται από το ένα άκρο προς το άλλο. Για παράδειγμα, στην περίπτωση μιας ιδιαίτερα επιμήκους λεκάνης, ο χρόνος συγκέντρωσης είναι πολύ μεγαλύτερος όταν η βροχή κινείται από κατάντη προς ανάντη από τον χρόνο συγκέντρωσης όταν η βροχή ακολουθεί την αντίστροφη διαδρομή. Επομένως και η παρατηρούμενη παροχή είναι μικρότερη στην πρώτη περίπτωση. Αντίθετα, σε ριπιδοειδείς ή κυκλικές λεκάνες έχει παρατηρηθεί ότι η μετακίνηση της βροχής έχει σημαντικά μικρότερη επίδραση στο μέγεθος της παρατηρούμενης παροχής σε σύγκριση με μια επιμήκη λεκάνη υπό τις ίδιες συνθήκες. Το σχήμα της λεκάνης, παρά τη σπουδαιότητα που έχει για το μέγεθος της παροχής, δύσκολα προσδιορίζεται και εκφράζεται αριθμητικά με σαφήνεια και ακρίβεια. Για το λόγω αυτό, έχουν αναπτυχθεί διάφοροι δείκτες για την απόδοση του σχήματός της. Η παρουσίαση της φιλοσοφίας και της μεθοδολογίας των μεθόδων εκτίμησης των δεικτών αυτών είναι εκτός των στόχων του παρόντος συγγράμματος. Ωστόσο, εκτιμήθηκε ο δείκτης Cravelius 2

(κυκλικότητα) λεκάνης απορροής για μια προσέγγιση του σχήματος της. Ο τρόπος υπολογισμού του δείκτη παρουσιάζεται στη συνέχεια (Ρηγόπουλος Θ., 2009, σελ.15-16) Η κυκλικότητα λεκάνης R c (ratio circularity) αποτελεί μια ποσοτική έκφραση του σχήματος (της γεωμετρίας) της λεκάνης απορροής (Σπυρόπουλος Χ., 2008, σελ. 42). Η «υδρογραφική πυκνότητα» ή «πυκνότητα αποστράγγισης» είναι μία παράμετρος της υδρολογικής λεκάνης που εκφράζει το συνολικό μήκος των υδατορρευμάτων ανά μονάδα επιφάνειας αυτής. Δηλαδή, η παράμετρος αυτή εκφράζει τον αριθμό των χιλιομέτρων κοίτης ποτάμιου ρεύματος που διατηρείται από επιφάνεια αποστράγγισης 1 τετραγωνικού χιλιομέτρου (Σπυρόπουλος Χ., 2008, σελ. 40). Οι τιμές που μπορεί να λάβει η υδρογραφική πυκνότητα ποικίλουν, έτσι ανάλογα με αυτές διακρίνουμε: Χαμηλή υδρογραφική πυκνότητα, με τιμές από 3 έως 4 (π.χ. σε περιοχές με σκληρά πετρώματα και πυκνή βλάστηση) Μέση υδρογραφική πυκνότητα, με τιμές από 8 έως 16 (π.χ. σε περιοχές με μαλακά πετρώματα και πυκνή βλάστηση) Υψηλή υδρογραφική πυκνότητα, με τιμές από 30 έως 50 (π.χ. σε περιοχές με μαλακά πετρώματα και υψηλό ανάγλυφο, χωρίς βλάστηση), (http://geosector.geology.upatras.gr, σελ. 7). Υδρογραφικό δίκτυο (drainage pattern) είναι ένα σύνολο επιφανειακών ρευμάτων νερού (ποταμών, χειμάρρων κλπ), που συνδέονται μεταξύ τους με καθορισμένο τρόπο και δημιουργούν συγκεκριμένους τύπους απορροής. Ο τρόπος σύνδεσης των υδάτινων ρευμάτων (διαμέσου των κλάδων) και ο τύπος απορροής, είναι αποτέλεσμα του συνδυασμού των νόμων της κίνησης των ρευστών και των γεωλογικών χαρακτηριστικών της συγκεκριμένης περιοχής πάνω στην οποία κυλούν. (www.topografoi.com). Μορφές υδρογραφικού δικτύου Η μορφή που θα πάρει ένα υδρογραφικό δίκτυο εξαρτάται κατά κύριο λόγο από την γεωλογική δομή και τις κλιματολογικές συνθήκες της περιοχής, ενώ μικρότερο ρόλο παίζει η επίδραση των ειδικών τοπικών συνθηκών της. Οι κυριότερες μορφές των υδρογραφικών δικτύων είναι οι εξής : Παράλληλη μορφή: αποτελείται από παράλληλους μεταξύ τους κύριους κλάδους και μικρότερους συνδεόμενους υπό οξεία γωνία μικρότερη των 40 με τους κύριους κλάδους. Η 3

δημιουργία παράλληλων μορφών δικτύου συνδέεται με την ύπαρξη πετρωμάτων με απότομη κλίση. Δενδριτική μορφή: έχει την μορφή δένδρου του οποίου οι κλάδοι ενώνονται μεταξύ τους και με τον κύριο κορμό υπό οξεία γωνία μεγαλύτερη των 30 και αναπτύσσεται σε σχετικώς ομαλές ή νέες περιοχές με ομογενή πετρολογική κατασκευή. Ορθογώνια μορφή : ο κύριος κλάδος κάμπτεται σε ορθές γωνίες κατά την πορεία του, ενώ οι μικρότεροι κλάδοι ενώνονται με τους μεγαλύτερους επίσης με ορθές γωνίες. Η μορφή αυτή σχετίζεται με την ύπαρξη ομάδων παράλληλων ρηγμάτων που τέμνονται κάθετα. Ακτινωτή μορφή: αποτελείται από κλάδους που ξεκινούν από μία κεντρική υπερυψωμένη περιοχή κωνικής μορφής και αναπτύσσεται υπό μορφή ακτινών πάνω στις πλευρές της. Η μορφή αυτή απαντάται σε ηφαίστεια, δόμους ή μεμονωμένους λόφους με απότομες πλευρές. Κλιμακωτή μορφή: αποτελείται από έναν κύριο κλάδο, εκατέρωθεν του οποίου διατάσσονται κατά ζεύγη οι δευτερεύοντες κλάδοι, ενωμένοι με ορθές γωνίες με τον κύριο κλάδο. Εκατέρωθεν των δευτερευόντων κλάδων διατάσσονται οι μικρότεροι κλάδοι, ενωμένοι με ορθές γωνίες με τους δευτερεύοντες κλάδους. Η μορφή αυτή σχετίζεται με περιπτώσεις ύπαρξης ρηγματώσεων, πτυχώσεων, ρωγμών κ.α. Σε πολλές περιπτώσεις οι παραπάνω μορφές των υδρογραφικών δικτύων απαντώνται στη φύση παράλληλα δημιουργώντας σύνθετες μορφές (http://geo-sector.geology.upatras.gr, σελ. 2-3). 4

2.2 Παράμετροι 2.2.1 Μετρούμενοι παράμετροι Για την ποσοτική ανάλυση του υδρογραφικού δικτύου και των λεκανών απορροής υπολογίσθηκαν και επεξεργάστηκαν οι μορφομετρικές παράμετροι που περιγράφονται στους ακόλουθους πίνακες. Οι μαθηματικές εκφράσεις και ο τρόπος υπολογισμού τους περιγράφονται σε επόμενο κεφάλαιο. Πίνακας 1. Οι μορφομετρικές παράμετροι του υδρογραφικού δικτύου, ο συμβολισμός και οι μονάδες μέτρησής τους Παράμετρος Συμβολισμός Μονάδα μέτρησης Συνολικό μήκος κλάδων T L (total length) km Πίνακας 2. Μορφομετρικές παράμετροι των λεκανών απορροής, ο συμβολισμός και οι μονάδες μέτρησής τους Παράμετρος Συμβολισμός Μονάδα μέτρησης Περίμετρος P (perimeter) km Εμβαδόν A (area) km 2 2.2.2 Υπολογιζόμενοι παράμετροι Πίνακας 3. Μορφομετρικές παράμετροι που προκύπτουν από το συνδυασμό των λεκανών απορροής και του υδρογραφικού δικτύου, ο συμβολισμός και οι μονάδες μέτρησής τους Παράμετρος Συμβολισμός Μονάδα μέτρησης Κυκλικότητα Rc (ratio circularity) (αριθμός) Υδρογραφική πυκνότητα D (density) Km -1 2.2.3 Κλίση και υψόμετρο υδρογραφικού δικτύου και λεκανών απορροής Υψόμετρο Λεκάνης Απορροής Το υψόμετρο της λεκάνης απορροής έχει άμεση σχέση τόσο με τα κατακρημνίσματα που δέχεται όσο και με τις θερμοκρασίες που επικρατούν σ αυτή. Πιο συγκεκριμένα, τα κατακρημνίσματα αυξάνουν όσο αυξάνεται το υψόμετρο της λεκάνης. Αντίθετα, η θερμοκρασία μειώνεται με την αύξηση του υψομέτρου. Η άμεση σχέση του υψομέτρου της λεκάνης με τα κατακρημνίσματα που αυτή δέχεται αλλά και με τις θερμοκρασίες που επικρατούν σε αυτή επηρεάζει κατ επέκταση και την απορροή. Είναι γεγονός ότι όσο 5

περισσότερα είναι τα κατακρημνίσματα τόσο μεγαλύτερη είναι και η απορροή αλλά, επίσης, όσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία τόσο μεγαλύτερη είναι η εξάτμιση. Η θερμοκρασία καθορίζει επίσης και το ποσοστό των κατακρημνισμάτων που φθάνουν στο έδαφος υπό μορφή χιονιού, όπως επίσης και την διάρκεια παραμονής τους σε αυτό. Όλες οι παραπάνω συνθήκες επηρεάζουν σημαντικά την απορροή στην έξοδο της λεκάνης (Ρηγόπουλος Θ., 2009σελ. 16 ). Από τα διάφορα υψόμετρα της λεκάνης θα μελετήσουμε το μέσο. Για τον προσδιορισμό του μέσου υψομέτρου της λεκάνης απαιτείται η διαίρεση της λεκάνης σε υποπεριοχές και ο υπολογισμός του μέσου υψομέτρου καθεμιάς από αυτές. Στη συνέχεια, το μέσο υψόμετρο της λεκάνης υπολογίζεται με βάση τον ακόλουθο τύπο: όπου: zm : το μέσο υψόμετρο της λεκάνης zi : το μέσο υψόμετρο της κάθε υποπεριοχής Αi : το εμβαδόν της κάθε υποπεριοχής (Ρηγόπουλος Θ., 2009, σελ.17) Κλίση της λεκάνης απορροής Οι κλίσεις των διαφόρων επιφανειών της λεκάνης απορροής επηρεάζουν σημαντικά τις διεργασίες βροχής απορροής. Πιο συγκεκριμένα, σε λεκάνες με ομαλό ανάγλυφο και μεγάλες κλίσεις, ο χρόνος συγκέντρωσης του περισσεύματος βροχής είναι μικρός και κατά συνέπεια και η πιθανότητα διήθησης μειώνεται σημαντικά. Έτσι, τα υδρογραφήματα στο στόμιο της λεκάνης χαρακτηρίζονται από μικρή χρονική βάση, απότομες καμπύλες ανόδου και καθόδου και υψηλές πλημμυρικές αιχμές. Ακόμα, ομαλό ανάγλυφο και μεγάλες κλίσεις των λεκανών συντελούν στην αύξηση των φερτών υλικών στο στόμιό τους, ενώ τα αντίθετα χαρακτηριστικά από αυτά που αναφέρθηκαν παραπάνω παρατηρούνται στα υδρογραφήματα λεκανών με ομαλό ανάγλυφο και μικρές κλίσεις. Η έκφραση του αναγλύφου και των κλίσεων της λεκάνης παρουσιάζει σημαντικές δυσκολίες που απορρέουν από την επιδίωξη έκφρασης τρισδιάστατων μεταβολών με απλούς δείκτες. Προς την κατεύθυνση αυτή έγιναν πολλές προσπάθειες και σήμερα τα χαρακτηριστικά αυτά των λεκανών εκφράζονται με απλούς δείκτες, με συνδυασμένους δείκτες, καθώς και με επιλεγμένες μετρήσεις των κλίσεων. Από αυτούς, οι απλοί δείκτες χρησιμοποιούνται κυρίως για την εκτίμηση της μέσης κλίσης και ο βαθμός αναγλύφου Rh για την έκφραση του αναγλύφου της. Όμως, κανένας από τους τρόπους που αναφέρθηκαν δεν καταδεικνύει την κατανομή των κλίσεων στην επιφάνεια της λεκάνης. Για το λόγο αυτό, χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι κατανομής των χαρακτηριστικών αυτών και μία από αυτές είναι η κατασκευή ειδικών χαρτών που προέρχονται από τους αντίστοιχους τοπογραφικούς (Ρηγόπουλος Θ., 2009, σελ.18). 6

Η αναπαράσταση του αναγλύφου και των κλίσεων των λεκανών απορροής της Λέσβου θα γίνει με χρήση του αρχείου «dem», το οποίο περιγράφεται σε επόμενο κεφάλαιο. Κλίση υδρογραφικού δικτύου Ένα χαρακτηριστικό του υδατορρεύματος της λεκάνης απορροής που παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για διερεύνηση είναι η κλίση του. Το συνολικό μήκος του κύριου υδατορρεύματος μαζί με την κλίση του ουσιαστικά καθορίζουν το χρόνο που απαιτείται για να φθάσει η απορροή στο στόμιο της λεκάνης (Ρηγόπουλος Θ., 2009, σελ.18). Ο τρόπος υπολογισμού του συνολικού μήκος του κύριου υδατορρεύματος έχει ήδη αναφερθεί. Η μέση τιμή της κλίσης του υδατορρεύματος δίνεται από τον τύπο: όπου: Ιm: η μέση κλίση του υδατορρεύματος ΔΗ: η υψομετρική διαφορά του σημείου με το μεγαλύτερο υψόμετρο από αυτό με το μικρότερο L: το συνολικό μήκος του υδατορρεύματος (Ρηγόπουλος Θ., 2009, σελ.18-19) 2.3 Χαρακτηριστικά της περιοχής μελέτης Η νήσος Λέσβος βρίσκεται ανατολικά του βορείου Αιγαίου και έχει έκταση 1.636,7 Km 2. Είναι το τρίτο σε έκταση ελληνικό νησί μετά την Κρήτη και την Εύβοια. Έχει χαρακτηριστικό σχήμα στο οποίο συντελούν δυο μεγάλοι κόλποι στη νότια ακτή του νησιού, ο κόλπος της Καλλονής και ο κόλπος Γέρας. Μεγαλύτερος είναι ο πρώτος, με εμβαδόν 78.000 Km 2 και είναι ιδιαίτερα αβαθής στο βόρειο και ανατολικό του τμήμα, όπου εκβάλλουν και τα σημαντικότερα ποτάμια της περιοχής. Τα ανατολικά παράλια του κόλπου είναι πιο πεδινά από τα δυτικά, ενώ στο βάθος εκτείνεται το μεγάλο λεκανοπέδιο της Καλλονής και των Μέσων (http://kalloni.net). Εκεί δημιουργούνται μεγάλοι ποτάμιοι σχηματισμοί, όπως ο Τσικνιάς που διαρρέει τη λεκάνη της Καλλονής. και Βούβαρης, στην περιοχή της αρχαίας Πύρρας. Σημαντικοί είναι επίσης ο Βούλγαρης ποταμός κοντά στην Άντισσα και ο Αλμυροπόταμος που ρέει ανατολικά του Πολιχνίτου. Άλλο ένα μορφολογικό χαρακτηριστικό του νησιού είναι οι κύριοι ορεινοί όγκοι που απλώνονται σε κάθε σημείο του ορίζοντά του. Βόρεια βρίσκεται το ψηλότερο όρος του νησιού, ο Λεπέτυμνος με υψόμετρο 968μ. και ακολουθεί ο Όλυμπος (967μ.) στη νότια πλευρά του. Στη δυτική πλευρά απλώνεται το όρος Όρδυμνος (789μ) και ανατολικά η Αμαλή (527μ). Τα χαρακτηριστικά αυτά μπορούν να διακριθούν στο χάρτη 10 του παραρτήματος. Από άποψη φυσικής κάλυψης, η Λέσβος μπορεί να διαιρεθεί σε δύο κύρια διαφορετικά τμήματα. Το δυτικό, όπου η βλάστηση είναι πολύ περιορισμένη και κυριαρχούν χορτολίβαδα, 7

εμφανίζοντας σε πολλές περιοχές χαρακτηριστικά ερήμωσης, και το ανατολικό με πολύ πιο ανεπτυγμένη βλάστηση. Στο κεντρικό και βορειοανατολικό τμήμα συναντάμε κυρίως δασικές εκτάσεις και θαμνότοπους, ενώ στο νοτιοανατολικό η κύρια φυτοκάλυψη αποτελείται από κωνοφόρα δάση και καστανιώνες. Τέλος, όπως φαίνεται και στο χάρτη 11 του παραρτήματος, το μεγαλύτερο κομμάτι του νησιού καλύπτεται από ελαιώνες. 2.4 Υπάρχουσες μελέτες Στην Ελλάδα έχουν πραγματοποιηθεί διάφορες μελέτες που αναλύουν ποσοτικά χαρακτηριστικά υδρογραφικών δικτύων και λεκανών απορροής. Για την περιοχή της Λέσβου δεν έχει πραγματοποιηθεί κάποια μελέτη σχετική με το σύνολο των υδρολογικών λεκανών του νησιού. Ωστόσο, έχει μελετηθεί η λεκάνη απορροής του ποταμού Τσικνιά (Καρύμπαλης Ε., et. al, 2004). Στην εν λόγω μελέτη γίνεται μια ποσοτική γεωμορφολογική ανάλυση της λεκάνης απορροής του χειμάρρου Τσικνιά (χάρτης 12), εξετάζοντας παραμέτρους του υδρογραφικού δικτύου που αφορούν την υδρογραφική υφή, τη γεωμετρία των λεκανών και τις κλίσεις του ανάγλυφου. Ακόμη, λαμβάνουν χώρα παρατηρήσεις που σχετίζονται με τη γεωγραφική κατανομή των μορφομετρικών δεικτών και τις γεωμορφολογικές διεργασίες που επέδρασαν στη διαμόρφωση και την εξέλιξη του δικτύου. Επιπλέον, γίνεται αναφορά στην επίδραση και τις επιπτώσεις που θα είχε στην ευρύτερη περιοχή η επικείμενη κατασκευή φράγματος στον ποταμό Τσικνιά. Ακόμη, ο Κ. Σιαπαρίνας μελέτησε την περίπτωση υφαλμύρινσης των υδατικών πόρων στη λεκάνη της θερμής Λέσβου. Στη συγκεκριμένη έρευνα, εκτός των άλλων, μελετήθηκαν μορφομετρικά χαρακτηριστικά όπως τύπος του υδρογραφικού δικτύου, το μήκος και η μέση κλίση του (http://www.srcosmos.gr). 8

3. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ 3.1 Γενικά Για την ποσοτική ανάλυση των υπό μελέτη χαρακτηριστικών, χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα τα οποία επεξεργάστηκαν με χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών. Αναλυτική περιγραφή γίνεται στη συνέχεια. 3.2 Δεδομένα Για τις μετρήσεις των μορφομετρικών παραμέτρων χρησιμοποιήθηκαν αρχικά τα ακόλουθα δεδομένα: Έξι χάρτες σε ψηφιακή μορφή, κλίμακας 1:50.000 και συγκεκριμένα τα φύλλα Μήθυμνα, Αγία Παρασκευή, Ερεσός, Πολιχνίτος, Πλωμάρι και Μυτιλήνη (εικόνα 1). Ένα διανυσματικό αρχείο (shapefile) με την ακτογραμμή της Λέσβου σε μορφή πολυγώνου (εικόνα 2). Ένα Ψηφιακό Μοντέλο Υψομέτρων (DEM), αρχείο ψηφιδωτής μορφής (εικόνα 3). 3.3 Ανάλυση Η διαχείριση και επεξεργασία των γεωγραφικών δεδομένων έγινε με το λογισμικό ArcGis 9, Arc Map version 9.3 της ESRI. 3.3.1 Γεωμετρική διόρθωση των δεδομένων Για να ξεκινήσει η διαδικασία της ψηφιακής επεξεργασίας θα πρέπει αρχικά να ενώσουμε τα έξι αυτά θεματικά επίπεδα έτσι ώστε να συμπίπτουν μεταξύ τους με μία σειρά ενεργειών που ονομάζεται γεωμετρική διόρθωση. Η γεωμετρική διόρθωση είναι μια διαδικασία αντιστοίχισης των κανναβικών και διανυσματικών δεδομένων σε ένα κοινό σύστημα αναφοράς, ώστε να επιτρέπονται οι χωρικές αναλύσεις με χρήση και των δύο (Κουτσόπουλος Κ., Ευελπίδου Ν. και Βασιλόπουλος Α., 2006, σελ. 45). Έτσι λοιπόν, τα κανναβικά αρχεία, όπως οι έξι χάρτες που περιγράφηκαν στα δεδομένα, θα πρέπει να καταχωρηθούν σε ένα θεματικό αρχείο που έχει συντεταγμένες. Το σύστημα συντεταγμένων που χρησιμοποιήθηκε είναι το Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς του 1987 (ΕΓΣΑ 87). Είναι το πιο πρόσφατο και πλέον επίσημο προβολικό σύστημα που χρησιμοποιείται στην Ελλάδα, καθώς προσφέρει ενιαία γεωδαιτική αναφορά για το σύνολο της χώρας. Μετά την εισαγωγή του κάθε χάρτη στο Arc Map, επιλέγονται τουλάχιστον τέσσερα (γωνιακά) σημεία του, με γνωστές συντεταγμένες, τα οποία κάθε φορά καταχωρούνται σε έναν πίνακα εισαγωγής σημείων (χ,ψ). Με την ολοκλήρωση της διαδικασίας αυτής για όλα τα φύλλα του χάρτη, το αποτέλεσμα είναι η 9

σύνθεση ενός ενιαίου θεματικού επιπέδου με την εικόνα της Λέσβου (εικόνα 4). Σύμφωνα με αυτή τη μορφή δεδομένων θα προχωρήσουμε σε περεταίρω επεξεργασία των δεδομένων. 3.3.2 Δημιουργία ψηφιακών επιπέδων πληροφορίας (layers) και ψηφιοποίηση δεδομένων Κάθε γεωγραφικό δεδομένο που θα χρησιμοποιήσουμε από τα πρωτογενή δεδομένα μας για τον υπολογισμό των μορφομετρικών χαρακτηριστικών θα πρέπει να οργανωθεί σε συγκεκριμένα γεωγραφικά γεωμετρικά στοιχεία και τα αντίστοιχα θεματικά επίπεδα (Κουτσόπουλος Κ., 2005, σελ.99). Οι βασικές συνιστώσες για την οργάνωση των χωρικών στοιχείων σε επίπεδα είναι η μορφή των στοιχείων (σημεία, γραμμές, πολύγωνα)και η θεματολογία τους (πόλεις, ποτάμια, χρήσεις γης). Έτσι, αφού ψηφιοποιήσουμε στην επιθυμητή μορφή τα χαρακτηριστικά που επιθυμούμε, τα οργανώνουμε με βάση τη θεματολογία τους. Στη συγκεκριμένη εργασία χρησιμοποιήθηκαν διάφοροι τύποι θεματικών επιπέδων και παρουσιάζονται στη συνέχεια. Η διαδικασία της ψηφιοποίησης πραγματοποιήθηκε χειροκίνητα και ακολούθησε επεξεργασία των στοιχείων στον πίνακα περιγραφικών χαρακτηριστικών (ΠΙ.ΠΕ.Χ). 3.3.3 Εκτέλεση πράξεων στο λογισμικό για τον υπολογισμό των μορφομετρικών χαρακτηριστικών της περιοχή μελέτης Ο υπολογισμός του συνολικού μήκους κλάδων του υδρογραφικού δικτύου, της περιμέτρου και της επιφάνειας των λεκανών απορροής έγινε με τη βοήθεια του field calculator, χρησιμοποιώντας Pre-Logic VBA Script Codes (Κοντός Θ.,2010,σελ. 7-8). Οι πράξεις για κάθε παράμετρο περιγράφονται στον ακόλουθο πίνακα. Πίνακας 4. Περιγραφή πράξεων υπολογισμού μορφομετρικών παραμέτρων με τη χρήση script code. Παράμετρος Script code Dim Length as double Dim Curve as ICurve Συνολικό μήκος κλάδων Set Curve = [shape] Length = Curve.Length Dim Area as double Dim Polygon as IArea Εμβαδόν λεκανών απορροής Set Polygon = [shape] Area = Polygon.Area Dim Perimeter as double Dim Curve as ICurve Περίμετρος λεκανών απορροής Set Curve = [shape] Perimeter = Curve.Length 10

Ο υπολογισμός της υδρογραφικής πυκνότητας και της κυκλικότητας των λεκανών απορροής έγινε επίσης με χρήση του field calculator, και οι μαθηματικές εκφράσεις που χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό των παραμέτρων περιγράφονται στον επόμενο πίνακα μαζί με το συμβολισμό, τη έκφραση και τη μονάδα μέτρησής τους. Πίνακας 5. Οι υπολογιζόμενες μορφομετρικές παράμετροι, ο συμβολισμός τους, η μαθηματική τους έκφραση και οι μονάδες μέτρησης. Παράμετρος Συμβολισμός Μαθηματική Μονάδα μέτρησης έκφραση Υδρογραφική πυκνότητα D D = T L / A km -1 Κυκλικότητα λεκάνης απορροής R c R c = 4πA / P (αριθμός) Όπου: T L το συνολικό μήκος των ρευμάτων σε km σε μια λεκάνη απορροής A το εμβαδόν της λεκάνης απορροής σε km 2 P η περίμετρος της λεκάνης απορροής σε km Οι τιμές της παραμέτρου της κυκλικότητας κυμαίνονται από 0,00 έως 1,00 με την τιμή 1,00 να αντιστοιχεί σε λεκάνη μορφής τέλειου κύκλου. Όταν το σχήμα της λεκάνης προσεγγίζει το τετράγωνο, η τιμή της παραμέτρου γίνεται 0,79 και συνεχίζει να ελαττώνεται όσο το σχήμα γίνεται περισσότερο επίμηκες (Σπυρόπουλος Χ., 2008, σελ. 42). 3.3.4 Κλίση και υψόμετρο υδρογραφικού δικτύου και λεκανών απορροής Η κλίση και το υψόμετρο της περιοχής μελέτης δημιουργήθηκαν αυτόματα στο Arc Map χρησιμοποιώντας τις λειτουργίες ζώνης (zonal functions). Για το υψόμετρο χρησιμοποιήθηκε ως υπόβαθρο το αρχείο ψηφιδωτής μορφής «dem», ενώ για την κλίση το αρχείο «slope» που δημιουργήθηκε με τη βοήθεια του «dem». 11

4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Για να προκύψουν τα τελικά αποτελέσματα, η ψηφιακή επεξεργασία των δεδομένων πέρασε από ορισμένα στάδια, στα οποία κάθε φορά προέκυπταν και νέα αποτελέσματα. 4.1 Πρώτο στάδιο: αποτελέσματα ψηφιοποίησης Με την ολοκλήρωση της διαδικασίας της ψηφιοποίησης αρχικά προέκυψαν δεδομένα διανυσματικού τύπου (shapefiles), τα οποία παρουσιάζονται στα ακόλουθα θεματικά επίπεδα: Shapefile τύπου line, που περιλαμβάνει τα ψηφιοποιημένα ποτάμια και ρέματα της περιοχής μελέτης Shapefile τύπου line, που περιλαμβάνει τις ψηφιοποιημένες λεκάνες απορροής της Λέσβου Μετά από μετατροπή του shapefile της ακτογραμμής σε μορφή line έγινε συνένωση με το shapefile της λεκάνης απορροής και στη συνέχεια μετατροπή του αρχείου που προέκυψε σε ένα νέο θεματικό επίπεδο: 12

Shapefile τύπου polygon, που περιλαμβάνει τις ψηφιοποιημένες λεκάνες απορροής της περιοχής μελέτης. 4.2 Στάδιο δεύτερο: αποτελέσματα επεξεργασίας δεδομένων ψηφιδωτής μορφής (raster) Χρησιμοποιώντας το αρχείο DEM από τα δεδομένα, δημιουργήθηκε το ακόλουθο θεματικό επίπεδο: Αρχείο ψηφιδωτής μορφής, με τις κλίσεις της περιοχής μελέτης 13

4.3 Τρίτο στάδιο: αποτελέσματα μετρήσεων μορφομετρικών χαρακτηριστικών σε χάρτες κλίμακας 1:250.000 Στον πρώτο χάρτη παρουσιάζονται πέντε κατηγορίες με βάση το συνολικό μήκος κλάδων ανά λεκάνη απορροής. Το σκούρο χρώμα δηλώνει λεκάνες που περιλαμβάνουν τα μεγαλύτερα ποτάμια συστήματα, ενώ όσο πιο ανοιχτόχρωμη γίνεται η διαβάθμιση, χαρακτηρίζει λεκάνες που περιλαμβάνουν μικρότερους συνολικά κλάδους. Στο δεύτερο χάρτη παρουσιάζεται η περίμετρος των λεκανών απορροής ταξινομημένη σε πέντε κατηγορίες λόγω του μεγάλου πλήθους πληροφοριών. Συνολικά ψηφιοποιήθηκαν 207 λεκάνες. Με σκούρο χρώμα απεικονίζονται οι λεκάνες που έχουν τις μεγαλύτερες περιμέτρους, ενώ με ανοιχτό χρώμα επισημαίνονται οι περιμετρικά μικρότερες. Στον τρίτο χάρτη διακρίνεται σε πέντε κατηγορίες η έκταση που καταλαμβάνει κάθε λεκάνη απορροής. Με σκούρο πράσινο απεικονίζονται οι μεγαλύτερες σε έκταση λεκάνες, ενώ με λευκό χρώμα, λεκάνες με τη μικρότερη έκταση. 14

Χάρτης 1. Συνολικό μήκος ποτάμιων κλάδων ανά λεκάνη απορροής της Λέσβου, ταξινομημένο σε πέντε κατηγορίες. 15

Χάρτης 2. Κατηγοριοποιημένη απεικόνιση της περιμέτρου των λεκανών απορροής Λέσβου σε πέντε κλάσεις. 16

Χάρτης 3. Έκταση των λεκανών απορροής της νήσου Λέσβου. Κατηγοριοποίηση σε πέντε κλάσεις ίσων διαστημάτων. 17

4.4 Στάδιο τέταρτο: αποτελέσματα υπολογισμού μορφομετρικών χαρακτηριστικών σε χάρτες κλίμακας 1:250.000 Στον πίνακα περιγραφικών χαρακτηριστικών του αρχείου «λεκάνες απορροής και ακτογραμμή» με χρήση των παραμέτρων που προηγήθηκαν υπολογίσαμε την υδρογραφική πυκνότητα και την κυκλικότητα της λεκάνης απορροής. Τα αποτελέσματα ομαδοποιήθηκαν με τη μέθοδο των ίσων διαστημάτων σε πέντε κατηγορίες και παρουσιάζονται στους δύο χάρτες που ακολουθούν. 18

Χάρτης 4. Πυκνότητα υδρογραφικού δικτύου ανά λεκάνη απορροής της νήσου Λέσβου, κατηγοριοποιημένη σε πέντε κλάσεις ίσων διαστημάτων. 19

Χάρτης 5. Κυκλικότητα λεκανών απορροής της νήσου Λέσβου, κατηγοριοποιημένη σε πέντε κλάσεις ίσων διαστημάτων. 20

4.5 Πέμπτο στάδιο: Χάρτες κλίσης και υψομέτρου υδρογραφικού δικτύου και λεκανών απορροής Στον έκτο χάρτη που ακολουθεί απεικονίζεται η μέση κλίση κλάδων του υδρογραφικού δικτύου ανά λεκάνη απορροής. Με λευκό χρώμα χαρακτηρίζονται τα ποτάμια συστήματα που έχουν τη μικρότερη μέση κλίση. Αντίθετα, με ανοιχτό πράσινο παρατηρούνται συστήματα που έχουν τη μεγαλύτερη μέση κλίση και βρίσκονται κοντά στην παράκτια ζώνη. Οι ενδιάμεσες κατηγορίες περιλαμβάνουν συστήματα με μέσες κλίσεις που κυμαίνονται μεταξύ 6,01 ο - 24 ο. Στον έβδομο χάρτη απεικονίζεται η μέση κλίση των λεκανών απορροής. Μεγαλύτερη κλίση παρουσιάζουν οι λεκάνες με πράσινο σκούρο, ενώ όσο ελαττώνεται η ένταση των χρωμάτων στις λεκάνες, μικραίνει και η μέση κλίση τους. Στον όγδοο χάρτη απεικονίζεται το μέσο υψόμετρο των κλάδων του υδρογραφικού δικτύου ανά λεκάνη απορροής. Με μαύρο χρώμα διακρίνονται τα ποτάμια συστήματα που έχουν το μεγαλύτερο μέσο υψόμετρο, ενώ με ανοιχτό μωβ χαρακτηρίζονται συστήματα που έχουν το μικρότερο μέσο υψόμετρο και βρίσκονται στην παράκτια ζώνη. Στον ένατο χάρτη με πράσινο σκούρο διακρίνονται οι λεκάνες με το μεγαλύτερο μέσο υψόμετρο, ενώ όσο ελαττώνεται η ένταση των χρωμάτων στις λεκάνες, τόσο ελαττώνεται και το μέσο υψόμετρο. 21

Χάρτης 6. Μέση κλίση κλάδων του υδρογραφικού δικτύου της Λέσβου ανά λεκάνη απορροής, εκφρασμένη σε μοίρες. 22

Χάρτης 7. Η μέση κλίση των λεκανών απορροής της Λέσβου εκφρασμένη σε μοίρες. 23

Χάρτης 8. Μέσο υψόμετρο κλάδων του υδρογραφικού δικτύου της Λέσβου ανά λεκάνη απορροής. 24

Χάρτης 9. Μέσο υψόμετρο των λεκανών απορροής της Λέσβου. 25

5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Στην παρούσα εργασία, με τη βοήθεια του λογισμικού των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών, έγινε μια προσπάθεια να προσδιοριστούν τα μορφολογικά χαρακτηριστικά των λεκανών απορροής της νήσου Λέσβου. Η χρήση των Γ.Σ.Π. διευκόλυνε σε μεγάλο βαθμό την εξαγωγή των παραμέτρων των λεκανών απορροής, ωστόσο, όπως και σε οποιαδήποτε έρευνα ή μελέτη που πραγματοποιείται είναι αναμενόμενο να εμφανιστούν δυσκολίες κατά την διεξαγωγή της, έτσι και στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία, προέκυψαν διάφορα προβλήματα κυρίως στα αρχικά της στάδια, τα οποία παρουσιάζονται στη συνέχεια μαζί με τον τρόπο αντιμετώπισής τους. Στους σαρωμένους χάρτες που χρησιμοποιήθηκαν, έπρεπε να γίνει γεωμετρική διόρθωση, μια διαδικασία κατά τη ολοκλήρωση της οποίας αποδείχθηκε ότι δεν απέδωσε ο «σωστός» τρόπος (δηλαδή να ληφθούν ως σημεία γνωστών συντεταγμένων για τη γεωαναφορά, όλες οι κορυφές του καννάβου). Έτσι έγιναν αρκετές δοκιμές επιλογής διαφόρων συνδυασμών σημείων ώστε να αποδοθεί μεγαλύτερη ακρίβεια στο αποτέλεσμα. Τελικά, η μεγαλύτερη ακρίβεια αποδόθηκε με την επιλογή περισσότερων σημείων περιμετρικά στους χάρτες, κοντά στις περιοχές όπου γίνεται συνένωση με τα υπόλοιπα φύλλα, και λιγότερων σημείων στο εσωτερικό των χαρτών. Τέλος, σε ορισμένα από τα φύλλα υπήρχε έλλειψη πληροφορίας στις περιοχές συνένωσης, η οποία προέκυψε από τον τεμαχισμό ενός μεγαλύτερου ενιαίου χάρτη. Το γεγονός αυτό δυσκόλεψε περισσότερο την ήδη επίπονη διαδικασία της διανυσματικής ψηφιοποίησης των χαρτών. Με το πέρας της διαδικασίας της ψηφιοποίησης και τους κατάλληλους υπολογισμούς με τη βοήθεια των Σ.Γ.Π., προέκυψαν θεματικοί χάρτες με πληροφορίες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα ευρύ φάσμα μελετών θέτονας τις βάσεις για μια ολοκληρωμένη ποσοτική γεωμορφολογική ανάλυση για τη διαχείριση των λεκανών απορροής και του υδρογραφικού δικτύου της Λέσβου. Σε συνδυασμό με τον προσδιορισμό και άλλων παραγόντων, όπως η φυτοκάλυψη, τα ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα, η εξατμισοδιαπνοή και η γεωλογική σύσταση του εδάφους, μπορούν να δημιουργηθούν βάσεις δεδομένων με πληροφορίες για τη 26

διαχείριση και την αξιοποίηση των υδατικών πόρων ή και την πρόβλεψη πιθανότητας πλημμυρών με στόχο τη δημιουργία μελέτης αντιπλημμυρικής προστασίας. 27

6. ΑΝΑΦΟΡΕΣ 6.1 Αναφορές στη βιβλιογραφία Παπανικολάου Δ. και Σιδερής Χρ.(2009), Γεωλογία, η επιστήμη της γης. Πατάκης, Αθήνα Λέκκας Ε. (1995), Γεωλογία και περιβάλλον, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Αθήνα Κουτσόπουλος Κ., Ευελπίδου Ν. και Βασιλόπουλος Α. (2006), Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών: Χρήση του Map Info Professional, Παπασωτηρίου, Αθήνα Χαλκιάς Χρ. (2006), Όροι και έννοιες επιστήμης γεωγραφικών πληροφοριών, Ίων Αθήνα Καρύμπαλης Ε., Κοντής Ε. και Ζούρος Ν. (2004), Ποσοτικές γεωμορφολογικές παρατηρήσεις στη λεκάνη απορροής του χειμάρρου Τσικνιά (κεντρική Λέσβος) Κουτσόπουλος Κ.(2005), Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών και Ανάλυση Χώρου, Παπασωτηρίου, Αθήνα Κοντός Θ. (2010), Εργαστηριακές σημειώσεις μαθήματος του Μεταπτυχιακού Προγράμματος Σπουδών «Εισαγωγή στην Εφαρμοσμένη Γεωπληροφορική», Εργαστήριο 2, Πανεπιστήμιο Αιγαίου, Τμήμα Γεωγραφίας Σπυρόπουλος Χ. (2008), Μορφοδυναμική του συστήματος των ακτών της περιοχής Ρίου Νομού Αχαΐας με χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών, Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία. Διατμηματικό Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών Ναυτική & θαλάσσια τεχνολογία & επιστήμη, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Τμήμα Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών Γιαννόπουλος Σ., Κατση Α., Παπαμιχαήλ Δ. και Τζιμόπουλος Χ., Προσδιορισμός των Γεωμορφολογικών Χαρακτηριστικών της Λεκάνης του Πορταϊκού Ποταμού με το Λογισμικό WMS Ρηγόπουλος Θ. (2009) «Διαχείριση Υδατικών Πόρων Υδρολογικής Λεκάνης Ποταμού Σελινούντα Βόρειας Πελοποννήσου», Διπλωματική Εργασία, Σχολή αγρονόμων & τοπογράφων μηχανικών τομέας έργων υποδομής & αγροτικής ανάπτυξης, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο 28

6.2 Σελίδες στο διαδίκτυο http://kalloni.net/index.php?option=com_content&view=article&id=230:2009-08- 09-22-07-58&catid=82&Itemid=213 κόλπος Καλλονής [τελευταία επίσκεψη13/02/2011] http://www.gera.gr/frontoffice/portal.asp?cpage=resource&cresrc=75&cnode =4 κόλπος Γέρας [τελευταία επίσκεψη 13/02/2011] http://www.topografoi.com/rs/wiki/index.php/%ce%a5%ce%b4%cf%81%ce%bf %CE%B3%CF%81%CE%B1%CF%86%CE%B9%CE%BA%CF%8C_%CE%B4%CE %AF%CE%BA%CF%84%CF%85%CE%BF υδρογραφικό δίκτυο [τελευταία επίσκεψη 14/02/2011] http://geosector.geology.upatras.gr/hydrogeology/images/stories/applied_hydogeology_ ASKISEIS1.pdf, υδρολογικό δίκτυο [τελευταία επίσκεψη 10/02/2011] http://nefeli.lib.teicrete.gr/browse/stef/sdfp/2006/stromatiaboudouri/attacheddocument/2006stromatiaboudouri.pdf λεκάνες απορροής [τελευταία επίσκεψη 07/02/2011] http://www.srcosmos.gr/srcosmos/showpub.aspx?aa=9313 υδρολογικό δίκτυο [τελευταία επίσκεψη 03/02/2011] 29

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Χάρτης 10. Χάρτης Λέσβου με τα κυριότερα χαρακτηριστικά του νησιού. Πηγή: Τουριστικός οδηγός Διακοπές στη Λέσβο (2006), Αιολικές εκδόσεις, Μυτιλήνη 30

Χάρτης 11. Κατανομή χρήσεων γης της Λέσβου. 31

Χάρτης 12. Υδρολογική Λεκάνη του ποταμού Τσικνιά στη Λέσβο. 32

Εικόνα 1. Φύλλα χαρτών που χρησιμοποιήθηκαν στην εργασία. 33

Εικόνα 2. Το αποτέλεσμα της γεωμετρικής διόρθωσης. 34

Εικόνα 3. Αρχείο dem της Λέσβου, μορφής raster. 35