«Η επίδραση της δασικής βλάστησης και των ορεινών υδρονομικών έργων στην απορροή, στη διάβρωση του εδάφους και στις πλημμύρες» Παναγιώτης Στεφανίδης Δασολόγος-Γεωλόγος Αναπληρωτής Καθηγητής Α.Π.Θ. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Κυρίαρχο στοιχείο του φυσικού περιβάλλοντος είναι τα δασικά οικοσυστήματα, τα οποία μας παρέχουν ποικιλία αγαθών (προϊόντων) και υπηρεσιών, που συμβάλλουν στη βελτίωση των συνθηκών της ποιότητας ζωής και στην οικονομική ανάπτυξη του κοινωνικού συνόλου. Στη σύγχρονη κοινωνία, με τη μόλυνση της ατμόσφαιρας, το φαινόμενο του θερμοκηπίου και τις κλιματικές μεταβολές του πλανήτη μας, έχει επικρατήσει η άποψη, ότι η διαχείριση των περισσότερων δασών θα πρέπει να γίνεται κυρίως με βάση τις υπηρεσίες που προσφέρουν. Μια από τις σημαντικότερες υπηρεσίες που προσφέρει το δάσος και οι δασικές εκτάσεις γενικότερα είναι η αντιδιαβρωτική προστασία που παρέχουν στα δασικά εδάφη και στο γεωλογικό υπόθεμα των λεκανών απορροής, καθώς και ο ρυθμιστικός τους ρόλος τους στο υδατικό ισοζύγιο μιας περιοχής. Αυτό επιτυγχάνεται ως εξής:
Τα δασικά δέντρα συγκρατούν μια ποσότητα βροχής στην κόμη τους. Επίσης στερεώνουν το έδαφος και εμποδίζουν την ταχεία επιφανειακή ροή του νερού. Τα νερά αναγκάζονται να απορρέουν αργά διαμέσου του εδάφους, να εμπλουτίζουν τα υπόγεια υδροφόρα στρώματα και να τροφοδοτούν τις πηγές. Ετσι αποτρέπεται η διάβρωση του εδάφους και η δημιουργία πλημμυρών, δηλαδή έντονων χειμαρρικών φαινομένων. Η παρουσία του δάσους λοιπόν, στις ορεινές λεκάνες απορροής αποτρέπει τα εκτατικά χειμαρρικά φαινόμενα. Συγχρόνως, για την αντιμετώπιση της αξονικής διάβρωσης των κοιτών στα ορεινά και τη συγκράτηση των παραγόμενων φερτών υλών απαιτείται η εκτέλεση ορεινών υδρονομικών έργων, που περιλαμβάνουν συνδυασμό τεχνικών, φυτοτεχνικών και αγροτεχνικών έργων. Τα έργα αυτά είναι απαραίτητα για την αποτελεσματική λειτουργία των πεδινών αντιπλημμυρικών έργων. 2. ΤΟ ΧΕΙΜΑΡΡΙΚΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΤΗΣ ΧΩΡΑΣ ΜΑΣ
Το μεγαλύτερο μέρος των κατακρημνισμάτων που δέχεται μια περιοχή, ρέει επιφανειακά δια μέσου του φυσικού υδρογραφικού δικτύου και εκχύνεται σε λίμνες ή στη θάλασσα. Το υπόλοιπο, είτε εξατμίζεται και επιστρέφει στην ατμόσφαιρα, είτε διεισδύει στο έδαφος και στη συνέχεια διηθείται προς τα βαθύτερα σημεία εμπλουτίζοντας τους υπόγειους υδροφορείς. Ο τρόπος και η διαδικασία κίνησης του απορρέοντος νερού εξαρτάται από τέσσερις βασικούς παράγοντες, που δημιουργούν για κάθε υδρογραφική μονάδα ή ευρύτερη περιοχή ένα συγκεκριμένο περιβάλλον και είναι: το κλίμα, το ανάγλυφο, η βλάστηση και το γεωλογικό υπόθεμα. Τα κατακρημνίσματα αποτελούν τον παράγοντα επίθεσης πάνω στο γεωλογικό υπόθεμα, σε αντίθεση με τη βλάστηση, όπου υπάρχει, που δρα προστατευτικά. Το δε ανάγλυφο ασκεί ρυθμιστική επίδραση. Σ' ό,τι αφορά το γεωϋπόθεμα των λεκανών απορροης, αυτό διαμορφώνεται από τα πετρώματα που το συγκροτούν. Τη χώρα μας, που κατά 75% αποτελείται από λοφώδεις ημιορεινές και ορεινές περιοχές με ευπαθή στη δράση των κατακρημνισμάτων γεωλογικό υπόθεμα, με έντονες και ραγδαίες βροχοπτώσεις και πολύ μικρό ποσοστό δάσωσης, διαυλακώνουν πάνω από 1000 χειμαρρικά ρεύματα, τα οποία αποσπούν από τα ορεινά, μεταφέρουν και αποθέτουν στα πεδινά πολύτιμα δασικά εδάφη με τις γνωστές συνέπειες και καταστροφές. Από τον ορεινό μας χώρο, εξ αιτίας των ρεόντων υδάτων, αποσπώνται και μεταφέρονται προς τα πεδινά και στη θάλασσα 86.000.000 m 3 το χρόνο (Κωτούλας Δ., 2001). Η συνεχής αποκομιδή φερτών υλικών από τις λεκάνες απορροής των ρευμάτων οδηγεί στην υποβάθμισή τους και την αγονοποίηση των περιοχών αυτών, με αποτέλεσμα να μη είναι δυνατή η επανεγκατάσταση της δασικής βλάστησης, λόγω απώλειας του δασικού εδάφους, αλλά και καμιά άλλη δραστηριότητα. Εκείνο που απομένει είναι άγονες, βραχώδεις περιοχές "ωσάν νοσήσαντος σώματος οστά" κατά τη ρήση του Πλάτωνα. Το ιδιαίτερο μεσογειακό κλίμα της χώρας μας με την ανισοκατανομή των κατακρημνισμάτων στις διάφορες εποχές του έτους, το ξηρό και θερμό καλοκαίρι αφενός και τις βροχές με μεγάλη ραγδαιότητα (καταιγίδες) αφετέρου, προκαλεί προβλήματα λειψυδρίας, αλλά και πλημμυρών.
3. Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΔΑΣΙΚΗΣ ΒΛΑΣΤΗΣΗΣ ΣΤΗΝ ΑΠΟΡΡΟΗ Ακόμη και σήμερα είναι αρκετά διαδεδομένη η άποψη, ότι το δάσος ευνοεί το σχηματισμό των βροχών. Γενικά, οι δασωμένες περιοχές της γης είναι, κατά κανόνα, πολυομβρότερες, επειδή βρίσκονται σε μεγάλα υπερθαλάσσια ύψη. Αυτό όμως, δεν αποδεικνύει το γεγονός, ότι τα δάση προκαλούν βροχές. Το δάσος δεν αποτελεί το αίτιο, αλλά το αποτέλεσμα των βροχών. Σε βροχές αναγλύφου, έχει παρατηρηθεί αύξηση της βροχόπτωσης σε μια συγκεκριμένη περιοχή 2-3% και σπανιώτερα έως και 5% (Κωτούλας Δ., 1995). Το γεγονός, ότι τα δάση δεν αυξάνουν το ποσοστό των βροχοπτώσεων, δεν σημαίνει κατ ανάγκη και ότι δεν επηρεάζουν την κυκλοφορία βροχοπτώσεων της κάθε περιοχής. Το δάσος ασκεί σημαντική υδρονομική επίδραση. Η κομοστέγη του δάσους, ανάλογα με το δασοπονικό είδος, την πυκνότητα του δάσους, την εποχή του έτους, την ένταση και τη διάρκεια της βροχής, συγκρατεί ένα μέρος του νερού της βροχής (υδατοσυγκράτηση), το οποίο δεν φθάνει ποτέ στο έδαφος, αλλά εξατμίζεται από την κομοστέγη στην ατμόσφαιρα. Κατά μέσο όρο το ποσοστό αυτής της υδατοσυγκράτησης ανέρχεται σε 10-20% για τα φυλλοβόλα είδη και σε 30-40% για τα αείφυλλα κωνοφόρα (Κωτούλας Δ., 1995). Στη χώρα μας, της οποίας τα περισσότερα δάση αποτελούνται από φυλλοβόλα είδη, δηλαδή από είδη που δεν φέρνουν φύλλα το χειμώνα, η υδαστοσυγκράτηση είναι πολύ μικρότερη. των
Από το νερό που φθάνει στο έδαφος, ένα πολύ μικρό μέρος (1-5%) ρέει επιφανειακά, ενώ το μεγαλύτερο μέρος διηθείται, χάρη στο μεγάλο πορώδες του δασικού εδάφους, το οποίο δρα ως τεράστιος ταμιευτήρας. Από το νερό που ταμιεύεται στο δασικό έδαφος, ένα μέρος εξατμίζεται ή καταναλώνεται από τα φυτά της υποβλάστησης (~10%), ένα μέρος απορρέει πλάγια μέσα στο έδαφος ως διαπεραστική απορροή (~10%), ένα άλλο μέρος καταναλώνεται από τη δασική βλάστηση (~30%), και ένα σημαντικό μέρος (15-30%) διηθείται και εμπλουτίζει τα υπόγεια υδροφόρα στρώματα. Η μεγαλύτερη υδρονομική σημασία του δάσους είναι η αποτροπή των πλημμυρών και η σημαντική μείωση των πλημμυρικών αιχμών, καθώς και ο εμπλουτισμός των υπόγειων υδροφορέων. Η μέγιστη ταμιευτική ικανότητα του δασικού εδάφους το μετατρέπει σε μια τεράστια ρυθμιστική δεξαμενή, η οποία συγκρατεί το νερό κατά την περίοδο των βροχών και το αποδίδει κατά την περίοδο της ανομβρίας. Το πόσο σημαντική είναι η επίδραση του δάσους στην αποτροπή των πλημμυρών, το ζούμε στη χώρα μας κάθε χρόνο. Μετά την καταστροφή των δασών από πυρκαγιές, ακολουθούν σχεδόν πάντα, εφόσον δεν ληφθούν μέτρα, καταστροφικές πλημμύρες. Εκτός όμως από την υδρονομική επίδραση, η οποία συνίσταται στην αποτροπή των πλημμυρών και τον εμπλουτισμό των υπόγειων υδροφορέων, σημαντική είναι επίσης η επίδραση του δάσους στην ποιότητα του νερού. Η δασική φυλλάδα και το δασικό έδαφος δρουν ως τεράστιο βιολογικό φίλτρο, με αποτέλεσμα το νερό που «παράγεται» στο δάσος να είναι το καλύτερο από κάθε άποψη (Κωτούλας Δ., 1995, 2001)..
4. Η ΑΝΤΙΔΙΑΒΡΩΤΙΚΗ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΔΑΣΙΚΗΣ ΒΛΑΣΤΗΣΗΣ Σε στενή σχέση με την υδρονομική επίδραση του δάσους βρίσκεται και η επίδρασή του στη διάβρωση του εδάφους.
Το έδαφος αποτελεί το πολυτιμότερο αγαθό που κληρονόμησε ο άνθρωπος από τη φύση για να εξασφαλίσει την ύπαρξή του. Αγαθό που δημιουργήθηκε με φυσικοχημικές και βιολογικές διεργασίες, που κράτησαν εκατομμύρια χρόνια και μπορεί να καταστραφεί πολύ γρήγορα από αλόγιστη χρήση. Το δάσος έπαιξε και παίζει σημαντικό ρόλο στη δημιουργία του εδάφους (εδαφογένεση), όσο και στην προστασία και τη διατήρησή του. Αιώνες, ακόμα και χιλιετίες μετά την καταστροφή των δασών, ο άνθρωπος ωφελείται από τα εδάφη που δημιουργήθηκαν κάτω από αυτά. Ο μεγαλύτερος εχθρός του εδάφους είναι η διάβρωση, δηλαδή η παράσυρση στρωμάτων εδάφους από το νερό της βροχής ή από τον άνεμο. Η διάβρωση εξαρτάται από το είδος του εδάφους, τη μορφολογία του, την κάλυψή του και την ένταση των βροχών. Το δάσος ασκεί πολύ μεγάλη και καθοριστική επίδραση στην προστασία του εδάφους από τη διάβρωση και συνεπώς από την υποβάθμιση και την απερήμωση.όπως φαίνεται και από τον παρακάτω πίνακα. Πίνακας Διάβρωση σε συνάρτηση με τη χρήση του εδάφους (Ursic & Dentis, 1969) Χρήση του εδάφους Επιφανειακή απορροή σε ποσοστό ετήσιων κατακρημνισμάτων (1.320 mm) Ετήσια διάβρωση t/ha Γεωργικό έδαφος Βοσκότοπος Χέρσο Δάσος φυλλοβόλων Αναδάσωση πεύκης 34% 29% 13% 10% 2% 10,00 00,80 00,07 00,05 00,01 Από τον πίνακα φαίνεται η τεράστια αντιδιαβρωτική επίδραση του δάσους, σε σχέση με άλλες χρήσεις. Γενικά, ο ρόλος του δάσους στην εδαφογένεση και ακόμα περισσότερο στη συντήρηση και την προστασία των υπαρχόντων εδασφών είναι τεράστιος
και ανεκτίμητος. Στη χώρα μας, όπως και σε όλες τις παραμεσόγειες χώρες, έχουμε γνωρίσει πολύ καλά τις συνέπειες της καταστροφής του δάσους πάνω στη διάβρωση των εδαφών.
5. Η ΠΛΗΜΜΥΡΟΓΕΝΕΣΗ ΣΤΟΝ ΕΛΛΑΔΙΚΟ ΧΩΡΟ ΑΙΤΙΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Το κυρίαρχο στοιχείο σε κάθε πλημμύρα είναι η μεγάλη ραγδαιότητα της βροχής (μεγάλο ύψος βροχής σε μικρό χρονικό διάστημα). Είναι όμως μόνο αυτό το αίτιο των πλημμυρικών φαινομένων που εκδηλώνονται στις πεδινές περιοχές; Γιατί δεν αποδίδουν τα πεδινά αντιπλημμυρικά έργα εφόσον σχεδιάστηκαν και εκτελέστηκαν, ώστε να διέρεχεται δια μέσου αυτών η μέγιστη υδατοστερεοπαροχή; Το πρόβλημα των πλημμυρικών καταστροφών στη χώρα μας δεν είναι πρόσφατο. Αποτελεί μόνιμη μάστιγα του τόπου τα τελευταία 150 χρόνια. Τα σημαντικότερα πλημμυρικά φαινόμενα των τελευταίων ετών σε διάφορες περιοχές του ελλαδικού χώρου έχουν ως εξής: - Νήσος Θάσος: Νοέμβριος 1989 - Λιβάρτζι Καλαβρύτων: Σεπτέμβριος 1990, 4 νεκροί - Φούρκα Ν.Χαλκιδικής: Δεκέμβριος 1990 - Καταστάρι Ν.Ζακύνθου: Οκτώβριος 1992 - Αθήνα (Βούλα, Βάρκιζα, Βουλιαγμένη, Γλυφάδα): Νοέμβριος 1993
- Μονόλοφος Ν.Θεσσαλονίκης: Μάϊος 1994, 2 νεκροί - Αθήνα (Κηφισσός, Ποδονίφτης): Οκτώβριος 1994, 13 νεκροί - Βρασνά - Ασπροβάλτα Ν.Θεσσαλονίκης: Δεκέμβριος 1994 - Αττική: Νοέμβριος 1995 - Ξάνθη: Νοέμβριος 1996 - Κόρινθος: Ιανουάριος 1997, 3 νεκροί - Πάτρα: Οκτώβριος 1997 - Σπερχειός (Φθιώτιδα): Νοέμβριος 1998 - Μεγάλη Παναγία (Χαλκιδική): Οκτώβριος 2000, 2 νεκροί - Ν.Κάσος, Ν.Νάξος, Ν.Πάρος και Κηφισσός: Εντονα πλημμυρικά φαινόμενα κατά τα έτη 2000-2003. Σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις, τα πλημμυρικά φαινόμενα εκδηλώθηκαν σε ρεύματα, τα οποία πριν την εκβολή τους στη θάλασσα ή στο μεγαλύτερο αποδέκτη ποταμό, διασχίζουν μικρά ή μεγάλα αστικά κέντρα.
Από τη μελέτη του μηχανισμού λειτουργίας των πλημμυρικών φαινομένων, τα οποία εκδηλώθηκαν σε διάφορες περιοχές του ελλαδικού χώρου κατά την τελευταία εικοσαετία, διαπιστώνουμε, ότι τα αίτια των πλημμυρών είναι τα εξής: - Η μερική ή ολική καταστροφή της δασικής βλάστησης στις λεκάνες απορροής των χειμαρρικών ρευμάτων, έτσι ώστε η εναπομένουσα δασική βλάστηση, να είναι ανεπαρκής για να ασκήσει τη μέγιστη υδρολογική και προστατευτική της επίδραση. - Η ανεπάρκεια των τεχνικών έργων (γεφυρών, κλπ.) για την παροχέτευση της μέγιστης πλημμυρικής παροχής. - Οι στενώσεις των κοιτών στην πεδινή διαδρομή των ρευμάτων, ιδιαίτερα όταν αυτές διέρχονται δια μέσου οικισμών. Οι παραπάνω στενώσεις προκαλούνται από επιχωματώσεις των κοιτών για την επέκταση παρόχθιων οικοπέδων.
- Η εξαφάνιση της κοίτης χειμαρρικών ρευμάτων, είτε λόγω επέκτασης γεωργικών καλλιεργειών, είτε λόγω οικοπεδοποίησης. - Η αποσπασματική εκτέλεση έργων σε μικρά τμήματα της πεδινής διαδρομής αντί να επιλύσει, επιτείνει το πλημμυρικό πρόβλημα. - Η μετατροπή των ανοικτών φυσικών αγωγών σε δρόμους, πλατείες, κλπ., χωρίς να έχουν οι κλειστοί πλέον αγωγοί τις ανάλογες διαστάσεις για την διοχέτευση μέσω αυτών της μέγιστης υδατοστερεοπαροχής. - Οι απορρίψεις μπάζων, σκουπιδιών, κλπ. στις κοίτες των ρευμάτων. - Η αύξηση του συντελεστή απορροής, λόγω "τσιμεντοποίησης" μεγάλων τμημάτων των λεκανών απορροής, ιδιαίτερα στα μεγάλα αστικά κέντρα. - Η στερεομεταφορά των χειμαρρικών ρευμάτων. Αυτόχθονα ή ετερόχθονα (ανθρωπογενή) υλικά, τα οποία προσχώνουν τις κοίτες τους, ιδιαίτερα ανάντη στενώσεων της κοίτης και των γεφυρών, με συνέπεια να μειώνεται στο ελάχιστο η παροχετευτικότητά τους.
- Η έλλειψη σχεδιασμού και εκτέλεσης έργων ορεινής υδρονομίας, για την ομαλή απαγωγής της μέγιστης πλημμυρικής υδατοπαροχής και τον έλεγχο της στερεομεταφοράς. 6. Η ΣΥΜΒΟΛΗ ΤΩΝ ΟΡΕΙΝΩΝ ΥΔΡΟΝΟΜΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΣΤΗ ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΔΑΣΙΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ ΚΑΙ ΤΗΝ ΑΠΟΡΡΟΗ ΤΗΣ ΠΛΗΜΜΥΡΟΓΕΝΕΣΗΣ Για την αντιμετώπιση των προβλημάτων από τη χειμαρρική δράση των ρευμάτων έχει εφαρμοσθεί στη χώρα μας από το 1931 το Δασοτεχνικό Σύστημα Διευθέτησης των ορεινών λεκανών απορροής. Το σύστημα αυτό περιλαμβάνει αγροτεχνικά, φυτοτεχνικά και τεχνικά έργα διευθέτησης στις κοίτες και στις λεκάνες απορροής των χειμαρρικών ρευμάτων που αποστραγγίζουν μια περιοχή. Τα έργα αυτά είναι τα εξής: Αγροτεχνικά έργα: Βαθμίδες, τάφροι, κλαδοπλέγματα, κλαδοστρώματα και φακελλώματα.
Φυτοτεχνικά έργα: Αναθαμνώσεις, αναχλοάσεις, αναδασώσεις, καλλιέργεια και διαχείριση των θαμνοσυστάδων και δασοσυστάδων, με σκοπό τη μεγαλύτερη προστατευτική και υδρολογική επίδραση. Τεχνικά έργα: Φράγματα στερέωσης της κοίτης στις κεντρικές κοίτες και στους συμβάλλοντες, φράγματα συγκράτησης φερτών υλικών, φράγματα διαλογικής συγκράτησης, δεξαμενές απόθεσης φερτών υλικών, παράλληλοι τοίχοι, επενδύσεις κοιτών, τοίχοι στήριξης, αναχώματα.
Με τον συνδυασμό των παραπάνω έργων στις λεκάνες απορροής και στις κοίτες των ρευμάτων, επιτυγχάνεται η απόσβεση του χειμάρρου και η σταθεροποίηση των εδαφών, ενώ παράλληλα μειώνεται και ο κίνδυνος των πλημμυρών. Από όλα τα παραπάνω είναι φανερό, ότι για να μπορούν να αποδίδουν στη χώρας μας τα πεδινά αντιπλημμυρικά έργα θα πρέπει συγχρόνως να εκτελούνται έργα ορεινής υδρονομίας. Διαφορετικά, τα πεδινά έργα είναι καταδικασμένα σε καταστροφή.
7. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Γεωτεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδας, 2002: «Το ελληνικό Δάσος. Ποικολομορφία. Λειτουργίες». Θεσσαλονίκη Κωτούλας Δ., 1995: «Μαθήματα Δασικής Υδρολογίας». Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Εκδοση: Υπηρεσία Δημοσιευμάτων ΑΠΘ. Θεσσαλονίκη Κωτούλας Δ., 2001: «Ορεινή Υδρονομική Ι. Τα ρέοντα ύδατα». Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Εκδοση: Τμήμα Εκδόσεων ΑΠΘ. Θεσσαλονίκη Υπουργείο Γεωργίας, 2003: «Δάση και Νερό». Γενική Δ/νση Ανάπτυξης και Προστασίας Δασών και Φυσικού Περιβάλλοντος. Αθήνα. Μαργαρόπουλος Π., 1963: «Η υδατική διάβρωση και το χειμαρρικό φαινόμενο». Αθήνα. Μουλόπουλος Χ., 1968: «Ορεινή Υδρονομική». Θεσσαλονίκη Ντάφης Σ., 1973: «Ταξινόμηση της δασικής βλαστήσεως της Ελλάδος». Επιστημ.Επετ. της Γεωπονικής και Δασολογικής Σχολής. Τόμος ΙΕ - τεύχος Β (75-91). Θεσσαλονίκη