Ανάπτυξη μοντέλων στερεομεταφοράς σε ορεινές λεκάνες απορροής εστιάζοντας στη λεκάνη του Βουραϊκού ποταμού

Καραλής, Σωτήριος-Θεοφάνης, Ηλίας

Καρύμπαλης, Ευθύμιος

Η παρούσα εργασία κύριο σκοπό είχε την εκτίμηση του μεταφερόμενου φορτίου ιζήματος, αιωρούμενου και πυθμενικού, στην λεκάνη του Βουραϊκού ποταμού. Πιο ειδικά, η περιοχή μελέτης εντοπίζεται μεταξύ των σταθμών του οδοντωτού σιδηροδρόμου Κερπινή (Χιλιομετρική θέση 18+000) και Κάτω Ζαχλωρού (Χιλιομετρική θέση 12+600). Η Κερπινή είναι το σημείο όπου το ποτάμι εγκαταλείπει το υψίπεδο των Καλαβρύτων ενώ η Κάτω Ζαχλωρού βρίσκεται λίγο πριν το φαράγγι του Βουραϊκού. Για τον σκοπό αυτό υλοποιήθηκε ένα πρόγραμμα μετρήσεων και δειγματοληψιών το οποίο διήρκεσε περίπου 5 χρόνια (2013-2018), μέσα στα οποία έγιναν συνολικά 25 επισκέψεις. Πέραν των υδρομετρήσεων που έγιναν με χρήση του μυλίσκου OTT-C31, οι δειγματοληψίες του μεταφερόμενου φορτίου έγιναν κυρίως με χρήση δειγματολήπτη Helley-Smith για το πυθμενικό φορτίο και δειγματολήπτη DH-48 για το αιωρούμενο φορτίο. Επίσης έγιναν δειγματοληψίες υλικού κοίτης με χρήση χαλικόμετρου (gravelometer) και με απόσπαση χύδην δειγμάτων, τα οποία αναλύθηκαν στο εργαστήριο, προκειμένου να γίνει γνωστή η κοκκομετρική σύσταση του πυθμένα (θωράκιση και υπόστρωμα). Τα υδρομετρικά δεδομένα προέρχονται από τον σταθμό της ΔΕΗ ανάντη της Ζαχλωρούς και συνίστανται σε συνεχή σταθμηγραφήματα του ποταμού για δύο διακριτές περιόδους, τις ενδεκαετίες 1980-1990 και 2004-2014, καθώς επίσης και τα στοιχεία των περίπου 330 υδρομετρήσεων που είχαν κάνει στη θέση αυτή τα συνεργεία της ΔΕΗ. Με βάση τα παραπάνω κατασκευάστηκαν καμπύλες στάθμης-παροχής και στάθμης - στερεοπαροχής από τις οποίες προέκυψε, μαζί με τη χρήση μοντέλων από το BAGS (Bedload Assessment for Gravel Bed Rivers), η εξής εκτίμηση για το μέσο ετήσιο διερχόμενο φορτίο ιζήματος: περίπου 22 χιλιάδες τόνοι αιωρούμενου φορτίου και 1500 τόνοι φορτίου πυθμένα.
Για λόγους επαλήθευσης και αξιολόγησης των αποτελεσμάτων αυτών, καθώς και για λόγους επέκτασης της έρευνας, αναπτύχθηκαν δύο ακόμα επιμέρους κατευθύνσεις της εργασίας. Η πρώτη χρησιμοποίησε μεθόδους και δεδομένα τηλεπισκόπησης και φωτοερμηνείας (ειδικότερα τα προϊόντα MOD02, MOD35 και MOD09Q1 του ραδιόμετρου MODIS της NASA), και επεκτάθηκε σε μεγάλο μέρος του ελλαδικού χώρου αλλά και εκτός αυτού (πιο ειδικά στους ποταμούς Σεμάν και Βγιόσε -Αώο- της Αλβανίας) καλύπτοντας 23 ποταμούς. Στόχος αυτής της έρευνας ήταν η συγκριτική ταξινόμηση του ιζηματολογικού δυναμικού των ποταμών αυτών μέσω της χρήσης δεικτών (γραμμικών συνδυασμών της ανακλαστικότητας στα κανάλια μπλέ, πράσινο, κόκκινο και εγγύς υπέρυθρο), οι οποίοι ανιχνεύονταν μέσα σε ισάριθμα πολύγωνα, που σχεδιάστηκαν στις εκβολές των ποταμών αυτών στη θάλασσα, εκεί όπου σχηματίζονται τα πλούμιά τους μετά από τις μεγάλες πλημμύρες. Σε συνδυασμό με πλεγματικά δεδομένα βροχόπτωσης για την χρονική περίοδο 2004-2014 προέκυψαν αρκετά ενδιαφέροντα συμπεράσματα σε σχέση με την στερεοπαραγωγικότητα των ποταμών καθώς και ένας «άτλας» διάβρωσης του Ελληνικού χώρου.
Η δεύτερη κατεύθυνση που πήρε η έρευνα επιδίωξε την κατασκευή ενός εμπειρικού στατιστικού μοντέλου μέσω της ανάλυσης των συσχετίσεων των μετρημένων στερεοαπορροών σε 11 σταθμούς, σε έξι μεγάλους ποταμούς της Β. και ΒΔ Ελλάδας, έτσι όπως δημοσιεύτηκαν από τους Ζαρρής κ.ά (2007), με μια πληθώρα παραμέτρων (~40) που προέκυψαν από την ανάλυση των λεκανών απορροής. Από τους παράγοντες αυτούς, οι πιο σημαντικοί αποδείχτηκε ότι είναι η μορφολογική κλίση, η λιθολογία της λεκάνης απορροής (ευδιάβρωτα πετρώματα όπως, κυρίως, ο φλύσχης) και η βροχόπτωση, με τους οποίους και κατασκευάστηκε το τελικό μοντέλο. Δοκιμάστηκαν και αξιολογήθηκαν σε αυτή την φάση και υφιστάμενα μοντέλα, όπως το BQART των Syvitski-Milliman (2007) και οι χάρτες της μεθόδου RUSLE2015 όπως δημοσιεύτηκαν πρόσφατα από το European Soil Data Center (Panagos et al., 2015). Από αυτά τα δύο, το πρώτο κρίνεται αρκετά πετυχημένο (σε σύγκριση πάντα με τις μετρημένες τιμές), ενώ το δεύτερο κρίνεται μάλλον αναξιόπιστο τουλάχιστον για τις λεκάνες της περιοχής μελέτης, με εξαίρεση ίσως τον Αλιάκμονα.
Στο τέλος της εργασίας επιχειρείται η σύνθεση των παραπάνω αποτελεσμάτων και η εξαγωγή γενικών συμπερασμάτων για τον ελλαδικό χώρο.

2020-05-06

Ελληνικά

Γεωγραφία (Γενικά)

Γεωμορφολογία - Ελλάδα
Βουραϊκός, Ποταμός

Βουραϊκός ποταμός, ορεινές λεκάνες, φορτίο πυθμένα, μοντέλα, Στερεομεταφορά

346 σ.:εικ.,πίν.,διαγρ.,χάρτες,σχ.

Αναφορά Δημιουργού – Μη Εμπορική Χρήση – Όχι Παράγωγα Έργα 4.0