Πρωτότυπος Τίτλος:
Εκτίμηση πλημμυρικού κινδύνου στη λεκάνη απορροής του ποταμού Λήλαντα με την αξιοποίηση Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών
Συγγραφέας:
Ντόκος, Ελευθέριος, Κωνσταντίνος
Επιβλέπων καθηγητής:
Καρύμπαλης, Ευθύμιος
Περίληψη:
Οι ποτάμιες πλημμύρες αποτελούν έναν από τους συχνότερους και σημαντικότερους τύπους φυσικών κινδύνων, που μπορούν να επιφέρουν σοβαρές οικονομικές, πολιτισμικές και περιβαλλοντικές επιπτώσεις όπως επίσης πολλές φορές και απώλεια ανθρώπινων ζωών. Λόγω της συχνής εμφάνισής τους και της μεγάλης χωρικής εξάπλωσης λογίζονται ως ένα από τα πιο καταστροφικά φυσικά φαινόμενα. Ο καθορισμός των περιοχών που είναι επιρρεπείς σε πλημμύρες είναι ιδιαίτερα σημαντικός προκειμένου να σχεδιαστούν στρατηγικές μετριασμού των αρνητικών συνεπειών των πλημμυρών και να εφαρμοστεί ένας σχεδιασμός διαχείρισης επικινδυνότητας πλημμύρας.
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής διατριβής είναι η εφαρμογή βασικών τεχνικών υδρολογικής ανάλυσης μέσω της χρήσης των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (ΣΓΠ-GIS), για την κατασκευή ενός χάρτη επικινδυνότητας πλημμύρας και ενός μοντέλου επιφανειακής απορροής. Για τον χάρτη επικινδυνότητας πλημμύρας έγινε υπέρθεση θεματικών επιπέδων, παραμέτρων που σχετίζονται με την επιρρέπεια στον κίνδυνο πλημμύρας εφαρμόζοντας την χωρική πολυκριτηριακή ανάλυση.
Πιο συγκεκριμένα, αναπτύχθηκε ένα ολοκληρωμένο μεθοδολογικό πλαίσιο μέσω της χρήσης του λογισμικού ArcGIS ώστε να κατηγοριοποιηθεί η περιοχή μελέτης, που είναι η λεκάνη απορροής του ποταμού Λήλαντα στην κεντρική Εύβοια, σε επιμέρους ζώνες επιδεκτικότητας στον κίνδυνο πλημμύρας. Λαμβάνοντας υπόψη συγκεκριμένες παραμέτρους, που επηρεάζουν την πλημμυρική επικινδυνότητα, προσδιορίστηκαν οι περιοχές εκείνες της λεκάνης απορροής, οι οποίες εμφανίζουν μεγάλη πιθανότητα να υποστούν δυσμενείς επιπτώσεις από ένα ενδεχόμενο πλημμυρικό φαινόμενο. Για να επιτευχθεί αυτό αφού καθορίστηκαν οι παράγοντες που επηρεάζουν την επιρρέπεια της λεκάνης απορροής στον πλημμυρικό κίνδυνο και δημιουργήθηκαν οι χάρτες επικινδυνότητας πλημμύρας για κάθε επιμέρους παράμετρο, έγινε εφαρμογή βασικών τεχνικών ώστε να κατασκευαστεί το μοντέλο σταθμισμένης πολυκριτηριακής χαρτογραφικής υπέρθεσης (weighted cartographic overlay). Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε η σύνθεση των κριτηρίων (παραμέτρων) με δύο τρόπους, τόσο με την απλή αθροιστική υπέρθεση, όσο και με την σταθμισμένη αθροιστική υπέρθεση μέσω της μεθόδου Αναλυτικής Ιεράρχησης, έτσι ώστε να αποδοθούν οι συντελεστές βαρύτητας στα κριτήρια, λαμβάνοντας υπόψη την άποψη επιστημόνων με σχετικό γνωσικό αντικείμενο. Μέσω των αποτελεσμάτων αυτών αποδόθηκε χαρτογραφικά η πλημμυρική επικινδυνότητα για την περιοχή μελέτης και εν συνεχεία προσδιορίστηκαν και χαρτογραφήθηκαν οι υψηλού και πολύ υψηλού κινδύνου περιοχές. Η επιλογή του ποταμού Λήλαντα οφείλεται στο πλούσιο ιστορικό σημαντικών πλημμυρών που έχουν κατά καιρούς εκδηλωθεί τόσο στη λεκάνη απορροής του, όσο και στην ευρύτερη περιοχή της δελταϊκής του πεδιάδας.
Η μοντελοποίηση της επιφανειακής απορροής, η οποία συνδέεται άμεσα με πλημμυρικά φαινόμενα επιτεύχθηκε μέσω της δημιουργίας ενός μοντέλου απορροής για μια υποθετική ακραία βροχόπτωση. Με βάση το μοντέλο αυτό δημιουργήθηκαν οι ισόχρονες καμπύλες της λεκάνης απορροής του ποταμού Λήλαντα με τελικό αποτέλεσμα την κατασκευή του υδρογραφήματος πραγματικής απορροής στην έξοδο της λεκάνης απορροής. Η κατασκευή του υδρογραφήματος απορροής, βοήθησε στον υπολογισμό της πλημμυρικής παροχή στον κάτω ρου του ποταμού. Εν τέλει, το υδρογράφημα οδήγησε στην εκτίμηση της μέγιστης αυτής πλημμυρικής παροχής για την υποθετική ακραία βροχόπτωση αλλά και στον κρίσιμο χρόνος εμφάνισης της μέγιστης παροχής, δηλαδή στην απόκριση της λεκάνης στην ακραία βροχόπτωση, το πώς δηλαδή συμπεριφέρεται η συγκεκριμένη λεκάνη απορροής σε ανάλογης έντασης ακραία αιφνίδια γεγονότα.
Τα αποτελέσματα της εφαρμογής των δύο παραπάνω μεθοδολογιών είναι σημαντικά για τη διαχείριση του πλημμυρικού κινδύνου της λεκάνης απορροής του ποταμού Λήλαντα καθώς και για τον μετριασμό των αρνητικών αποτελεσμάτων με την πρόταση συγκεκριμένων μέτρων πρόληψης και αντιμετώπισης των αρνητικών συνεπειών από μελλοντικά ακραία πλημμυρικά γεγονότα.
Ως τελικό στάδιο της παρούσας διπλωματικής διατριβής και μια από τις βασικότερες επιδιώξεις της, είναι η επαλήθευση/πιστοποίηση των αποτελεσμάτων της μεθοδολογίας που ακολουθήθηκε ώστε να είναι αντιπροσωπευτικά σε σχέση με την πραγματικότητα. Η επαλήθευση αυτή στην παρούσα διπλωματική πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο της σύγκρισης με βάση της Ζώνες Δυνητικά Υψηλού Κινδύνου Πλημμύρας (ΖΔΥΚΠ) και τις καταγεγραμμένες ιστορικές πλημμύρες που έχει καταρτήσει η Ειδική Γραμματεία Υδάτων (ΕΓΥ). Από την παραπάνω επαλήθευση, προκύπτει η αξιοπιστία της μεθοδολογίας που ακολουθήθηκε και η χρησιμότητα του παραγόμενου θεματικού χάρτη πλημμυρικής επικινδυνότητας.
Τέλος, από τα συμπεράσματα της εργασίας προκύπτουν επαρκή δεδομένα και αποτελέσματα ώστε να αναδειχθεί η χρησιμότητα των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (ΣΓΠ-GIS) στη δημιουργία μοντέλων εκτίμησης και διαχείρισης των πλημμυρικών γεγονότων. Ιδιαίτερης σημασίας είναι η δημιουργία μιας βάσης ψηφιακών δεδομένων για την περιοχή μελέτης που θα μπορεί να αξιοποιηθεί ποικιλοτρόπως.
Σκοπός της παρούσας διπλωματικής διατριβής είναι η εφαρμογή βασικών τεχνικών υδρολογικής ανάλυσης μέσω της χρήσης των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (ΣΓΠ-GIS), για την κατασκευή ενός χάρτη επικινδυνότητας πλημμύρας και ενός μοντέλου επιφανειακής απορροής. Για τον χάρτη επικινδυνότητας πλημμύρας έγινε υπέρθεση θεματικών επιπέδων, παραμέτρων που σχετίζονται με την επιρρέπεια στον κίνδυνο πλημμύρας εφαρμόζοντας την χωρική πολυκριτηριακή ανάλυση.
Πιο συγκεκριμένα, αναπτύχθηκε ένα ολοκληρωμένο μεθοδολογικό πλαίσιο μέσω της χρήσης του λογισμικού ArcGIS ώστε να κατηγοριοποιηθεί η περιοχή μελέτης, που είναι η λεκάνη απορροής του ποταμού Λήλαντα στην κεντρική Εύβοια, σε επιμέρους ζώνες επιδεκτικότητας στον κίνδυνο πλημμύρας. Λαμβάνοντας υπόψη συγκεκριμένες παραμέτρους, που επηρεάζουν την πλημμυρική επικινδυνότητα, προσδιορίστηκαν οι περιοχές εκείνες της λεκάνης απορροής, οι οποίες εμφανίζουν μεγάλη πιθανότητα να υποστούν δυσμενείς επιπτώσεις από ένα ενδεχόμενο πλημμυρικό φαινόμενο. Για να επιτευχθεί αυτό αφού καθορίστηκαν οι παράγοντες που επηρεάζουν την επιρρέπεια της λεκάνης απορροής στον πλημμυρικό κίνδυνο και δημιουργήθηκαν οι χάρτες επικινδυνότητας πλημμύρας για κάθε επιμέρους παράμετρο, έγινε εφαρμογή βασικών τεχνικών ώστε να κατασκευαστεί το μοντέλο σταθμισμένης πολυκριτηριακής χαρτογραφικής υπέρθεσης (weighted cartographic overlay). Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε η σύνθεση των κριτηρίων (παραμέτρων) με δύο τρόπους, τόσο με την απλή αθροιστική υπέρθεση, όσο και με την σταθμισμένη αθροιστική υπέρθεση μέσω της μεθόδου Αναλυτικής Ιεράρχησης, έτσι ώστε να αποδοθούν οι συντελεστές βαρύτητας στα κριτήρια, λαμβάνοντας υπόψη την άποψη επιστημόνων με σχετικό γνωσικό αντικείμενο. Μέσω των αποτελεσμάτων αυτών αποδόθηκε χαρτογραφικά η πλημμυρική επικινδυνότητα για την περιοχή μελέτης και εν συνεχεία προσδιορίστηκαν και χαρτογραφήθηκαν οι υψηλού και πολύ υψηλού κινδύνου περιοχές. Η επιλογή του ποταμού Λήλαντα οφείλεται στο πλούσιο ιστορικό σημαντικών πλημμυρών που έχουν κατά καιρούς εκδηλωθεί τόσο στη λεκάνη απορροής του, όσο και στην ευρύτερη περιοχή της δελταϊκής του πεδιάδας.
Η μοντελοποίηση της επιφανειακής απορροής, η οποία συνδέεται άμεσα με πλημμυρικά φαινόμενα επιτεύχθηκε μέσω της δημιουργίας ενός μοντέλου απορροής για μια υποθετική ακραία βροχόπτωση. Με βάση το μοντέλο αυτό δημιουργήθηκαν οι ισόχρονες καμπύλες της λεκάνης απορροής του ποταμού Λήλαντα με τελικό αποτέλεσμα την κατασκευή του υδρογραφήματος πραγματικής απορροής στην έξοδο της λεκάνης απορροής. Η κατασκευή του υδρογραφήματος απορροής, βοήθησε στον υπολογισμό της πλημμυρικής παροχή στον κάτω ρου του ποταμού. Εν τέλει, το υδρογράφημα οδήγησε στην εκτίμηση της μέγιστης αυτής πλημμυρικής παροχής για την υποθετική ακραία βροχόπτωση αλλά και στον κρίσιμο χρόνος εμφάνισης της μέγιστης παροχής, δηλαδή στην απόκριση της λεκάνης στην ακραία βροχόπτωση, το πώς δηλαδή συμπεριφέρεται η συγκεκριμένη λεκάνη απορροής σε ανάλογης έντασης ακραία αιφνίδια γεγονότα.
Τα αποτελέσματα της εφαρμογής των δύο παραπάνω μεθοδολογιών είναι σημαντικά για τη διαχείριση του πλημμυρικού κινδύνου της λεκάνης απορροής του ποταμού Λήλαντα καθώς και για τον μετριασμό των αρνητικών αποτελεσμάτων με την πρόταση συγκεκριμένων μέτρων πρόληψης και αντιμετώπισης των αρνητικών συνεπειών από μελλοντικά ακραία πλημμυρικά γεγονότα.
Ως τελικό στάδιο της παρούσας διπλωματικής διατριβής και μια από τις βασικότερες επιδιώξεις της, είναι η επαλήθευση/πιστοποίηση των αποτελεσμάτων της μεθοδολογίας που ακολουθήθηκε ώστε να είναι αντιπροσωπευτικά σε σχέση με την πραγματικότητα. Η επαλήθευση αυτή στην παρούσα διπλωματική πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο της σύγκρισης με βάση της Ζώνες Δυνητικά Υψηλού Κινδύνου Πλημμύρας (ΖΔΥΚΠ) και τις καταγεγραμμένες ιστορικές πλημμύρες που έχει καταρτήσει η Ειδική Γραμματεία Υδάτων (ΕΓΥ). Από την παραπάνω επαλήθευση, προκύπτει η αξιοπιστία της μεθοδολογίας που ακολουθήθηκε και η χρησιμότητα του παραγόμενου θεματικού χάρτη πλημμυρικής επικινδυνότητας.
Τέλος, από τα συμπεράσματα της εργασίας προκύπτουν επαρκή δεδομένα και αποτελέσματα ώστε να αναδειχθεί η χρησιμότητα των Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (ΣΓΠ-GIS) στη δημιουργία μοντέλων εκτίμησης και διαχείρισης των πλημμυρικών γεγονότων. Ιδιαίτερης σημασίας είναι η δημιουργία μιας βάσης ψηφιακών δεδομένων για την περιοχή μελέτης που θα μπορεί να αξιοποιηθεί ποικιλοτρόπως.
Ημερομηνία κατάθεσης:
2022-11-03
Γλώσσες Τεκμηρίου:
Ελληνικά
Θεματικές Κατηγορίες:
Γεωγραφία (Γενικά)
Λοιπά Θέματα:
Λήλαντας, Ποταμός
Φυσικές καταστροφές - Ελλάδα
Πλημμύρες - Ελλάδα - Εύβοια (Νησί)
Γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών
Φυσικές καταστροφές - Ελλάδα
Πλημμύρες - Ελλάδα - Εύβοια (Νησί)
Γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών
Λέξεις-κλειδιά:
Υδρολογική ανάλυση, Μέθοδος Αναλυτικής Ιεράρχησης, Χωρική Πολυκριτηριακή Ανάλυση, Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών, Κίνδυνος πλημμύρας
Περιγραφή:
226 σ.,εικ.,πίν.,διαγρ.,χάρτες,σχ.
Άδεια χρήσης:
Αναφορά Δημιουργού – Μη Εμπορική Χρήση – Όχι Παράγωγα Έργα 4.0
