Development of a methodology for the estimation of the dynamic evolution of the flood - related hydrological behavior of periurban catchments under post - fire conditions
Authors: Παπαθανασίου Χρυσούλα 
Published: September 2021

Πρωταρχικός στόχος της παρούσας έρευνας είναι η ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου πλαισίου για αποτελεσματική εκτίμηση του πλημμυρικού κινδύνου στο πολύπλοκο, ευμετάβλητο και ευαίσθητο περιαστικό περιβάλλον. Η έρευνα εστιάζει στην εκτίμηση του πλημμυρικού κινδύνου υπό μεταπυρικές συνθήκες για Μεσογειακές περιαστικές λεκάνες απορροής. Έτσι, αναπτύχθηκε ένα μεθοδολογικό πλαίσιο για τη θεωρητική εκτίμηση της δυναμικής εξέλιξης των υδρολογικών παραμέτρων που επηρεάζουν τον πλημμυρικό κίνδυνο ως συνάρτηση του χρόνου, μετά την εκδήλωση δασικών πυρκαγιών. Για την εκπόνηση της έρευνας εισήχθη για πρώτη φορά στη διεθνή βιβλιογραφία ο όρος «υδρολογική επαναφορά» για να περιγράψει το (μεταπυρικό) στάδιο όταν η υδρολογική απόκριση λεκάνης απορροής που έχει καεί, έχει επανέλθει, από κάθε πρακτική (υδρολογικής απόκρισης) απόψη, στην κατάσταση που βρισκόταν πριν την πυρκαγιά. Προτείνεται ότι η υδρολογική επαναφορά μπορεί να επέλθει νωρίτερα από την (πιο πλήρη) «περιβαλλοντική επαναφορά», η οποία επιτυγχάνεται με φυσική αναδάσωση και επανάκτηση της ισορροπίας των οικοσυστημάτων – μία διαδικασία που συχνά χρειάζεται αρκετά χρόνια μετά από μία σημαντική δασική πυρκαγιά για να επέλθει, αν τελικά επέλθει. Αρχικά εξετάζεται η χωροχρονική επίδραση των δασικών πυρκαγιών σε λεκάνη, η οποία εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την έκταση και τη σφοδρότητα της πυρκαγιάς. Σε κάθε κλάση σφοδρότητας εντοπίζονται χρονικές περίοδοι μεταβλητής διάρκειας και διαφορετικής υδρολογικής επίδρασης, σε άμεση συσχέτιση με την κατάσταση αναγέννησης της βλάστησης. Στη συνέχεια, εξετάζονται οι αρχικές συνθήκες ως προς την εδαφική υγρασία. Για την έρευνα επιλέχθηκαν: ο Αριθμός Καμπύλης (CN), οι Αρχικές Απώλειες (IA), η Τυπική Υστέρηση (TP), ο Συντελεστής Αιχμής (CP) και ο Συντελεστής Muskingum K και ποσοτικοποιήθηκε η αλλαγή των τιμών τους για διαφορετικές αρχικές συνθήκες. Το χρονικό διάστημα μεταξύ της εκδήλωσης της πυρκαγιάς και του υπό εξέταση πλημμυρικού επεισοδίου επίσης ελήφθη υπόψη. Στο πλαίσιο αυτό, αναπτύχθηκαν εξισώσεις για τον υπολογισμό της μεταπυρικής εξέλιξης στο χρόνο των εξεταζόμενων υδρολογικών παραμέτρων. Περιοχή μελέτης είναι η λεκάνη απορροής του ρέματος Ραφήνας, μία τυπική Μεσογειακή περιαστική περιοχή στην Ανατολική Αττική, ιδιαίτερα επιρρεπής σε πλημμύρες και πυρκαγιές. Η εφαρμογή των εξισώσεων έδωσε τις τελικές τιμές των υδρολογικών παραμέτρων, που χρησιμοποιήθηκαν για προσομοιώσεις ιστορικών πλημμυρών. Για όλα τα εξεταζόμενα πλημμυρικά επεισόδια οι προσομοιωμένες παροχές αιχμής, όγκοι απορροής και χρόνοι ανόδου είναι σε καλή συμφωνία με τις αντίστοιχες τιμές που προκύπτουν από παρατηρήσεις, όταν διατίθενται. Έγινε επιπλέον λεπτομερής ανάλυση ευαισθησίας που επαληθεύει την αποτελεσματικότητα της προτεινόμενης μεθοδολογίας και καταρτίστηκαν αντιπροσωπευτικοί πλημμυρικοί χάρτες για την περιοχή μελέτης. Συμπεραίνεται ότι η επίδραση της πυρκαγιάς είναι πολύ έντονη κατά την πρώτη μεταπυρική περίοδο, ενώ μειώνεται απότομα με το χρόνο μέχρι να επέλθει υδρολογική επαναφορά και να εξαφανιστεί το μεταπυρικό υδρολογικό αποτύπωμα. Η επίδραση δεν είναι η ίδια σε όλες τις εξεταζόμενες υδρολογικές παραμέτρους, ενώ η βαθμονόμηση και των 5 παραμέτρων δίνει βέλτιστες προσομοιώσεις. Εν τέλει, συμπεραίνεται ότι η ενσωμάτωση της προτεινόμενης μεθοδολογίας σε υδρολογικό μοντέλο καταλήγει σε ακριβείς και αντιπροσωπευτικές προσομοιώσεις.