Προσδιορισμός του υδατικού ισοζυγίου και ακραίων πλημμυρικών γεγονότων στην Λεκάνη απορροής του χειμάρρου Οινούσας Ν. Σερρών με χρήση υδρολογικών μοντέλων
Creators: name: Μανδάνα, Βασιλική Απόστολου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Υδατικό ισοζύγιο
Υδρολογικό μοντέλο
Πλημμυρογράφημα
Water balance
Hydrological model
Flood hydrograph

description: Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή αποσκοπεί στον προσδιορισμό του υδατικού ισοζυγίου και ακραίων πλημμυρικών γεγονότων στη λεκάνη απορροής του χειμάρρου Οινούσας Σερρών. Η περιοχή έρευνας παρουσιάζει αυξημένο υδρολογικό ενδιαφέρον, επειδή πρόκειται για ρέμα συνεχούς ροής και επιπλέον διαθέτει μετεωρολογικά δεδομένων αρκετών ετών, αλλά και μετρήσεις από τον υδροηλεκτρικό σταθμό που υπάρχει στην περιοχή. Η έρευνα έχει ως βάση τις αρχές της επιστήμης της ορεινής υδρονομικής και περιλαμβάνει την χαρτογράφηση της περιοχής από άποψη γεωλογίας, βλάστησης, υδρολογίας και κλίματος, αλλά και την επεξεργασία των μετεωρολογικών δεδομένων και παροχών σύμφωνα με την ελληνική και ξένη βιβλιογραφία. Για τη χαρτογράφηση των χειμαρρικών ρευμάτων και την οριοθέτηση της λεκάνης απορροής έγινε χρήση των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (Γ.Σ.Π.). Στη συνέχεια μελετήθηκαν τα μορφομετρικά και υδρογραφικά χαρακτηριστικά της λεκάνης απορροής. Αναλύθηκαν και υπολογίστηκαν οι βασικοί χειμαρρικοί παράγοντες (κλίμα, ανάγλυφο, γεωλογικό υπόθεμα και βλάστηση). Για τον υπολογισμό των μορφομετρικών και υδρογραφικών χαρακτηριστιών της λεκάνης απορροής του χειμάρρου Οινούσας, αλλά και για την εκτίμηση των χωρικών δεδομένων έγινε χρήση των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (Γ.Σ.Π.). Στην εκτίμηση του κλίματος, λήφθηκαν υπόψη οι μετεωρολογικές παρατηρήσεις των μετεωρολογικών σταθμών Λαϊλιά, Σερρών, Νευροκοπίου και Χρυσοπηγής. Για τον προσδιορισμό του υδατικού ισοζυγίου χρησιμοποιήθηκαν τα μετεωρολογικά δεδομένα του σταθμού της Χρυσοπηγής, γιατί αυτός είναι ο πλησιέστερος στο κέντρο της λεκάνης απορροής και αντιπροσωπεύει τη μέση κατάσταση της περιοχής. Επιπλέον, μελετήθηκε η χωρική μεταβλητότητα των βροχοπτώσεων και θερμοκρασιών αέρα τεσσάρων σταθμών. Η συσχέτιση των παραπάνω μετεωρολογικών παραμέτρων με το υπερθαλάσσιο υψόμετρο είναι εξαιρετικά ισχυρή και προβλέπεται αύξηση της βροχόπτωσης κατά 12mm κάθε 100 m. Στη συνέχεια εκτιμήθηκαν οι μέσες μέγιστες ωριαίες εντάσεις και τα συνολικά ύψη των βροχών, διάρκειας ίσης με το χρόνο συγκέντρωσης με την χρήση της όμβριας καμπύλης που κατασκευάστηκε για την περιοχή έρευνας. Κατασκευάστηκαν τα αντίστοιχα πλημμυρογραφήματα με τη χρήση του HEC - HMS για περιόδους επαναφοράς 50, 100, 200, 500 και 1000 έτη. Για την εκτίμηση του χρόνου συγκέντρωσης (tc) χρησιμοποιήθηκε ο τύπος του Giandotti. Τέλος, εκτιμήθηκε η επιφανειακή απορροή των χειμαρρικών ρευμάτων, εφαρμόζοντας το μοντέλο υδατικού ισοζυγίου των Thornthwaite and Mather για τις συνθήκες της περιόδου (1979-2010). Συμπερασματικά, πρόκειται για μια μεγάλη λεκάνη απορροής (έκτασης 116,23 km2) και επιμηκής σχήμα, χαρακτηριστικά που επηρεάζουν σημαντικά την ταχύτητα συγκέντρωσης της απορροής. Από την επεξεργασία των δεδομένων και την ανάλυση των αποτελεσμάτων προκύπτει ότι η επιφανειακή απορροή εξαρτάται κυρίως από τον κυρίαρχο χειμαρρικό πετρολογικό σχηματισμό, από τις συνθήκες χρήσεων γης και από το ανάγλυφο της λεκάνης απορροής
description: This postgraduate thesis aims to determine the water balance and extreme flood events in the Oinousa Serres Basin. The study area is of increasing hydrological interest because it is a continuous stream and also has several years of meteorological data, as well as measurements from the hydroelectric station in the area. The study includes the mapping of area as far as geology, vegetation, hydrology and climate are concerned, but also the processing of meteorological and water supply data according to the greek and foreign bibliography. For the mapping of streams and catchments delineation a toolbox was developed in Geographic Information Systems (G.I.S). Consequently, morphometrical and hydrographical characteristics of the torrential streams were determined and the factors that modulate the torrential environment (climate, relief, vegetation and geological subsoil) were analyzed. The estimation of the morphometric and hydrographic characteristics of the Oinousa River Basin, and the estimation of spatial data, was done in a Geographic Information Systems (G.I.S) environment. The meteorological data of the Lailia, Serres, Nevrokopi and Chrysopigi meteorological stations were taken into account in the calculation of the climatic data. The meteorological data of the Chrysopigi station were used to determine the water balance because it is the closest to the center of the basin and represents the average state of the area. In addition, the spatial variability of the four stations rainfall and air temperatures was studied. The correlation of the above meteorological parameters with the high sea level is extremely strong and it is anticipated to increase the rainfall by 12mm every 100 m. The next step was the estimation of the average maximum hourly intensities and the total depth of the rainfall events with duration equal to the concentration time of the torrent streams of the study area. For these rainfalls, the corresponding flood hydrographs were constructed using the model HEC-HMS for return periods of 50, 100, 200, 500 and 1000 years. The Giandotti formula was used to estimate the concentration time (tc). Finally, the surface runoff of the torrential streams was estimated by applying the Thornthwaite and Mather water balance model for the conditions of the baseline period (1979–2010). In conclusion, it involves a large continous flow (116,23 km2) and long tudinal characteristics that significantly influence the rate of concentration of the runoff. The data processing and the analysis of the results show that the surface runoff is mainly dependent on the dominant petrographic formation, land use conditions and the shape and size (area) of the basin