Διερεύνηση της μεταβολής του πλημμυρικού κινδύνου στη Β. Εύβοια μετά τις πυρκαγιές του καλοκαιριού του 2021
Creators: name: Φούσκα, Μαρία Νικολάου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: Πυρκαγιά
Πλημμύρα
Β. Εύβοια
HEC-HMS
HEC-RAS
N. Evia

description: Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία προσομοιώνεται η πλημμύρα, που προκάλεσε η κακοκαιρία «Αθηνά» και η οποία επηρέασε την περιοχή μελέτης από τις 6/10/2021 έως τις 11/10/2021, δύο μήνες μετά την πυρκαγιά της Β. Εύβοιας. Η περιοχή μελέτης αποτελείται από τις τρεις μεγάλες λεκάνες απορροής της Β. Εύβοιας, τη λεκάνη απορροής του ρέματος Σηπιάδα, τη λεκάνη απορροής του ρέματος Κάλλας ή Ξηριάς και τη λεκάνη απορροής των ποταμών Νηλέα και Κηρέα. Σκοπός της μελέτης είναι η εκτίμηση της μεταβολής του πλημμυρικού κινδύνου των καμένων λεκανών απορροής της Β. Εύβοιας, μέσω της υδρολογικής ανάλυσης και της υδραυλικής μοντελοποίησης. Για την εξαγωγή των λεκανών απορροής και των υδρογραφικών δικτύων χρησιμοποιήθηκαν ψηφιακά μοντέλα υψομέτρων (DEM) διαστάσεων κανάβου 2x2m. Η χρήση/κάλυψη γης εκτιμήθηκε με τη χρήση των διανυσματικών δεδομένων Corine Land Cover. Οι εδαφικές παράμετροι αντλήθηκαν από τον εδαφικό χάρτη του Υδατικού Διαμερίσματος Ανατολικής Στερεάς Ελλάδας (EL07) της Ειδικής Γραμματείας Υδάτων. Χρησιμοποιήθηκαν τα δεδομένα βροχόπτωσης από το ERA5-Land, που αποτελεί σύνολα δεδομένων του Copernicus. Για κάθε λεκάνη απορροής δημιουργήθηκαν δύο υδρολογικά και υδραυλικά μοντέλα, που προσομοιάζουν τις συνθήκες βλάστησης πριν και μετά την πυρκαγιά. Η υδρολογική προσομοίωση έγινε με την χρήση του υδρολογικού μοντέλου HEC-HMS 4.10. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν για την υδρολογική προσομοίωση είναι οι εξής: απωλειών SCS Curve Number, άμεσης απορροής SCS Unit Hydrograph, διόδευση πλημμυρογραφήματος Muskingum – Cunge, βασική απορροή Recession. Για τη μέθοδο απωλειών SCS – CN υπολογίστηκε η παράμετρος CN για κάθε υπολεκάνη, για τις συνθήκες πριν και μετά την πυρκαγιά. Για την εκτίμηση της παραμέτρου CN μετά την πυρκαγιά, χρειάστηκε να γίνει πρώτα εκτίμηση σφοδρότητας της πυρκαγιάς στην Β. Εύβοια. Χρησιμοποιήθηκαν τα δεδομένα του δορυφόρου Sentinel 2Α και Sentinel 2Β και υπολογίστηκε ο δείκτης NBR (Normalized Burn Ratio). Η υδραυλική προσομοίωση πραγματοποιήθηκε με το λογισμικό HEC-RAS 6.2. Υπολογίστηκε για συνθήκες μη μόνιμης ροής και εισήχθη ψηφιακό διανυσματικό αρχείο χρήσεις γης (Layer) με τον συντελεστή Manning. Με την υδραυλική προσομοίωση προσδιορίστηκε η έκταση της πλημμύρας, το βάθος και η ταχύτητα ροής, ενώ παράλληλα έγινε σύγκριση των αποτελεσμάτων της υδραυλικής προσομοίωσης πριν και μετά την πυρκαγιά για κάθε λεκάνη απορροής. Συμπερασματικά, η πλημμυρική επικινδυνότητα των λεκανών απορροής εξαρτάται από τη σφοδρότητα της πυρκαγιάς, από το σχήμα της λεκάνης απορροής, από τον τύπο εδάφους, καθώς και τις εκτάσεις που αποτελούν τεχνητές επιφάνειες (αστική οικοδόμηση, ορυχεία), οι οποίες αυξάνουν την επιφανειακή απορροή.
description: In this Master Science thesis simulated the flood event, which caused by the storm “Athena”, and took place from 6/10/2021 to 10/11/2021, two months after the forest fire of N. Evia. The study area consists of the three basins of N. Evia, the basin of the stream Sepiada, the basin of the stream Kalla or Xeria and the basin of the rivers Nilea and Kirea. The aim of the study to assess the change in the flood risk of the burned basins of N. Evia, through hydrological analysis and hydraulic modeling. Digital elevation models (DEM) of 2x2 m canvas dimensions were used to extract the catchment areaσ and hydrographic networks. Land use/land cover was estimated using the Corine Land Cover vector data. The soil parameters were drawn from the soil map of the Water District of Eastern Central Greece (EL07) of the Special Secretariat of Water. The precipitation data from ERA5-Land was used, which is a dataset of Copernicus. For each drainage basin, two hydrological and hydraulic models were created, simulating the vegetation conditions before and after the forest fire. The hydrological simulation was performed using the hydrological model HEC-HMS 4.10. The methods used for the hydrological simulation are as follows: SCS Curve Number for losses, SCS Unit Hydrograph for direct runoff, Muskingum – Cunge for flood routing, Recession for base flow. For the SCS – CN loss method, the CN parameter was calculated for each sub-basin, for the conditions before and after the fire. For the estimation of the CN parameter after the fire, it was necessary to first estimate the severity of the fire in North Evia. Data from the Sentinel 2A and Sentinel 2B satellites were used and the NBR (Normalized Burn Ratio) index was calculated. The hydraulic simulation was performed using the HEC-RAS 6.2 software. It was calculated for unsteady flow conditions and a digital vector file of land uses (Layer) was introduced with the Manning coefficient. With the hydraulic simulation, the extent of the flood, the depth and the flow rate were determined, while at the same time a comparison of the results of the hydraulic simulation was made before and after the fire for each drainage basin. In conclusion, the flood risk of the drainage basins depends on the severity of the fire, the shape of the drainage basin, the type of soil, as well as the areas that constitute artificial surfaces (urban construction, mines), which increase the surface runoff.
description: Συνεργαζόμενα Τμήματα, Πολιτικών Μηχανικών, Γεωλογίας, Βιολογίας