Εκτίμηση Οικονομικών Ζημιών από Πλημμύρες. Μελέτη περίπτωσης: Διευθέτησης Ρέματος Ραφήνας

Abstract

Η µεταπτυχιακή αυτή εργασία είχε ως στόχο τη διαµόρφωση µιας απλοποιηµένης µεθοδολογίας για την εκτίµηση των οικονοµικών ζηµιών από τις πληµµύρες από ρέµατα. Με δεδοµένο ότι οι πληµµύρες είναι ένα ακραίο φαινόµενο που περιγράφεται από µία συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας, η εκτίµηση των οικονοµικών ζηµιών γίνεται ως µέσο αναµενόµενο µέγεθος ανά έτος (ετησιοποιηµένο µέγεθος). Το µέγεθος αυτό αντιπροσωπεύει τη διακινδύνευση µιας περιοχής από τον κίνδυνο πληµµύρας και δείχνει το πόσο επιρρεπής στις πληµµύρες είναι αυτή η περιοχή αλλά και πόσο µεγάλο είναι το διακύβευµα που εκτίθεται σε κίνδυνο. Η προτεινόµενη µεθοδολογία στηρίζεται στην απλοποιηµένη αναπαράσταση του αναγλύφου µε διατοµές που χαρακτηρίζονται από σταθερές εγκάρσιες κλίσεις εκατέρωθεν του ρέµατος. Για τον υπολογισµό της έκτασης κατάκλυσης χρησιµοποιήθηκαν διάφορα σενάρια πληµµύρας που αντιστοιχούν σε συγκεκριµένες περιόδους επαναφοράς και έγιναν οι υδραυλικοί υπολογισµοί οµοιόµορφης µονοδιάστατης ροής που προέκυψαν µε τη χρήση κατάλληλου υπολογιστικού λογισµικού. Τέλος µε βάση το µέσο µέγεθος διακυβεύµατος (που προκύπτει από τις χρήσεις γης της ζώνης που εκτίθεται σε κίνδυνο) γίνεται η αδροµερής εκτίµηση των αναµενόµενων οικονοµικών ζηµιών σε ετησιοποιηµένη βάση. εύτερος κύριος στόχος της εργασίας ήταν ο ορθολογικός σχεδιασµός των αντιπληµµυρικών έργων. Για το στόχο αυτό παρουσιάστηκε η διαδικασία υπολογισµού του κόστους των έργων διευθέτησης ενός υδατορεύµατος και η αναγωγή των οικονοµικών µεγεθών σε ετήσια βάση. Με τον τρόπο αυτό τόσο το κόστος των έργων όσο και οι οικονοµικές ζηµιές εκφράστηκαν σε οµοειδή µεγέθη. Τελικά ο βέλτιστος από οικονοµική άποψη σχεδιασµός προκύπτει ως ο σχεδιασµός µε το ελάχιστο άθροισµα οικονοµικών ζηµιών και κόστους των έργων. ς περιοχή µελέτης έχει ληφθεί το κεντρικό τµήµα του ρέµατος Ραφήνας µήκους 11 km. 14 Η χρησιµότητα της εργασίας έγκειται στο γεγονός ότι συµβάλλει στην αδροµερή αλλά γρήγορη εκτίµηση των οικονοµικών ζηµιών και της πληµµυρικής διακινδύνευσης µιας παραρεµάτιας περιοχής. Η προτεινόµενη µεθοδολογία µπορεί να χρησιµοποιηθεί για προκαταρκτικές προσεγγίσεις στην κατεύθυνση των εργασιών που προβλέπονται µε βάση την Οδηγία 2007/60 της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τις πληµµύρες. Η εκτίµηση της διακινδύνευσης σε ετήσιες χρηµατικές µονάδες, που περιλαµβάνει την στοχαστική εξέλιξη των πληµµυρών σε µία περιοχή αλλά και το διακύβευµα, µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως κύριο οικονοµικό κριτήριο για την ιεραρχική κατάταξη των περιοχών που κινδυνεύουν από πληµµύρες. Με τον τρόπο αυτό η πολιτεία θα µπορεί να ιεραρχήσει τις ανάγκες της από πλευράς έργων που απαιτούνται για την προστασία από τις πληµµύρες. Η εργασία περιλαµβάνει 10 κεφάλαια εκ των οποίων το πρώτο γίνεται η εισαγωγή στο θέµα και καθορίζονται οι στόχοι της εργασίας. Στο 2ο κεφάλαιο οι πληµµύρες αντιµετωπίζονται ως φυσικός κίνδυνος µε στόχο την ανάλυση διακινδύνευσης. Οι αρχές της οικονοµικής ανάλυσης µε την ισοδυναµία των οικονοµικών µεγεθών (παρούσα αξία – ετήσιο τοκοχρεολύσιο) παρουσιάζονται στο 3ο κεφάλαιο ενώ συνοπτικά παρουσιάζονται τα κύρια άρθρα της Οδηγίας 2007/60 της Ευρωπαϊκής Ένωσης που αφορά στις πληµµύρες (Κεφ. 4). Οι µέθοδοι για τον υπολογισµό των αξιών των ακινήτων (αστικών, βιοµηχανικών, αγροτικών) αλλά και κινητών αξιών, παρουσιάζονται στο κεφάλαιο 6 ενώ στο 7ο παρουσιάζεται η προτεινόµενη µεθοδολογία. Τέλος περιγράφεται η περιοχή µελέτης (ρ. Ραφήνας) και γίνεται µία πλήρης εφαρµογή σε ένα µεγάλο τµήµα του ρέµατος της Ραφήνας (Κεφ. 8). Επιπρόσθετα επιχειρείται η ανάλυση ευαισθησίας λόγω της µεταβλητότητας και της αβεβαιότητας προσδιορισµού ορισµένων µεταβλητών (Κεφ. 9). Από τα αποτελέσµατα της εργασίας που αναφέρονται στην συγκεκριµένη περιοχή του ρέµατος Ραφήνας, από τη γενίκευση που επιχειρήθηκε, αλλά και από την ανάλυση ευαισθησίας των βασικών µεγεθών προέκυψαν σηµαντικά συµπεράσµατα (Κεφ. 10): 1) Για την πεδινή περιοχή του ρέµατος Ραφήνας η εργασία κατέληξε ως βέλτιστο σχεδιασµό αντιπληµµυρικής προστασίας τη διευθέτηση του ρέµατος µε συρµατοκιβώτια µε παροχές σχεδιασµού (για το εκτιµώµενο διακύβευµα) που αντιστοιχούν σε περίοδο επαναφοράς 50 έτη. 2) Όπως ήταν αναµενόµενο από την ανάλυση ευαισθησίας προέκυψε ότι όσο το διακύβευµα µεγαλώνει τόσο η πληµµυρική διακινδύνευση µεγαλώνει και ωθεί για αποφάσεις για αντιπληµµυρικά έργα µε µεγαλύτερη περίοδο επαναφοράς (δηλ. που εξασφαλίζουν µεγαλύτερη θωράκιση µιας περιοχής από τον κίνδυνο των πληµµυρών). 3) Όσο το επιτόκιο προεξόφλησης (δηλ. δανεισµού) µεγαλώνει τόσο το κόστος των έργων µεγαλώνει και η µεθοδολογία που προτείνεται ωθεί προς µικρότερα έργα δηλαδή έργα µε παροχή σχεδιασµού µικρότερης περιόδου επαναφοράς. Η προτεινόµενη µεθοδολογία για την εκτίµηση των οικονοµικών ζηµιών από τις πληµµύρες και για τον ορθολογικό σχεδιασµό των αντιπληµµυρικών έργων είναι µία απλοποιηµένη µεθοδολογία που επιδέχεται σηµαντικές βελτιώσεις που αφορούν τόσο στην αναπαράσταση του φυσικού αναγλύφου και του υδατορεύµατος όσο και στις οικονοµικές εκτιµήσεις.

The objective of this postgraduate thesis is to formulate a simplified methodology for the estimation of economic damages caused by floods. Floods are considered as an extreme stochastic phenomenon described by a certain probability density function. Flood risk assessment of an area in the flood plain is based on the flood hazard (probabilistic nature) and the potential consequences (maximum consequences of flood events) linked with a simple deterministic function. Annualized flood risk protection values (R) are then compared with the annualized cost of flood protection works(C). The minimum sum of both values (R+C) results in the optimal design of flood protection works. Thus, a second objective of the thesis to formulate a methodology for achieving the optimal flood work design, is fulfilled. The proposed rational procedure is in line with the new EU-flood directive 2007/60 which emphasizes the role of rationality in flood protection measures from planning to construction. The proposed methodology uses a simplified simulation of the terrain by adopting cross sections of the river composed of linear traversal gradient instead of detailed cartography. Further uniform flow packages are used to delineate the zone of inundation for each flood scenario (T-year flood). The area in which the methodology was applied is the central part of the stream of Rafina of a total length of 11 km which is under study by the Ministry of the Environment and Public Works. Among the 10 chapters of the thesis, the first is introductory and the last contains some important concluding remarks. From the other chapters, the 2nd considers floods as a natural hazard and evaluates risk as a function of hazard. The 3rd one presents the principles of economic analysis, the 4th is devoted to the description of the EU Directive on floods, the 5th and 6th are dealing with the estimation of the values of real estate together with the values of agricultural areas and all other of values threatened by floods. Industrial establishments, mobile values such as cars, forests areas etc are also included in the analysis. An attempt is also made for the estimation of (maximum) potential consequences Chapter 7 is devoted to the presentation of the simplified methodology for a) the estimation of economic consequences and b) the optimization of flood protection works design. The application of the proposed methodology to the study area is presented in Chapter 8. Finally Chapter 9 deals with the sensitivity analysis of the most important variables which is necessary due to the uncertainty of their estimation. Apart from the reconnaissance and quick estimation of economic consequences from flood events, proposed in this study, the most important conclusions from the study are : 1. The optimal design of river training works is selected for the part of the stream which is analyzed. For the most probable future conditions the optimal design discharge is found to correspond to the 50-year flood (or more). 2. As it was expected, the increase of the mean value of potential consequences from floods in the area leads to design floods of greater return periods. 3. Greater interest rate leads to more expensive flood protection works and therefore it leads to accept design floods of smaller return periods. However the optimal solution is not sensitive towards the interest rate change. The study presented in this thesis is based on a reconnaissance approach which can be improved further in regard to the simulation of the natural terrain (which is very simplified), and the estimation of potential consequences from flood events.