Εκτίμηση της Στερεοπαροχής κατά μήκος του ποταμού Αράχθου και των επιπτώσεων στην παράκτια ζώνη

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η διερεύνηση της αλληλεπίδρασης φυσικών παραγόντων στο παράκτιο σύστημα των εκβολών του ποταμού Αράχθου, η ροή του οποίου καθορίζεται από το υδροηλεκτρικό φράγμα που λειτουργεί στα ανάντη. Σε πρώτο στάδιο μελετήθηκε η μεταφοράς ιζημάτων κατά μήκος του ποταμού Αράχθου, από το υδροηλεκτρικό φράγμα Πουρνάρι ΙΙ έως και τις εκβολές του ποταμού στον Αμβρακικό κόλπο, για την οποία χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό πακέτο λογισμικού το HEC RAS (Hydrologic Engineering Centers River Analysis System) του US Army Corps of Engineers. Για τον υπολογισμό της στερεομεταφοράς κατά μήκος του ποταμού, έπρεπε να οριστούν η γεωμετρία (άξονας και διατομές) του ποταμού, οι συνθήκες ροής στον ποταμό (εισήχθηκε η χρονοϊστορία παροχής ποταμού για το ημερολογιακό έτος 2009) και η κοκκομετρία του υλικού του πυθμένα του ποταμού. Το αποτέλεσμα της προσομοίωσης μεταφοράς ιζημάτων στις εκβολές του ποταμού χρησιμοποιήθηκε ως το βασικό δεδομένο εισόδου για την διερεύνηση της κίνησης των ιζημάτων της παράκτιας ζώνης, η οποία καθορίζεται τόσο από τη ροή του ποταμού όσο και από τις ανεμολογικές και κυματικές συνθήκες στην περιοχή. Για το δεύτερο στάδιο, την προσομοίωση της παράκτιας ζώνης και των φυσικών διεργασιών που τη χαρακτηρίζουν, χρησιμοποιήθηκε το ΜΙΚΕ software της DHI. Για την εκτίμηση της παράκτιας ιζηματομεταφοράς στην εγγύτερη περιοχή των εκβολών του Αμβρακικού κόλπου ορίστηκε η βυθομετρία της περιοχής και οι ανεμογενείς κυματισμοί που δρουν στην περιοχή, ενώ λήφθηκε υπόψη και η παροχή του ποταμού στις εκβολές του. Λόγω των χρονικών περιορισμών που εισάγει η υπολογιστική ταχύτητα του προγράμματος MIKE21, αντί του ενός ημερολογιακού έτους, προσομοιώθηκαν κυματικά γεγονότα των οποίων η δράση ανά διεύθυνση προώθησης αντιστοιχεί στη συνολική δράση μέσα σε ένα έτος. Τα αποτελέσματα από τα δυο στάδια παρουσιάζονται σε μορφή Γραφημάτων και Πινάκων ενώ ακολουθεί σχολιασμός τους ώστε να αποτιμηθεί τελικά η ολική συνεισφορά του ποταμού Αράχθου στην παράκτια στερεομεταφορά στα παράλια του Δέλτα στον Αμβρακικό Κόλπο.

The scope of this thesis is to investigate the interaction of natural and anthropogenic factors on the coastal system estuary of Arachtos river, located in Epiros, Greece, the flow of which is determined by the hydroelectric dam operating upstream of the river. Arachtos river is the greatest river of Epiros with a total length of 105km and a basin covering a total area of 1850km2. The river axis is oriented from North to South, discharging at the northern coast of Amvrakikos Gulf. Before the esturay, the river runs through farmlands, thus the water is used for irrigation and hydroelectric power production through an artificial lake and two dams, Pournari I (1981) and Pournari II (1998/9). The average discharge flow of Arachtos is estimated around 70-60 m3 / s, but the flow fluctuations are enormous, varying from flow absence to torrential flow, due to the operation of the dam. The course of the present study follows two main steps: • Investigation of the sediment transport along the river Arachthos from Pournari II hydroelectric dam up the estuary of the river in Abvrakikos gulf. • Investigating the coastal sediment transport offered through the river flow and sediment bottoms of the coastal zone, which is determined both by the flow of the river and the wind and wave conditions in the region. The first stage is the estimation of the total sediment transport along the river Arachtos from the Hydroelectricdam located upstream of the river up to the estuary of the river, formed at the northern coast of Amvrakikos gulf. The package software HEC RAS (Hydrologic Engineering Centers River Analysis System) of US Army Corps of Engineers was used in order to assess the hydrological and sediment flow conditions along the river. To calculate the sediment transport along the river, with total simulated length of 105km, the following properties had to be defined: geometric properties (longitudinal axis and cross sections) of the river, the flow properties (the river discharge flow rates were provide for the calendar year 2009) and the sediment properties (namely the grain size of the material of the river bed). The result of the simulation of sediment transport at a cross section by the river estuary was used as the basic input data for the investigation of sediment transport at the coastal zone. Coastal sediment transport is determined both by the flow of the river and the wind generated waves. The simulation of the coastal zone hydrodynamic processes is carried out using the MIKE software by DHI. In order to assess the coastal sediment transport in the vicinity of the estuary of river Arachtos, at the Amvrakikos Gulf, the following model properties had to be defined: the bathymetry of the selected area to be simulated, the wind generated waves developed within that area and the seabed material properties (mean grain size). The inflow of river Arachtos was also incorporated in the model simulation. The results of the two different simulations are presented in the form of graphs and tables. Furthermore the results are evaluated and compared to relevant references in order to estimate the total contribution of the Arachtos river to the estuary at the coast of Amvrakikos gulf. The results of the present thesis comply with the references found in various sources: the turn of the river estuary to the East, due to the high-energy West waves, and the minimized sediment offer of the river, due to the consruction of the dam.