Εκτίμηση Πλημμυρικών Μεγεθών στην Υδρολογική Λεκάνη του Ερασίνου

Abstract

Η κατασκευή του διεθνή αεροδρομίου Αθηνών, της Αττικής Οδού και των Oλυμπιακών εγκαταστάσεων στην περιοχή της Aνατολικής Αττικής και των Μεσογείων είχε ως αποτέλεσμα την ραγδαία οικιστική ανάπτυξη στην περιοχή. Ωστόσο, οι παρεμβάσεις που έγιναν τόσο με την κατασκευή αυτών των έργων όσο και με την ανοικοδόμηση που ακολούθησε διατάραξαν την ροή των χειμάρρων και αύξησαν την διακινδύνευση πλημμύρας. Ειδικότερα o Ερασίνος στoν οποίo γίνεται η μελέτη αυτής της διπλωματικής είναι ο αποδέκτης των νερών της Αττικής Οδού και του αεροδρομίου γεγονός που καθιστά αναγκαία την μελέτη της υδρολογικής του συμπεριφοράς κάτω από τις διαμορφωμένες συνθήκες. Με βάση τα παραπάνω λοιπόν, σκοπός της εργασίας αυτής ήταν εκτίμηση των πλημμυρικών μεγεθών και η ανάλυση ευαισθησίας τους για την λεκάνη του συγκεκριμένου ποταμού. Η λεκάνη απορροής του Ερασίνου βρίσκεται στην περιοχή των Μεσογείων δίπλα στο διεθνές αεροδρόμιο Αθηνών ‘’Ελ.Βενιζέλος’’ και εκτείνεται σε μία έκταση 208 km2 περίπου διατρέχοντας πολλούς από τους δήμους της περιοχής. Στα πλαίσια αυτής της εργασίας η λεκάνη αυτή χωρίστηκε σε δύο επιμέρους υπολεκάνες αυτές του Ερασίνου ανάντη και του Αγίου Γεωργίου. Αρχικά μελετήθηκαν τα βροχομετρικά δεδομένα από τον βροχογράφο του Μαρκόπουλου. Από την στατιστική επεξεργασία που εκτελέστηκε έγινε η κατασκευή όμβριων καμπυλών για διάφορες περιόδους επαναφοράς, οι οποίες είναι ιδιαίτερα χρήσιμες στον υδρολογικό σχεδιασμό για έργα προστασίας των υδατικών πόρων. Στην συνέχεια έγινε ο υπολογισμός των γεωμετρικών χαρακτηριστικών των δύο υπολεκανών που μελετήθηκαν με την βοήθεια του σχεδιαστικού προγράμματος AutoCad 2009 και χάρτη της περιοχής σε κλίμακα 1:500.000. Επίσης, έγινε ο υπολογισμός του χρόνου συγκέντρωσης με βάση εμπειρικές εξισώσεις(πχ. εξίσωση του Giandotti), που χρησιμοποιούνται για φυσικές λεκάνες όπως αυτή του Ερασίνου, και με βάση αυτόν υπολογίστηκε ο χρόνος υστέρησης των λεκανών. Ακολούθησε ο υπολογισμός του αριθμού καμπύλης CN των δύο υπολεκανών και η επιλογή των μεθόδων για την πραγματοποίηση της προσομοίωσης πλημμύρας. Έτσι, για τις απώλειες βροχής επιλέχθηκε η μέθοδος SCS, για την μέθοδο μετατροπής το μοναδιαίο υδρογράφημα της SCS και για την βασική ροή η μέθοδος της υποχώρησης. Οι παράμετροι αυτών των μεθόδων έγιναν με βάση τα χαρακτηριστικά της κάθε υπολεκάνης αλλά και των γεωμετρικών χαρακτηριστικών που υπολογίστηκαν νωρίτερα. Η προσομοίωση έγινε με την εφαρμογή του υδρολογικού προγράμματος HEC-HMS, το οποίο έδωσε τα εκτιμώμενα μεγέθη πλημμύρας όπως την παροχή αιχμής, τον όγκο της πλημμύρας και τα υδρογραφήματα σχεδιασμού. Στην συνέχεια έγινε ανάλυση ευαισθησίας των αποτελεσμάτων των δύο υπολεκανών σε σχέση με τον αριθμό καμπύλης CN. Μελετήθηκε δηλαδή ποια θα είναι η μεταβολή στα πλημμυρικά μεγέθη των δύο λεκανών αν μεταβληθεί η υδρολογική τους απόκριση. Η ανάλυση ευαισθησίας έγινε και πάλι στο HEC-HMS το οποίο έδωσε τα νέα πλημμυρικά μεγέθη που προκύπτουν σε κάθε περίπτωση. Τέλος, δίνονται τα συμπεράσματα που προκύπτουν από τα αποτελέσματα που εξήχθησαν από το πρόγραμμα αλλά και οι δυσκολίες που προέκυψαν κατά την υπολογισμό των πλημμυρικών μεγεθών. Με βάση τα συμπεράσματα που αναφέρθηκαν προτείνονται μια σειρά από μέτρα τα οποία θα συμβάλλουν στην πρόληψη πλημμυρών καθώς και την μείωση της διακινδύνευσής πλημμύρας στην περιοχή.

The construction of the international airport of Athens, Attiki Odos and the Olympic facilities in the Εastern Attica and Mesogeia led to a rapid residential development in the region. However, the contributions made to both the construction of these projects and the reconstruction that followed disrupted the flow of streams and increased the risk of floods. In particular, Erasinos which is the study of this thesis is the recipient of the waters of the Attiki Odos and the airport which makes it necessary to study the hydrologic behavior. On this basis, the purpose of this study was to estimate the flood values and the sensitivity analysis of these values for Erasinos basin. The basin of Erasinos is located in Mesogeia near the Athens airport and extending over an area of 208 km2 around incurs many of municipalities in the region. In this project, area is split into two subbasins Erasinos upstream and St. George. Firstly rainfall data from Markopoulo station was studied. The construction of storm curves for different return periods was the result from this statistical analysis. These curves are particularly useful in hydrological planning of projects for protection of water resources. Next step was the calculation of geometrical characteristics of two sub-basins with AutoCad 2009 software and a map of the region on a scale 1:500.000. Furthermore, we calculated time of concentration with empirical equations like Giandotti equation, which are used for natural areas such as Erasinos, and based on that estimated time, lag time of the river was calculated. Then was the calculation of the curve number CN of both sub-basins and the choice of methods that would simulate the flood. Thus, the loss method that was chosen was SCS method, the method of transformation SCS unit hydrograph and the baseflow method, the method of recession. The parameters of these methods were based on the characteristics of each sub-basin and the geometrical characteristics calculated earlier. The simulation was done with the application of hydrologic program HEC-HMS, which gave the estimated size as the provision of flood peak, the volume of flood and design hydrographs. Then we analyzed the sensitivity of flood values for the two sub-basins based on curve number. The change in flood magnitudes of the two basins was studied, based on the change in the hydrologic soil type. The sensitivity analysis was done again in HEC-HMS which gave new flood sizes obtained in each case. Finally, conclusions are drawn from the results obtained from the program and the difficulties encountered in the calculation of flood sizes. Based on the findings reported proposed a series of measures which will help prevent flooding and reduce flood risk in the region.