Υδρολογική προσομοίωση της διευρυμένης πειραματικής λεκάνης της Ανατολικής Αττικής: ρέματα Ραφήνας και Λυκορέματος, με χρήση του μοντέλου HEC-HMS.

Abstract

Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας διερευνήθηκε και προσομοιώθηκε η υδρολογική συμπεριφορά υδρολογικής λεκάνης στην περιοχή της Ανατολικής Αττικής. Οι μεθοδολογίες που επιλέχθηκαν για την εκτίμηση των παραμέτρων σχετίζονται με τον όγκο και την ποιότητα των διαθέσιμων για κάθε περίπτωση δεδομένων, καθώς και τις ευκολίες των λογισμικών που χρησιμοποιήθηκαν. Η περιοχή μελέτης επιλέχθηκε, αρχικά, λόγω της διαθεσιμότητας δεδομένων βροχόπτωσεων και απορροών. Εμφανίζει επίσης ενδιαφέρον λόγω αυξανόμενης αστικοποίησης και προσφάτων γεγονότων πυρκαγιάς που έχουν επηρεάσει την επιφανειακή της απορροή. Σε περιβάλλον Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών πραγματοποιήθηκε ο μεγαλύτερος φόρτος της επεξεργασίας των δεδομένων, ενώ σε περιβάλλον HEC-HMS, ελεύθερα διαθέσιμου λογισμικού, στήθηκε, ρυθμίστηκε και επαληθεύθηκε το προσομοίωμα της υπό μελέτη λεκάνης απορροής, το οποίο έχει ήδη χρησιμοποιηθεί και σε άλλες μελέτες. Σε περιβάλλον ΣΓΠ έγινε εκτεταμένη χρήση της εργαλειοθήκης HEC-GeoHMS, που διευκολύνει τη μετάβαση σε περιβάλλον HEC-HMS. Και τα δύο λογισμικά αποδείχθηκαν αξιόπιστα και εξαιρετικά χρήσιμα για την επιτάχυνση των υπολογιστικών διαδικασιών, ιδιαίτερα σε περιπτώσεις όπου η προσέγγιση του αποτελέσματος γίνεται, ελλείψει εδραιωμένης μεθοδολογίας, με πολλαπλές δοκιμές. Η εργασία περιλαμβάνει εκτενή αναφορά στην επιλογή παραμέτρων κατά την εφαρμογή των λογισμικών, ιδιαίτερα σε σημεία όπου τα εγχειρίδια χρήσης δεν είναι ιδιαιτέρως βοηθητικά. Για την τελική προσομοίωση που πραγματοποιήθηκε, λήφθηκαν υπόψη φαινόμενα πυρκαγιάς και αστικοποίησης, και διαπιστώθηκε ότι τα αποτελέσματα του προσομοιώματος είναι λογικά. Η εργασία πραγματοποιήθηκε υπό το πρίσμα της εκτίμησης της πλημμυρικής επικινδυνότητας της περιοχής, και προς την κατεύθυνση κατάρτισης χαρτών πλημμυρικής επικινδυνότητας, χαρτών πλημμυρικής διακινδύνευσης και σχεδίων δράσης για την ελαχιστοποίηση των δυνητικών επιπτώσεων από πλημμυρικά φαινόμενα. Υπό την οπτική αυτή, ένα τμήμα της εργασίας αναφέρεται σε πιθανά μη κατασκευαστικά μέτρα που μπορούν να ενισχύσουν την ασφάλεια και το επίπεδο ζωής.

Due to increasing urbanization, forest fires, and flooding events occurring to many areas surrounding the city of Athens in the region of Attica, Greece, there is an interest to acquire and/or improve the knowledge of the hydrologic behaviour of their watersheds. This project deals with the hydrologic investigation and modelling of an extended experimental basin, upstream from the city of Rafina in Eastern Attica. The area faces increasing urbanization in a number of districts within the watershed, as well as at the city of Rafina itself, therefore baring an increasing risk of flooding, as well as of potential flooding impacts. Nonetheless, the area of the watershed is mainly covered by vegetation and cannot be considered urban. The hydrologic and meteorological characteristics of the basin are monitored by three distinct gauges networks, run by the Center of Hydrological Information of the National Technical University of Athens, one of which includes both rain and stage gauges. The methodology of the project is to a large extend determined by the amount of available data during the period that it was conducted, as well as the features of the software used (GIS and HEC-HMS). Well known and highly accepted methods are mainly chosen. The SCS method is criticized and, based on literature, alternatively applied. Four scenarios, that take into account urbanization and forest fire, were formulated for the final simulation runs of the model, that were conducted with a 150-year precipitation return period. The results of the model are reasonable, even though the calibration and verification of the model were based on single precipitation incidents, due to problems of the databases at the time that the project was in progress. The project was conducted with a clear goal to serve as a stepping stone towards the establishment of flood hazard and flood risk maps for the area, as well as the development of flood risk management plans. In that manner, a brief overview of non structural means towards the mitigation of flooding impacts is attempted.