Επίδραση των δασικών πυρκαγιών στο πλημμυρικό καθεστώς
λεκανών απορροής της Βόρειας Εύβοιας: Η περίπτωση του
Αχλαδορέματος

Χαλαστάνη, Μαγδαλινή; Chalastani, Magdalini

dc.contributor.author	Χαλαστάνη, Μαγδαλινή	el
dc.contributor.author	Chalastani, Magdalini	en
dc.date.accessioned	2023-01-24T08:54:47Z
dc.date.available	2023-01-24T08:54:47Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56861
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24559
dc.rights	Default License
dc.subject	Δασική πυρκαγιά	el
dc.subject	Πλημμυρικό καθεστώς	el
dc.subject	Λεκάνη απορροής	el
dc.subject	Βορεια Εύβοια	el
dc.subject	Μέθοδος SCS	el
dc.subject	Forest fire	en
dc.subject	River basin	en
dc.subject	Hydrological behaviour	en
dc.subject	North Evia	en
dc.subject	SCS method	en
dc.title	Επίδραση των δασικών πυρκαγιών στο πλημμυρικό καθεστώς λεκανών απορροής της Βόρειας Εύβοιας: Η περίπτωση του Αχλαδορέματος	el
dc.title	The effect that forest fires have with regard to the hydrological behaviour of a river basin in North Evia: the case of Achladorema	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υδατικοί Πόροι	el
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-10-24
heal.abstract	Στην παρούσα Διπλωματική Εργασία, μελετάται η επίδραση των πυρκαγιών της Βόρειας Εύβοιας, στο πλημμυρικό καθεστώς λεκανών απορροής και συγκεκριμένα, της λεκάνης του Αχλαδορέματος, που περνά από τα χωριά Κοτσικιά και Αχλάδι. Η ενασχόληση με τη επιλεγείσα περιοχή, δημιουργεί ανάμεικτα συναισθήματα, καθότι αυτή είναι τόπος στον οποίο έχω περάσει ένα σημαντικό κομμάτι της ζωής μου. Η καταστροφική πυρκαγιά που ξέσπασε τον Αύγουστο του 2021 στην Εύβοια, έκαψε χιλιάδες στρέμματα (508.800 στρέμματα) παρθένου δάσους που αφορούν το 1/3 της έκτασης ολόκληρου του νησιού. Μελετάται η επίδραση της πυρκαγιάς στην πλημμυρική παροχή, πολύ κοντά στο στόμιο εξόδου της λεκάνης που επιλέχτηκε. Για την εξαγωγή των αποτελεσμάτων, χρησιμοποιείται μια καταξιωμένη μεθοδολογία για τον καθορισμό της πλημμυρικής παροχής της λεκάνης πριν και μετά την πυρκαγιά. Πρώτος και κύριος παράγοντας μιας πλημμύρας σε καμμένη έκταση, είναι η απώλεια φυτοκάλυψης του εδάφους. Αυτό προκαλεί μείωση της κατακράτησης και αύξηση του περισσεύματος της βροχόπτωσης κάτι που έχει ως αποτέλεσμα την εμφάνιση μεγαλύτερης πλημμυρικής παροχής σε σχέση με εκείνη πριν την πυρκαγιά. Παράλληλα, η πυρκαγιά προκαλεί αύξηση της διάβρωσης του εδάφους, γεγονός που προκαλεί επίσης αύξηση πλημμυρικής παροχής. Η μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε για πριν την πυρκαγιά, χρησιμοποιήθηκε και για φαινόμενα μετά την πυρκαγιά ώστε να προκύψουν τα συμπεράσματα για τις πλημμυρικές παροχές. Το πρώτο στάδιο της γενικής μεθοδολογίας, αφορά την κατάρτιση των όμβριων καμπυλών για περίοδο επαναφοράς 50 έτη. Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν έτοιμες όμβριες καμπύλες. Η περίοδος επαναφοράς που επιλέχτηκε για την πραγματοποίηση των βασικών υπολογισμών και για την εξαγωγή των αποτελεσμάτων, είναι τα 50 έτη, η οποία αποτελεί τη συνηθέστερη επιλογή σε πολλές μελέτες υδρολογίας. Βάσει των όμβριων καμπύλων, εξήχθησαν τα υετογράμματα σχεδιασμού, με χρονικά βήματα 15 και 10 λεπτών. Εν συνεχεία, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος SCS, προκειμένου να μετατραπούν τα ύψη βροχόπτωσης σε περισσεύματα βροχόπτωσης. Χρησιμοποιήθηκε επίσης το αδιάστατο συνθετικό μοναδιαίο υδρογράφημα κατά SCS, το οποίο εκτιμήθηκε βάσει των γεωμετρικών και γεωμορφολογικών στοιχείων της λεκάνης. Τελικά, εξάγονται τα Υδρογραφήματα Άμεσης Απορροής για πριν και μετά την πυρκαγιά και γίνονται συγκρίσεις αυτών. Εκτός από τους υπολογισμούς που έγιναν, πραγματοποιήθηκε και μέτρηση πεδίου. Πραγματοποιήθηκε αναγνώριση της περιοχής και αυτή περπατήθηκε κατά μήκος του ρέματος. Εν συνεχεία, κοντά στην απόληξη του Αχλαδορέματος, έγιναν κάποιες μετρήσεις. Οι μετρήσεις αφορούσαν βάθος και πλάτος ποταμού καθώς και ταχύτητα ροής. Πιο συγκεκριμένα, μετρήθηκε το ύψος της μέγιστης στάθμης εκείνη την στιγμή (16 Απριλίου) και προσδιορίστηκε από μαρτυρίες κατοίκων και το ύψος της στάθμης κατά το πλημμυρικό γεγονός στις 2 Απριλίου. Παράλληλα, μετρήθηκε και το πλάτος του ποταμού και λήφθηκε και μια μέτρηση προσεγγιστικά, σχετικά για την ταχύτητα ροής του ρέματος. Όλα αυτά σε συνδυασμό και με άλλα δεδομένα, εισήχθησαν στην εξίσωση του Manning, από την οποία εξήχθησαν συμπεράσματα για τα πλημμυρικα γεγονότα μετά την πυρκαγιά όπως αυτά αναλύονται στα επόμενα υποκεφάλαια. Ο σκοπός αυτής της μέτρησης πεδίου, ήταν η όσο το δυνατόν καλύτερη προσομοίωση των συνθηκών που επικρατούσαν στη λεκάνη (μετά την πυρκαγιά) σε πλημμυρικό γεγονός. Προσδιορίστηκε η παροχή αιχμής μετά την πυρκαγιά, η οποία συγκρίθηκε με την παροχή αιχμής πριν την πυρκαγιά. v Η ανάλυση, επιλέχθηκε να γίνει με αδρομερή προσέγγιση, μιας και όλη η έκταση της συγκεκριμένης λεκάνης είναι καμένη, οπότε θεωρήθηκε ως μια χωρική ενότητα, χωρίς διαφορές χαρακτηριστικών σε διάφορες εκτάσεις. Η υπολογισμοί πραγματοποιήθηκαν στο λογισμικό Excel. Όσον αφορά τα γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά της λεκάνης του Αχλαδορέματος, η ανάλυση και η εξαγωγή πληροφοριών, έγινε μέσω του λογισμικού QGIS. Σε αυτό, αφού έγινε γεωαναφορά όλων των απαραίτητων χαρτών κλίμακας 1:50000, εξήχθησαν πληροφορίες όπως: το υδρογραφικό δίκτυο, οι ισοϋψείς, οι λεκάνες απορροής, υδροκρίτες, αποτυπώσεις καμμένων εκτάσεων, και μετρήσεις των απαραίτητων μηκών και εμβαδών. Βάσει των αποτελεσμάτων, η επίδραση της καταστροφικής πυρκαγιάς στη Βόρεια Εύβοια, επέδρασε σημαντικά στο πλημμυρικό καθεστώς της λεκάνης που μελετάται. Όπως προέκυψε από τις συγκρίσεις που έγιναν, η πλημμυρική παροχή μετά την πυρκαγιά, αυξάνεται κατά 77% σε σχέση με αυτή που υπολογίστηκε πριν την πυρκαγιά στην ίδια λεκάνη απορροής. Οι παραπάνω υπολογισµοί πραγµατοποιήθηκαν και για άλλες περιόδους επαναφοράς (Τ=5-10000) και το συµπέρασµα που προκύπτει είναι ότι η ποσοστιαία αύξηση της πληµµυρικής αιχµής είναι περίπου αντιστρόφως ανάλογη µε την περίοδο επαναφοράς.	el
heal.abstract	The purpose of this study is the evaluation of the devastating effect that forest fires have with regard to the hydrological behaviour of a river basin. Motivated by the recent fires in North Evia in August 2021, we investigate the torrent of Achladorema, which is located in Kotsikias, North Evia, Greece. The devastating fire, burned thousands of stremmas (508.800) of virgin forest, which was covering approximately one third of the entire island. For this purpose, a widely accepted methodology is being used (after some modifications) for defining the basin’s flood peak discharge before and after the fires. The first and main factor for a flood in a burned area is the loss of vegetation land cover. This causes the reduction of retention and the increase of excess rainfall depths, higher flood discharge compared with those of the period before the fire. At the same time, the fire causes an increase in soil erosion, which also leads to a further increase in flood peak discharge. The first stage of the general methodology, concerns the construction of the IDF curves for return period T = 50 years. Second, rainfall depths are transformed into excess rainfall depths via the SCS method. Third, a unit hydrograph is constructed based on the dimensionless unit hydrograph proposed by SCS. The necessary morphometric information of the basin results from processing geographical information within GIS. Fourth, the direct runoff hydrograph is derived and the total discharge hydrograph is obtained by assuming negligible baseflow which is realistic for the test basin. The parameter known as the curve number (CN) plays a crucial role in the above modelling process. Particular attention is paid to the antecedent moisture condition (AMC) and, where needed, CN is modified. For the lumped approach, the above classical methodology was applied as follows: the flood peak discharge is estimated for the design event with a return period T = 50 years before the fire with time step 15’ and 10’ . In addition, the flood stage was measured for a significant rainfall event after the fire (in April 2022) and the flood peak discharge at the outlet after the fire was estimated based on the Manning formula. The curve number (CN) value was taken by the study of Lymberopoulos (2008). The study basin was considered as a single homogenous spatial entity, since the entire area of the specific basin was burned and differences in characteristics for various sub-areas had no meaning. Calculations were performed in Excel software. For the geomorphological characteristics of the Achladorema basin, the analysis and extraction of spatial information was done within QGIS software. The first step was georeferencing all the necessary maps at a scale of 1:50000 and the extraction of information such as: the hydrographic network, contour lines and polygons of burned areas. Based on the results, the impact of the devastating fire in North Evia, significantly affected the hydrological behaviour of the study river basin. As it emerged from the comparisons made, the flood discharge after the fires increases by 18% compared to that calculated before the fires. The above calculations for T = 50 years were also carried out for the remaining return periods that we mentioned previously and the resulting conclusion is that the percentage of increase of the flood peak is roughly inversely proportional to the return period. Finally, all the tasted cases are compared to each other.	en
heal.abstract	The purpose of this study is the evaluation of the devastating effect that forest fires have with regard to the hydrological behaviour of a river basin. Motivated by the recent fires in North Evia in August 2021, we investigate the torrent of Achladorema, which is located in Kotsikias, North Evia, Greece. The devastating fire, burned thousands of stremmas (508.800) of virgin forest, which was covering approximately one third of the entire island. For this purpose, a widely accepted methodology is being used (after some modifications) for defining the basin’s flood peak discharge before and after the fires. The first and main factor for a flood in a burned area is the loss of vegetation land cover. This causes the reduction of retention and the increase of excess rainfall depths, higher flood discharge compared with those of the period before the fire. At the same time, the fire causes an increase in soil erosion, which also leads to a further increase in flood peak discharge. The first stage of the general methodology, concerns the construction of the IDF curves for return period T = 50 years. Second, rainfall depths are transformed into excess rainfall depths via the SCS method. Third, a unit hydrograph is constructed based on the dimensionless unit hydrograph proposed by SCS. The necessary morphometric information of the basin results from processing geographical information within GIS. Fourth, the direct runoff hydrograph is derived and the total discharge hydrograph is obtained by assuming negligible baseflow which is realistic for the test basin. The parameter known as the curve number (CN) plays a crucial role in the above modelling process. Particular attention is paid to the antecedent moisture condition (AMC) and, where needed, CN is modified. For the lumped approach, the above classical methodology was applied as follows: the flood peak discharge is estimated for the design event with a return period T = 50 years before the fire with time step 15’ and 10’ . In addition, the flood stage was measured for a significant rainfall event after the fire (in April 2022) and the flood peak discharge at the outlet after the fire was estimated based on the Manning formula. The curve number (CN) value was taken by the study of Lymberopoulos (2008). The study basin was considered as a single homogenous spatial entity, since the entire area of the specific basin was burned and differences in characteristics for various sub-areas had no meaning. Calculations were performed in Excel software. For the geomorphological characteristics of the Achladorema basin, the analysis and extraction of spatial information was done within QGIS software. The first step was georeferencing all the necessary maps at a scale of 1:50000 and the extraction of information such as: the hydrographic network, contour lines and polygons of burned areas. Based on the results, the impact of the devastating fire in North Evia, significantly affected the hydrological behaviour of the study river basin. As it emerged from the comparisons made, the flood discharge after the fires increases by 18% compared to that calculated before the fires. The above calculations for T = 50 years were also carried out for the remaining return periods that we mentioned previously and the resulting conclusion is that the percentage of increase of the flood peak is roughly inversely proportional to the return period. Finally, all the tasted cases are compared to each other	en
heal.advisorName	Ναλμπάντης, Ιωάννης	el
heal.advisorName	Nalbantis, Ioannis	en
heal.committeeMemberName	Βαγγέλης, Χαρίλαος	el
heal.committeeMemberName	Τσιχριντζής, Βασίλειος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών. Τομέας Έργων Υποδομής και Αγροτικής Ανάπτυξης. Εργαστήριο Εγγειοβελτιωτικών Έργων και Διαχείρισης Υδατικών Πόρων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	88 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false