Διερεύνηση λειτουργίας λογισμικών υδραυλικής προσομοίωσης στην εξέλιξη πλημμυρικής κατάκλυσης. Εφαρμογή στην πεδιάδα της Θεσσαλίας

Abstract

Η Οδηγία της Ευρωπαϊκής Ένωσης (2007/60/ΕΚ) για την αξιολόγηση και τη διαχείριση των κινδύνων πλημμύρας, ορίζει μια πλημμύρα ως τη προσωρινή κάλυψη εδάφους από νερό το οποίο, υπό φυσιολογικές συνθήκες, δεν καλύπτεται από νερό. Η αστική ανάπτυξη και οι ανθρώπινες δραστηριότητες όπως η γεωργία, η βιομηχανία και ο τουρισμός, συμβάλουν στην αύξηση της πιθανότητας των αρνητικών επιπτώσεων των πλημμυρών. Η μελέτη της υδραυλικής συμπεριφοράς των ποταμών κρίνεται σημαντική στη διαχείριση των κινδύνων πλημμύρας. Διερευνάται η συμπεριφορά τριών υδραυλικών μοντέλων διαφορετικού θεωρητικού υποβάθρου ανάλυσης: το μονοδιάστατo HEC-RAS και τα ψευδο-διδιάστατα LISFLOOD-FP και FLO-2D. Αυτά ελέγχονται και συγκρίνονται μεταξύ τους μέσω της εφαρμογής τους σε απλοποιημένες τοπογραφίες, όπου μεταβάλλεται η παροχή εισόδου, η κλίση εγκάρσιας και διαμήκους διατομής, η τραχύτητα και το μέγεθος του κυττάρου του κανάβου των μοντέλων. Επίσης, τα τρία αυτά μοντέλα εφαρμόζονται σε ένα πραγματικό πλημμυρικό επεισόδιο στην περιοχή της λεκάνης απορροής του π. Πηνειού στη δυτική πεδιάδα της Θεσσαλίας και βαθμονομούνται μέσω της αποτύπωσης ενός πραγματικού πλημμυρικού επεισοδίου, όπως καταγράφηκε μέσω δορυφόρου στην συγκεκριμένη περιοχή μελέτης. Οι παράμετροι εξόδου που μελετώνται είναι η έκταση της πλημμυρικής κατάκλυσης και το βάθος ροής στο σημείο εξόδου (έναντι της ταχύτητας ροής εξόδου). Επιπλέον πραγματοποιείται ανάλυση ευαισθησίας ώστε να προσδιοριστεί πως επηρεάζεται κάθε προσομοίωση από τη μεταβολή του συντελεστή τραχύτητας τόσο στο κανάλι, όσο και στα πλημμυρικά πεδία.

The 2007/60/EC Directive implementation by European Member States requires flood hazard and flood risk maps for low, medium (likely return period ≥100 years) and high flood probability. In this context, hydraulic models can be used to simulate flood events and map the resulting flooded areas. Particularly in this study, three models are used: 1D HEC-RAS and quasi-2D LISFLOOD-FP and FLO-2D. These are investigated in terms of input discharge, transverse and longitudinal topographic slope, roughness coefficient and model cell size. They are also compared to each other, based on applications using simplified topographies and scenarios and so leading to conclusions about their particularities and performance. Moreover, they are applied to a study area located at Thessaly, in central Greece. All three models are calibrated based on a recorded Landsat image flood event. The calibration parameters are the river and floodplain Manning’s coefficients as well as the river discharge.