Ανάλυση αβεβαιότητας των παραμέτρων πλημμυρικής διόδευσης - Εφαρμογή στον ποταμό Πηνειό

Η πρόβλεψη των πλημμυρών και η εκτίμηση των επιπτώσεών τους αποτελεί ένα επιστημονικό θέμα ύψιστης σημασίας, που εκτείνεται πάνω στις μετεωρολογικές, υδρολογικές, υδραυλικές,περιβαλλοντικές επιστήμες και των συναφών τους τεχνολογιών. Η οδηγία της Ε.Ε. 2007/60 σχετικά με την αξιολόγηση και τη διαχείριση των κινδύνων πλημμύρας απαιτεί τη θέσπιση χαρτών επικινδυνότητας και κινδύνων πλημμύρας από τα Κράτη μέλη της που προσδιορίζουν τις πιθανές δυσμενείς συνέπειες για την ανθρώπινη υγεία, το περιβάλλον, την πολιτιστική κληρονομιά και τις οικονομικές δραστηριότητες. Αυτά θα πρέπει να συνοδεύονται από μέτρα για τη διαχείριση των πλημμυρών και την άμβλυνση της συχνότητας των πιθανών καταστροφών από αυτές. Ωστόσο,η δυναμική των πλημμυρών επηρεάζεται από διάφορους αστάθμητους παράγοντες όπως η κλιματική μεταβλητότητα,οι υδρομορφολογικές συνθήκες, η εκάστοτε χρήση γης της περιοχής μελέτης καθώς και οι δημογραφικές της αλλαγές. Περιλαμβάνει, δηλαδή, μεγάλο ποσοστό αβεβαιότητας ειδικά όταν αυτή προέρχεται από υποθέσεις μοντελοποίησης και απλουστεύσεις. Συνήθως, η μοντελοποίηση των πλημμυρών περιλαμβάνει δύο μέρη, την υδρολογική προσομοίωση, η οποία ποσοτικοποιεί το μέγεθος, τη διάρκεια και την πιθανότητα εκδήλωσης πλημμύρας και την υδραυλική προσομοίωση, χρησιμοποιώντας τη διόδευση των κυμάτων πλημμύρας στο κανάλι του ποταμού και τη χαρτογράφηση των περιοχών που πλημμυρίζουν. Η αβεβαιότητα είναι παρούσα σε πολλές πτυχές της παραπάνω προσέγγισης, συμπεριλαμβάνοντας τη δομή του μοντέλου, τις παραμέτρους, τις συνοριακές συνθήκες και τα δεδομένα εισόδου. Μερικές από αυτές τις αβεβαιότητες σε μεγάλες ακόμη και σε μικρές λεκάνες συνήθως αγνοούνται. Στις περισσότερες εφαρμογές τα μοντέλα των πλημμυρών θεωρούνται ως πλήρως ντετερμινιστικά εργαλεία στα οποία η μοναδική έκφραση της αβεβαιότητας είναι η περίοδος επαναφοράς. Συνεπώς, οι χάρτες επικινδυνότητας που εξάγονται από τα υδραυλικά μοντέλα προσομοίωσης περιέχουν πολλές αβεβαιότητες στη δομή, στα δεδομένα και στις παραμέτρους. Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία, επικεντρωνόμαστε στην αβεβαιότητα που προέρχεται από τις παραμέτρους του ποταμού, δηλαδή από τη γεωμετρία του καναλιού και το συντελεστή τραχύτητας Manning, που στις περισσότερες προσομοιώσεις λαμβάνονταιως σταθεροί ή με ομοιόμορφη κατανομή πιθανότητας, κάτι που φαίνεται να μην ισχύει στην πραγματικότητα. Βασιζόμενοι σε μια Monte Carlo προσέγγιση, πραγματοποιούμε μια εκτεταμένη ανάλυση αβεβαιότητας με ταυτόχρονη μεταβολή του βάθους του καναλιού, του πλάτους καθώς και του συντελεστή τραχύτητας. Μέσα από τη βιβλιογραφική ανασκόπηση που πραγματοποιήθηκε ότι η αβεβαιότητα που προέρχεται από πηγές που σχετίζονται με το ποτάμι, τον κύριο αγωγό της ορμής, είναι αρκετά μεγάλη, ειδικά σε περιπτώσεις περιορισμένων μετρήσεων ή ανεπαρκών πληροφοριών σχετικά με τη γεωμετρία του ποταμού και το υλικό της επιφάνειας. Αξίζει να σημειωθεί ότι από την ανάλυσης αβεβαιότητας σύμφωνα με τις βιβλιογραφικές αναφορές, προέκυψε ότι η παροχή φαίνεται να παρουσιάζει μακροπρόθεσμη εμμονή. Με αυτό το τρόπο στοχεύουμε στην ανάπτυξη ενός γενικευμένου στοχαστικού πλαισίου για την εκτίμηση της αβεβαιότητας που προκύπτει από τις παραμέτρους του ποταμού, καθώς μια τέτοια ολοκληρωμένη προσέγγιση θα εξασφαλίσει πιο συνεπείς εκτιμήσεις του συνολικού κινδύνου πλημμύρας και του σχετικού εύρους διακύμανσης των χαρτών πλημμύρας, ειδικά για τις περιπτώσεις που υπάρχουν ελλείψεις μετρήσεων ή μετρήσεις με μεγάλη αβεβαιότητα (τοπογραφικές) αλλά και θα επιτρέψει τη καλύτερη εκτίμηση των οικονομικών ζημιών που προέρχονται από αυτές.