Διερεύνηση της αστοχίας φραγμάτων κατά την καταιγίδα Daniel στην Ντέρνα, Λιβύη

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο τη διερεύνηση και τη δισδιά στατη υδραυλική προσομοίωση της καταστροφικής πλημμύρας που έπληξε την πόλη Ντέρνα (Derna) της Λιβύης τον Σεπτέμβριο του 2023, κατά τη διάρκεια της ακραίας καταιγίδας Daniel. Τα ακραία ύψη βροχόπτωσης στη διάρκεια ενός εικοσιτετράωρού προκάλεσαν ακραίες πλημμυρικές παροχές στη λεκάνη απορροής του Wadi Derna, ο δηγώντας στην αλυσιδωτή θραύση των δύο χωμάτινων φραγμάτων (Bu Mansour και Al Bilad) και, τελικά, στην ολοκληρωτική κατάκλυση του κατάντη αστικού ιστού με πολλές ανθρώπινες και υλικές απώλειες. Βασικός σκοπός της έρευνας είναι η κατανό ηση της δυναμικής του πλημμυρικού κύματος και η αποτύπωση των επιπτώσεων της αστοχίας μέσω προηγμένων υπολογιστικών εργαλείων. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε η επεξεργασία ψηφιακών μοντέλων εδάφους (DEM) και η οριοθέτηση της λεκάνης α πορροής στο περιβάλλον Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (QGIS). Στη συνέ χεια, αναπτύχθηκε ένα λεπτομερές υδραυλικό μοντέλο στο λογισμικό HEC-RAS 2D, ενσωματώνοντας τη μεθοδολογία άμεσης βροχόπτωσης (Rain-on-Grid). Στο πλαίσιο της μελέτης εκτελέστηκαν και αναλύθηκαν πέντε διαφορετικά σενάρια προσομοίωσης, με στόχο να διερευνηθεί η συμπεριφορά του συστήματος υπό μεταβαλλόμενες συνθή κες. Ειδικότερα, εξετάστηκε η επιρροή του ρυθμού ανάπτυξης του ρήγματος (Γραμ μική έναντι Ημιτονοειδούς εξέλιξης), αξιολογήθηκε η ικανότητα ανάσχεσης των έργων (βάσει της αρχικής πλήρωσης των ταμιευτήρων), και αναλύθηκε ο μηχανισμός ενερ γοποίησης της θραύσης (βάσει υψομέτρου στάθμης έναντι χρονικού προγραμματι σμού). Η συγκριτική αξιολόγηση ανέδειξε ότι η έκταση της κατάκλυσης καθορίζεται πρωτίστως από τον συνολικό απελευθερούμενο όγκο νερού και ελάχιστα από τον ρυθμό ανάπτυξης του ρήγματος. Ως κρισιμότερη παράμετρος αναδείχθηκε η απώλεια της ικανότητας ανάσχεσης του κατάντη έργου. Το δυσμενέστερο σενάριο προέκυψε όταν η ενεργοποίηση της θραύσης έγινε βάσει χρόνου, με αποτέλεσμα το ανάντη φράγμα (Bu Mansour) να αστοχήσει έχοντας φτάσει στο 100% της χωρητικότητάς του. Υπό αυτές τις συνθήκες, η σειρά της καταστροφής αντιστράφηκε, με το κατάντη φράγμα να καταρρέει πρώτο και το ανάντη να ακολουθεί έπειτα από μισή ώρα. Η αλ ληλουχία αυτή άφησε την κοίτη χωρίς καμία δυνατότητα ανάσχεσης και οδήγησε στη δημιουργία μιας χαρακτηριστικής διπλής αιχμής στο υδρογράφημα, διαμορφώνοντας μια αρχικώς παραπλανητική εικόνα της πλημμύρας πριν την άφιξη του σαρωτικού, κύ ριου κύματος. Από την επίλυση του μοντέλου παρήχθησαν χάρτες επικινδυνότητας (βάθους, ταχύτητας, ροής ορμής), οι οποίοι κατατάσσουν την πλειονότητα της πόλης σε ζώνη υψηλού κινδύνου. Συμπερασματικά, η εργασία υπογραμμίζει την αναγκαιό τητα διαρκούς ελέγχου και τακτικής συντήρησης των χωμάτινων φραγμάτων, και θέτει το υδραυλικό υπόβαθρο για τη μελλοντική σύζευξη των δεδομένων με λογισμικά προ σομοίωσης εκκένωσης πληθυσμού, με στόχο την ουσιαστική ενίσχυση των τοπικών σχεδίων Πολιτικής Προστασίας.