| _version_ |
1828461705793896448
|
| author |
Παπαγιάννης, Κωνσταντίνος
|
| author2 |
Τζωράκη, Ουρανία
|
| author_facet |
Τζωράκη, Ουρανία
Παπαγιάννης, Κωνσταντίνος
|
| author_sort |
Παπαγιάννης, Κωνσταντίνος
|
| collection |
DSpace
|
| description |
Στην παρούσα διπλωματική εργασία περιγράφεται η ανάπτυξη μεθοδολογίας για την εκτίμηση πλημμυρικού κίνδυνου, μέσω των διαδικασιών ανάλυσης των μετεωρολογικών δεδομένων και της υδραυλικής προσομοίωσης των υδατορευμάτων, με τελικό στόχο την χωρική ανάλυση του πλημμυρικού κινδύνου και την εξαγωγή συμπερασμάτων ως προς την εναπόθεση φερτών υλών στην εκβολή του ποταμού.
Η περιοχή μελέτης της διπλωματικής εργασίας είναι η λεκάνη απορροής της Ερεσού της Λέσβου. Βρίσκεται στο νοτιοδυτικό (ΝΔ) τμήμα της Νήσου Λέσβου σε απόσταση 52 km από την πρωτεύουσα την Νήσου, τη Μυτιλήνη. Η λεκάνη απορροής είναι της τάξης των 57km2, τα 26 εκ των οποίων αποστραγγίζονται μέσω του χειμάρρου Χαλάνδρα στο φράγμα της Ερεσού (χωρητικότητας 2.76 Mm3). Σε ενδιάμεσα τμήματα του ποταμού, καθώς και στις εκβολές παρατηρούνται έντονα πλημμυρικά επεισόδια, ενώ η παραλία της Ερεσού όπου εκβάλει ο ποταμός παρουσιάζει αρνητικό ιζηματικό ισοζύγιο. Οπότε μελετήθηκαν τα πλημμυρικά χαρακτηριστικά και η στερεομεταφορά για τους κύριους παραποτάμους: α) της Χαλάνδρας και β) του Καρασαρή, τα οποία παίζουν σημαντικό ρόλο στην απορροή και στην εναπόθεση φερτών υλών στην παραλία της Ερεσού.
Η υδρολογική ανάλυση της λεκάνης απορροής έγινε μέσω της ανάλυσης των μετεωρολογικών παραμέτρων για την εξαγωγή της όμβριας καμπύλης και την ορθολογική μέθοδο για τον υπολογισμό της επιφανειακής απορροής. Για την υδραυλική προσομοίωση χρησιμοποιήθηκε το υπολογιστικό πρόγραμμα HEC-RAS. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε η συλλογή δεδομένων, δηλαδή α) συγκεντρώθηκαν οι χρονοσειρές βροχομετρικών παρατηρήσεων β) συλλέχθηκαν ιζήματα (σύνολο 6 δείγματα, σε δειγματοληψία στις 5 Δεκεμβρίου 2015) για τον προσδιορισμό της κοκκομετρικής σύστασης της κοίτης του ποταμού, καθώς και (γ) έγιναν επί τόπου μετρήσεις για την απόκτηση υψηλής ανάλυσης τοπογραφικά δεδομένα της κοίτης με γεωδαιτικό GPS. Η ανάλυση των βροχομετρικών δεδομένων οδήγησε στην εξαγωγή της «όμβριας καμπύλης» της περιοχής μελέτης. Στη συνέχεια με την βοήθεια της ορθολογικής μεθόδου υπολογίσθηκε το πλημμυρικό γεγονός για τις τρείς περιόδους επαναφοράς (20, 100 και 500 έτη) για αντίστοιχες παροχές 28.02, 42.64, 64.88 (m3/s) (για το τελικό τμήμα του ποταμού). Οι επιτόπιες τοπογραφικές μετρήσεις βοήθησαν στο να συμπληρωθούν τα δεδομένα εισόδου, συνολικά για 36 διατομές (18 και 16 για τους ποταμούς Χαλάνδρα και Καρασαρή αντίστοιχα), τα οποία είναι απαραίτητα για να γίνει η προσομοίωση με το μοντέλο HEC-RAS. Κατόπιν έγινε η προσομοίωση για την ανάλυση των χαρακτηριστικών των πλημμυρικών γεγονότων (μέσω της επίλυσης των εξισώσεων διατήρησης της ενέργειας και της ορμής, Manning, κρίσιμου βάθος κτλ), της, διάβρωσης και της μεταφοράς των φερτών υλών (sediment analysis) για τις τρεις προαναφερθέντες περιόδους επαναφοράς.
Tα αποτελέσματα από την υδραυλική ανάλύση δείχνουν ότι κατά κύριο λόγο ο ποταμός Χαλάνδρα παρουσιάζει ήρεμη/ποτάμια ροή, με τιμές του αριθμού Froude να είναι μικρότερες της μονάδας. Αντιθέτως, σε συγκεκριμένες διατομές του ποταμού Καρασαρή (στενή γέφυρα στο άνω μέρος και στενός δρόμος) καθώς και στο σημείο συμβολής των δύο ποταμών παρατηρούνται τιμές του αριθμού Froude κοντά στη μονάδα (1). Στις θέσεις αυτές γεγονότα βροχόπτωσης με μικρή περίοδο επαναφοράς οδηγούν σε πλημμυρικά γεγονότα. Όσον αφορά στη διάβρωση, τη μεταφορά και εναπόθεση ιζήματος, ακόμα και με απορροή μικρής περιόδου επαναφοράς (Τ) ίση με 20yr παρατηρείται εναπόθεση φερτών υλών, ποσότητας περίπου 0.12 tons η οποία αυξάνεται ανάλογα με την αύξηση της παροχής. Επί προσθέτως, σημαντικό στοιχείο που προκύπτει εκ των συμπερασμάτων, αποτελεί ότι τελικά τα υδατορεύματα επηρεάζουν σημαντικά τις μορφοδυναμικές διεργασίες της παραλίας της Ερεσού.
|
| id |
oai:hellanicus.lib.aegean.gr:11610-18902
|
| institution |
Hellanicus
|
| language |
el_GR
|
| publishDate |
2019
|
| record_format |
dspace
|
| spelling |
oai:hellanicus.lib.aegean.gr:11610-189022024-04-24T07:38:58Z Ανάλυση πλημμυρικού κινδύνου λεκάνης απορροής με τη χρήση του υδρολογικού μοντέλου HEC-RAS: περίπτωση Ερεσού Λέσβου Παπαγιάννης, Κωνσταντίνος Τζωράκη, Ουρανία λεκάνη απορροής πλημμύρα υδρολογία υδρολογικό μοντέλο ερεσός λέσβος φράγμα ερεσού ορθολογική μέθοδος Χαλάνδρα Όμβριες καμπύλες διάβρωση παραλίας Ερεσού hec-ras hydraulic simulation beach morphodynamics river basin flood risk Watersheds Hydrologic models Rivers Eresos (Greece) Στην παρούσα διπλωματική εργασία περιγράφεται η ανάπτυξη μεθοδολογίας για την εκτίμηση πλημμυρικού κίνδυνου, μέσω των διαδικασιών ανάλυσης των μετεωρολογικών δεδομένων και της υδραυλικής προσομοίωσης των υδατορευμάτων, με τελικό στόχο την χωρική ανάλυση του πλημμυρικού κινδύνου και την εξαγωγή συμπερασμάτων ως προς την εναπόθεση φερτών υλών στην εκβολή του ποταμού. Η περιοχή μελέτης της διπλωματικής εργασίας είναι η λεκάνη απορροής της Ερεσού της Λέσβου. Βρίσκεται στο νοτιοδυτικό (ΝΔ) τμήμα της Νήσου Λέσβου σε απόσταση 52 km από την πρωτεύουσα την Νήσου, τη Μυτιλήνη. Η λεκάνη απορροής είναι της τάξης των 57km2, τα 26 εκ των οποίων αποστραγγίζονται μέσω του χειμάρρου Χαλάνδρα στο φράγμα της Ερεσού (χωρητικότητας 2.76 Mm3). Σε ενδιάμεσα τμήματα του ποταμού, καθώς και στις εκβολές παρατηρούνται έντονα πλημμυρικά επεισόδια, ενώ η παραλία της Ερεσού όπου εκβάλει ο ποταμός παρουσιάζει αρνητικό ιζηματικό ισοζύγιο. Οπότε μελετήθηκαν τα πλημμυρικά χαρακτηριστικά και η στερεομεταφορά για τους κύριους παραποτάμους: α) της Χαλάνδρας και β) του Καρασαρή, τα οποία παίζουν σημαντικό ρόλο στην απορροή και στην εναπόθεση φερτών υλών στην παραλία της Ερεσού. Η υδρολογική ανάλυση της λεκάνης απορροής έγινε μέσω της ανάλυσης των μετεωρολογικών παραμέτρων για την εξαγωγή της όμβριας καμπύλης και την ορθολογική μέθοδο για τον υπολογισμό της επιφανειακής απορροής. Για την υδραυλική προσομοίωση χρησιμοποιήθηκε το υπολογιστικό πρόγραμμα HEC-RAS. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε η συλλογή δεδομένων, δηλαδή α) συγκεντρώθηκαν οι χρονοσειρές βροχομετρικών παρατηρήσεων β) συλλέχθηκαν ιζήματα (σύνολο 6 δείγματα, σε δειγματοληψία στις 5 Δεκεμβρίου 2015) για τον προσδιορισμό της κοκκομετρικής σύστασης της κοίτης του ποταμού, καθώς και (γ) έγιναν επί τόπου μετρήσεις για την απόκτηση υψηλής ανάλυσης τοπογραφικά δεδομένα της κοίτης με γεωδαιτικό GPS. Η ανάλυση των βροχομετρικών δεδομένων οδήγησε στην εξαγωγή της «όμβριας καμπύλης» της περιοχής μελέτης. Στη συνέχεια με την βοήθεια της ορθολογικής μεθόδου υπολογίσθηκε το πλημμυρικό γεγονός για τις τρείς περιόδους επαναφοράς (20, 100 και 500 έτη) για αντίστοιχες παροχές 28.02, 42.64, 64.88 (m3/s) (για το τελικό τμήμα του ποταμού). Οι επιτόπιες τοπογραφικές μετρήσεις βοήθησαν στο να συμπληρωθούν τα δεδομένα εισόδου, συνολικά για 36 διατομές (18 και 16 για τους ποταμούς Χαλάνδρα και Καρασαρή αντίστοιχα), τα οποία είναι απαραίτητα για να γίνει η προσομοίωση με το μοντέλο HEC-RAS. Κατόπιν έγινε η προσομοίωση για την ανάλυση των χαρακτηριστικών των πλημμυρικών γεγονότων (μέσω της επίλυσης των εξισώσεων διατήρησης της ενέργειας και της ορμής, Manning, κρίσιμου βάθος κτλ), της, διάβρωσης και της μεταφοράς των φερτών υλών (sediment analysis) για τις τρεις προαναφερθέντες περιόδους επαναφοράς. Tα αποτελέσματα από την υδραυλική ανάλύση δείχνουν ότι κατά κύριο λόγο ο ποταμός Χαλάνδρα παρουσιάζει ήρεμη/ποτάμια ροή, με τιμές του αριθμού Froude να είναι μικρότερες της μονάδας. Αντιθέτως, σε συγκεκριμένες διατομές του ποταμού Καρασαρή (στενή γέφυρα στο άνω μέρος και στενός δρόμος) καθώς και στο σημείο συμβολής των δύο ποταμών παρατηρούνται τιμές του αριθμού Froude κοντά στη μονάδα (1). Στις θέσεις αυτές γεγονότα βροχόπτωσης με μικρή περίοδο επαναφοράς οδηγούν σε πλημμυρικά γεγονότα. Όσον αφορά στη διάβρωση, τη μεταφορά και εναπόθεση ιζήματος, ακόμα και με απορροή μικρής περιόδου επαναφοράς (Τ) ίση με 20yr παρατηρείται εναπόθεση φερτών υλών, ποσότητας περίπου 0.12 tons η οποία αυξάνεται ανάλογα με την αύξηση της παροχής. Επί προσθέτως, σημαντικό στοιχείο που προκύπτει εκ των συμπερασμάτων, αποτελεί ότι τελικά τα υδατορεύματα επηρεάζουν σημαντικά τις μορφοδυναμικές διεργασίες της παραλίας της Ερεσού. This thesis describes the development of a methodology for assessing flood risk, through the meteorological data analysis and hydraulic simulation of watercourse, leading to the spatial analysis of flood risk and the erosion and deposition of sediments. The study area is the drainage area of Eressos river, in Lesvos. Located in the southwest (SW) part of the island of Lesvos at a distance of 52 km from the capital of the island, Mytilene. The drainage basin of Eressos is of the order of about 57km2, 26 of which are drained through Halandra stream to the Eressos reservoir (total capacity 2.76 Mm3). Specific hydrological problems of the basin are (a) flood events in some parts of the river and (b) the Eressos beach shows a negative sedimentary balance. Thus, this study focuses on the flood and sediment transport analysis of the main tributaries: the Karasaris and Halandra streams.. The hydrological analysis of the basin includes (a) the analysis of the meteorological parameters to export the IDF (Intensity, Durantion, Frequency) curves, (b) the rational method to estimate runoff and (c) the hydraulic simulation by the use of the the computational HEC-RAS program. A field campaign was conducted to collect sediment samples (6 samples in total, December 2015) to determine the grain size composition of the river bed and to acquire high-resolution topographic data of the river bed (using geodetic GPS equipment ). By the use of the rational method, the flood events of 28.02, 42.64, 64.88 (m3/s) (for the lower part of the river) corresponding to three return periods (20, 100 and 500 years)were estimated. The topographic measurements were used to add36 sections in total into the HEC-RAS project (18 for Halandra and 16 Karasaris rivers).Finally, the three flood events were simulated (by solving the conservation equations of energy and momentum, Manning, critical depth, etc.), the erosion and transport of sediment (sediment analysis). The results from the hydraulic analysis show that the Halandra stream experiences calm/river flow, with the Froude number values counting below the unit (1). In contrary, in certain sections of the river Karasari (narrow bridge at the top and narrow road) and also in the junction point of the two streams the values of the Froude number are close to one (1). In these particular sections rainfall events with short return period lead to serious flood events. Regarding the erosion, even events of short runoff return period (T) equal to 20yr, cause sediment deposition around 0.12 tons, in the lower part of Chalandra river It is concluded that the river system affects the morphodynamics processes of Eressos beach. 2019-07-16T05:14:27Z 2019-07-16T05:14:27Z 2016-06 https://catalog.lib.aegean.gr/iguana/www.main.cls?surl=search&p=ed763fb5-024d-4d04-a952-e71cbf110eaa#recordId=1.118740 http://hdl.handle.net/11610/18902 el_GR Attribution-NoDerivatives 4.0 Διεθνές http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/ 197 σ. application/pdf Μυτιλήνη
|
| spellingShingle |
λεκάνη απορροής
πλημμύρα
υδρολογία
υδρολογικό μοντέλο
ερεσός
λέσβος
φράγμα ερεσού
ορθολογική μέθοδος
Χαλάνδρα
Όμβριες καμπύλες
διάβρωση παραλίας Ερεσού
hec-ras
hydraulic simulation
beach morphodynamics
river basin
flood risk
Watersheds
Hydrologic models
Rivers
Eresos (Greece)
Παπαγιάννης, Κωνσταντίνος
Ανάλυση πλημμυρικού κινδύνου λεκάνης απορροής με τη χρήση του υδρολογικού μοντέλου HEC-RAS: περίπτωση Ερεσού Λέσβου
|
| title |
Ανάλυση πλημμυρικού κινδύνου λεκάνης απορροής με τη χρήση του υδρολογικού μοντέλου HEC-RAS: περίπτωση Ερεσού Λέσβου
|
| title_full |
Ανάλυση πλημμυρικού κινδύνου λεκάνης απορροής με τη χρήση του υδρολογικού μοντέλου HEC-RAS: περίπτωση Ερεσού Λέσβου
|
| title_fullStr |
Ανάλυση πλημμυρικού κινδύνου λεκάνης απορροής με τη χρήση του υδρολογικού μοντέλου HEC-RAS: περίπτωση Ερεσού Λέσβου
|
| title_full_unstemmed |
Ανάλυση πλημμυρικού κινδύνου λεκάνης απορροής με τη χρήση του υδρολογικού μοντέλου HEC-RAS: περίπτωση Ερεσού Λέσβου
|
| title_short |
Ανάλυση πλημμυρικού κινδύνου λεκάνης απορροής με τη χρήση του υδρολογικού μοντέλου HEC-RAS: περίπτωση Ερεσού Λέσβου
|
| title_sort |
ανάλυση πλημμυρικού κινδύνου λεκάνης απορροής με τη χρήση του υδρολογικού μοντέλου hec ras περίπτωση ερεσού λέσβου
|
| topic |
λεκάνη απορροής
πλημμύρα
υδρολογία
υδρολογικό μοντέλο
ερεσός
λέσβος
φράγμα ερεσού
ορθολογική μέθοδος
Χαλάνδρα
Όμβριες καμπύλες
διάβρωση παραλίας Ερεσού
hec-ras
hydraulic simulation
beach morphodynamics
river basin
flood risk
Watersheds
Hydrologic models
Rivers
Eresos (Greece)
|
| url |
https://catalog.lib.aegean.gr/iguana/www.main.cls?surl=search&p=ed763fb5-024d-4d04-a952-e71cbf110eaa#recordId=1.118740
http://hdl.handle.net/11610/18902
|
| work_keys_str_mv |
AT papagiannēskōnstantinos analysēplēmmyrikoukindynoulekanēsaporroēsmetēchrēsētouydrologikoumontelouhecrasperiptōsēeresoulesbou
|