Μάρτιος 6, 2017

Εκτίμηση Παραλιακής Διάβρωσης


Εκτίμηση κινδύνου διάβρωσης λόγω ανόδου της θαλ. στάθμης σε επίπεδο νήσου


H εκτίμηση της παραλιακής διάβρωσης κάτω από μακροπρόθεσμη και βραχυπρόθεσμη αύξηση της θαλ. στάθμης, πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με την ακόλουθη διαδικασία: Συλλέχθηκε γεω-χωρική πληροφορία από όλες τις παραλίες των 6 μελετώμενων νησιών ( διαστάσεις, ιζηματικός τύπος, ύπαρξη ανθρώπινων υποδομών, παρουσία ποταμοχειμάρρων κ.α.) χρησιμοποιώντας τηλεπισκοπικές εικόνες που είναι διαθέσιμες στο διαδίκτυο (π.χ. Google Earth), καθώς και ιστορικές πληροφορίες αρχείου. Ταυτόχρονα συλλέχθηκε πληροφορία αναφορικά με τις μελλοντικές μέσες και ακραίες προγνώσεις ανόδου θαλ. στάθμης από μελέτη της σχετικής επιστημονικής βιβλιογραφίας (π.χ. Tsimplis and Shaw, 2010; Hinkel et al., 2014; Vousdoukas et al., 2016) και διαθέσιμων βάσεων δεδομέναν (e.g. το ‘παραλιολόγιο’ THALES-ISLA). Τέλος, εκτιμήθηκε η παραλιακή διάβρωση και πλημμύρα για όλες τις παραλίες των 6 μελετώμενων νησιών χρησιμοποιώντας κατάλληλες συστοιχίες αναλυτικών και αριθμητικών μορφοδυναμικών μοντέλων προσομοίωσης. Η διαδικασία συνοψίζεται σχηματικά στο διάγραμμα ροής που ακολουθεί.

Εκτίμηση παραλιακής διάβρωσης και πλημμυρικών τάσεων με χρήση συστοιχιών εγκάρσιων μορφοδυναμικών μοντέλων, υπό μακροπρόθεσμες και βραχυπρόθεσμες προβλέψεις ανόδου θαλ. στάθμης

 

Επτά εγκάρσια (1-D) μορφοδυναμικά μοντέλα χρησιμοποιήθηκαν με τη μορφή συστοιχιών για την πρόβλεψη της παραλιακής απόκρισης στην άνοδο της θαλάσσιας στάθμης (ΑΘΣ). Η τεχνική της συστοιχίας βασίζεται στην αρχή ότι τα μοντέλα έχουν διαφορική ευαισθησία στις διάφορες περιβαλλοντικές παραμέτρους και η κοινή εφαρμογή τους δίνει ‘ισορροπημένες΄ προβλέψεις. Στα πλαίσια του προγράμματος αναπτύχθηκαν 2 συστοιχίες μοντέλων: (α) μία αποτελούμενη από τα 3 αναλυτικά μοντέλα (Bruun, Edelman, Dean) για την εκτίμηση του εύρους της οπισθοχώρησης κάτω από μακροχρόνια άνοδο της μέσης θαλάσσιας στάθμης, (β) μία αποτελούμενη από τα 4 αριθμητικά (Leont’yev, SBEACH, Xbeach και Boussinesq) για την εκτίμηση του εύρους της οπισθοχώρησης κάτω από βραχυχρόνια (λόγω της συνδυασμένης επίδρασης μετεωρολογικών παλιρροιών και κυματικής ανύψωσης-ακραία θαλάσσια στάθμη) άνοδο της θαλάσσιας στάθμης. Όσο αφορά τα συνδυαστικά σενάρια ΑΘΣ (δηλ. ακραίας θαλάσσιας στάθμης προστιθέμενης στην άνοδο της ΜΣΘ), η μακροχρόνια και η βραχυχρόνια συστοιχία χρησιμοποιούνται αλλεπάλληλα. Τα μοντέλα των συστοιχιών αξιολογήθηκαν με πρόσφατα φυσικά πειράματα τα οποία διεξήχθησαν στη μεγάλη Γερμανική δεξαμενή κυματισμών του Ανόβερου (GWK; Hanover, Germany) στις αρχές του 2013. Περισσότερες πληροφίες μπορούν να βρεθούν στην εργασία των Monioudi et al. (2017).

Για την εφαρμογή των μοντέλων σε επίπεδο λεκάνης/νησιών χρησιμοποιήθηκε ένα ευρύ φάσμα περιβαλλοντικών συνθηκών που καλύπτει τις συνήθεις παρατηρούμενες συνθήκες των νησιωτικών παραλιών του Αιγαίου (κυματικά ύψη από 1 έως 4 m και περιόδους από 4 έως 8 sec, κοκκομετρική σύσταση 0.2 – 5 mm κάτω από 12 σενάρια ανόδου της θαλάσσιας στάθμης έως 2 m). Αναφορικά με την αρχική παραλιακή μορφολογία, χρησιμοποιήθηκαν γραμμικές διατομές ποικίλων κλίσεων (1/10 έως 1/30), ενώ συνολικά πραγματοποιήθηκαν 5500 αριθμητικές προσομοιώσεις. Η παραπάνω προσέγγιση σχεδιάστηκε με σκοπό να προβλέπει την παραλιακή οπισθοχώρηση/διάβρωση, αλλά όχι και την προσωρινή επίκλυση/πλημμύρα λόγω κυματικής αναρρίχησης. Για το λόγο αυτό, πραγματοποιήθηκαν εκτιμήσεις της προέλασης/κατάκλυσης λόγω κυματικής αναρρίχησης χρησιμοποιώντας την εξίσωση των Stockdon et al. (2006), η οποία έχει επιβεβαιωθεί για τις παραλίες του Αιγαίου Αρχιπελάγους από προηγούμενες έρευνες (Vousdoukas et al., 2009).

Τελικά προφίλ από τα αριθμητικά μοντέλα στο ίδιο διάγραμμα με τα αποτελέσματα των φυσικών πειραμάτων από την GWK δεξαμενή κυματισμών στο Ανόβερο: (a) υφιστάμενη στάθμη του νερού (b) άνοδος της θαλάσσιας στάθμης κατά 0.2 m, (c) άνοδος της θαλάσσιας στάθμης κατά 0.4 m και (d) άνοδος της θαλάσσιας στάθμης κατά 0.6 m.

 


Αναλυτική εκτίμηση του κινδύνου διάβρωσης λόγω ανόδου της θαλ. στάθμης στις πιλοτικές παραλίες


Η προσέγγιση αυτή αφορά τη λεπτομερή μελέτη/προσομοίωση των υδροδυναμικών και ιζηματοδυναμικών διεργασιών των πιλοτικών παραλιών, χρησιμοποιώντας ένα προηγμένο ψευδό-τρισδιάστατο μοντέλο εγκάρσιας στερεομεταφοράς και εξέλιξης της παράκτιας διατομής, το οποίο βασίζεται στις εξισώσεις Boussinesq. To μοντέλο περιγράφει τη διάδοση των μη γραμμικών και μη θραυόμενων κυματισμών, τα κυματογενή ρεύματα και τις διεργασίες στερεομεταφοράς. Οι διεργασίες στερεομεταφοράς αιωρούμενου υλικό, προσομοιώνονται επιλύοντας την αντίστοιχη εξίσωση μεταγωγής-διάχυσης στη ζώνη απόσβεσης και αναρρίχησης. Η στερεομεταφορά του φορτίου πυθμένα και της ροής λεπτού οριακού στρώματος (sheet flow transport) υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τη βελτιωμένη σχέση των Camenen and Larson (2000). Επίσης περιλαμβάνεται υπορουτίνα που προσομοιώνει τη μορφοδυναμική εξέλιξη.

Τα μοντέλα ‘στήθηκαν’ πάνω σε τοπογραφικά-βαθυμετρικά μοντέλα μεγάλης ακρίβειας, που προήλθαν από τη συλλογή/ανάλυση πυκνών δικτύων πρωτογενών δεδομένων που λήφθησαν κατά τις εργασίες πεδίου στις πιλοτικές παραλίες, ενώ χρησιμοποιήθηκαν υδροδυναμικές μετρήσεις πεδίου για την επαλήθευση/βαθμονόμηση των αριθμητικών προσομοιώσεων. Συνεπώς, μειώθηκαν στο ελάχιστο σφάλματα στα αποτελέσματα των μορφοδυναμικών προσομοιώσεων που οφείλονται σε μειωμένης ακρίβειας παραλιακές βαθυμετρίες/τοπογραφίες από δευτερογενή δεδομένα (π.χ. τους βαθυμετρικούς χάρτες της Υδρογραφικής Υπηρεσίας του Ε.Ν).

 

ERA Beach Partners - Funding
Top