Τα κλιματικά στοιχεία της Ελλάδας που σχετίζονται με τις πλημμύρες αλλά και τις ξηρασίες παρουσιάζουν σημαντική γεωγραφική μεταβλητότητα. Η ανεπτυγμένη ακτογραμμή και το έντονο ανάγλυφο (ορογραφία) είναι στο μεγαλύτερο βαθμό υπεύθυνα για αυτή τη μεταβλητότητα.

Σχήμα 1: DTM Ελλάδας

Η οροσειρά της Πίνδου που διασχίζει τη χώρα από βορειοδυτικά προς νότια, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, παίζει σημαντικό ρόλο στις διαδικασίες βροχόπτωσης και απορροής στην Ελλάδα. H μέση ετήσια βροχόπτωση ξεπερνάει τα 1800 mm στις ορεινές περιοχές της δυτικής Ελλάδας, ενώ στα ανατολικά διαμερίσματα της χώρας η τιμή αυτή μπορεί να "πέσει" ακόμη και στα 400 mm, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2. Η τελευταία διαπίστωση εξηγεί τις πιο συχνές περιόδους ξηρασίας στο ανατολικό μέρος της χώρας καθώς και σε πολλά νησιά του Αιγαίου, όπου τα προβλήματα ελλείψεως νερού είναι σχεδόν μόνιμα.

Σχήμα 2: Μέση υπερετήσια βροχόπτωση (mm) για την περίοδο 1960-1990 ανά υδατικό διαμέρισμα (Πηγή: ΕΤΥΜΠ).

Αυτό όμως, δεν σημαίνει ότι εξαιρετικά γεγονότα πλημμυρών είναι ιδιαίτερα σπάνια στο σχετικά ξηρό ανατολικό μέρος της Ελλάδας. Το μέγιστο 24-ωρο ύψος βροχής για βροχόπτωση περιόδου επαναφοράς 50 χρόνων (που θα μπορούμε να θεωρηθεί μία πολύ πρόχειρη εκτίμηση της σοβαρότητας μιας πλημμύρας) μπορεί να φτάσει τα 175 mm στη δυτική Ελλάδα, μειώνεται στα 100 mm ανατολικά της οροσειράς της Πίνδου και αυξάνεται ξανά στα 175 mm για τα νησιά του Ανατολικού Αιγαίου. Πρέπει να σημειωθεί ότι η μείωση του μέγιστου ύψους βροχής 24-ωρης διάρκειας που λαμβάνει χώρα από τα δυτικά προς τα ανατολικά της Ελλάδας δεν είναι τόσο έντονη όσο η αντίστοιχη μείωση που παρατηρείται στη μέση ετήσια βροχόπτωση και σχεδόν εξαλείφεται αν θεωρήσουμε μικρότερες διάρκειες βροχής, όπως ωριαίες. Αποτέλεσμα αυτού του κλιματικού καθεστώτος, σε συνδυασμό με την γεωμορφολογία και την επιφανειακή βλάστηση, είναι ότι παρατηρούνται περισσότερες καταστροφικές πλημμύρες στην ανατολική Ελλάδα από ότι στην "υγρή" δυτική Ελλάδα.
Οι πλημμύρες στην Ελλάδα οφείλονται συνήθως στις έντονες βροχοπτώσεις. Οι περισσότερες έντονες βροχοπτώσεις παράγονται από το πέρασμα χαμηλών βαρομετρικών, που συνήθως συνοδεύονται από ψυχρά μέτωπα (και πιο σπάνια από θερμά) και καταφθάνουν από τα δυτικά, νοτιοδυτικά ή βορειοδυτικά όπως φαίνεται στο Σχήμα 3, όπου μπορεί κάποιος να δει τις κύριες πορείες των κυκλωνικών τύπων καιρού στην περιοχή.

Σχήμα 3: Κύριοι κυκλωνικοί τύποι καιρού στην Ελλάδα.

Η μείωση των δασικών εκτάσεων και η αστικοποίηση παίζουν επίσης πολύ σημαντικό ρόλο στη πρόκληση πλημμυρών. Οι δύο αυτοί παράγοντες είναι υπεύθυνοι για την αυξανόμενη σοβαρότητα και καταστροφική δύναμη των πλημμυρικών γεγονότων. Η αποδάσωση και η διάβρωση του εδάφους που αυτή συνεπάγεται είναι ένα σοβαρότατο πρόβλημα στην Ελλάδα. Είναι χαρακτηριστικό ότι ενώ στο ξεκίνημα του 19ου αιώνα η δασική κάλυψη της χώρας αντιπροσώπευε πάνω από 40% της συνολικής της έκτασης, σήμερα αντιπροσωπεύει μόλις το 18%. Κύριος λόγος της αποδάσωσης είναι οι πυρκαγιές. Ειδικά για το θέμα της πυρκαγιάς και των συνεπειών της θα επιμείνουμε περισσότερο, γιατί είναι πολύ σοβαρό και εξελίσσεται σε καθοριστικό παράγοντα για την "πλημμυρική" τύχη πολλών αστικών κέντρων στη χώρα και ιδιαίτερα της Αθήνας. Εκτός λοιπόν από τις άμεσες συνέπειες της πυρκαγιάς όπως η έλλειψη πρασίνου και οξυγόνου, η καταστροφή καλλιεργειών κλπ, υπάρχουν και οι δευτερογενείς συνέπειες:
· Αύξηση θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας (στο δάσος η θερμοκρασία είναι 8-10 °C μικρότερη από την εξωτερική) και επιδείνωση του φαινόμενου του θερμοκηπίου με άμεσες συνέπειες στους υδατικούς πόρους.
· Μείωση ανασταλτικής δράσης κατά της ρύπανσης με επιδείνωση της φωτοχημικής "σούπας" των πόλεων (μείωση απορρόφησης SO2 κλπ).
· Αύξηση συντελεστή επιφανειακής απορροής κατά τη διάρκεια των πλημμυρών (η αιχμή αυξάνεται κατά 30-40%) με σημαντική αύξηση του πλημμυρικού όγκου.
· Διάβρωση εδάφους-επιχωματώσεις, των οποίων αποτέλεσμα είναι το μπάζωμα των ρεμάτων (επιπλέον του ανθρωπογενούς μπαζώματος) και, συνεπώς, η περαιτέρω μείωση της ανασχετικής ικανότητα τους.
· Μείωση τροφοδοσίας υπογείων υδροφορέων - μείωση παροχευτικότητας γεωτρήσεων.
· Αύξηση εξάτμισης και ξηρασίας (κατά τις περιόδους ανομβρίας).
Στα επόμενα θα γίνει σύντομη αναφορά σε δύο εξαιρετικά πλημμυροπαθείς περιοχές της Ελλάδας και η παρουσίαση μιας εξαιρετικά καταστροφικής πλημμύρας που συνέβη τον Οκτώβριο του 1994.
2. ΠΛΗΜΜΥΡΟΠΑΘΕΙΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ
Η μελέτη μας επικεντρώνεται σε δύο αντιπροσωπευτικές περιοχές της Ελλάδας, οι οποίες είναι ευαίσθητες στις πλημμύρες: η ευρύτερη περιοχή της Αθήνας (αστική περιοχή) και η Θεσσαλία (αγροτική περιοχή με μεγάλα όμως αστικά κέντρα) των οποίων η γενική θέση φαίνεται στο Σχήμα 4.

Σχήμα 4: Πλημμυροπαθείς περιοχές μελέτης.

Η ευρύτερη περιοχή της Αθήνας είναι η πιο πυκνοκατοικημένη περιοχή της Ελλάδας με πληθυσμό 4 εκατομμυρίων περίπου. Χωρίς υπερβολή, η Αθήνα είναι η πρωτεύουσα της Ελλάδας όχι μόνο διοικητικά αλλά και στις καταστροφές των πλημμυρών. Στην περιοχή αυτή τα τελευταία 100 χρόνια 179 άνθρωποι έχασαν τη ζωή τους από πλημμύρες, 96 εκ των οποίων τα τελευταία 35 χρόνια όπως φαίνεται στον Πίνακα 1. Οι αριθμοί αυτοί είναι υψηλοί σε σχέση με άλλες περιοχές της Ελλάδας. Επιπλέον ο αριθμός των απωλειών ζωής από πλημμύρες στην Αθήνα είναι ιδιαίτερα μεγάλος σε σχέση με άλλες φυσικές καταστροφές.
Για να εξηγήσουμε την ευαισθησία της Αθήνας στις πλημμύρες πρέπει πρώτα να αναφερθούμε στους κλιματολογικούς και γεωμορφολογικούς παράγοντες. Το ξηρό κλίμα της Αθήνας, με μέσο ετήσιο ύψος βροχής 400 mm και υψηλό ρυθμό εξάτμισης, σε συνδυασμό με το φυσικό ανάγλυφο δεν οδηγούν σε σχηματισμό σημαντικών δικτύων ποταμών. Επιπλέον, όπως προαναφέρθηκε, η μέγιστη ένταση της βροχόπτωσης στην Αθήνα είναι το ίδιο υψηλή όσο και στα άλλα μέρη της Ελλάδας, όπου η μέση ετήσια βροχόπτωση είναι 3 με 5 φορές μεγαλύτερη.

Τα άλλα αίτια για την πρόκληση καταστροφικών πλημμυρών είναι ανθρωπογενή. Σχετίζονται με την αστική ανάπτυξη της Αθήνας που συνέβη κυρίως τα τελευταία 50 χρόνια. Η αύξηση των κατοικημένων, εμπορικών και βιομηχανικών περιοχών και η μείωση των φυσικών πάρκων και των εκτάσεων γης επηρέασαν σοβαρά τους ρυθμούς πλημμύρας. Το δίκτυο των ποταμών συμπυκνώθηκε καθώς πολλά ποτάμια μετατράπηκαν σε δρόμους. Επίσης, κάποια κτίρια κατασκευάστηκαν πάνω στις κοίτες ποταμών. Επιπλέον τα έργα αντιπλημμυρικής προστασίας και τα δίκτυα ομβρίων είναι ανεπαρκέστατα και πολλά κατεστραμμένα ή πεπαλαιωμένα.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει ο χάρτης του Σχήματος 5, όπου παρουσιάζεται το υδατικό διαμέρισμα της Αττικής με το πυκνό υδρογραφικό του δίκτυο και πάνω σε αυτό σημειώνονται οι εξαιρετικά ευαίσθητες σε πλημμύρες περιοχές της Αττικής (περιοχές με κλίση <3%). Ο χάρτης αυτός κατασκευάστηκε σε περιβάλλον GIS στα πλαίσια της Εθνικής Τράπεζας Υδρολογικής και Μετεωρολογικής Πληροφορίας (ΕΤΥΜΠ). Ας σημειωθεί ότι ΕΤΥΜΠ είναι το μεγαλύτερο έργο που έχει γίνει ποτέ στην Ελλάδα στα πλαίσια της συλλογής, ψηφιοποίησης και οργάνωσης όλης της διαθέσιμης υδρολογικής και μετεωρολογικής πληροφορίας που υπάρχει στον ελλαδικό χώρο [1]. Η ΕΤΥΜΠ, που εκπονήθηκε από το ΕΜΠ για λογαριασμό του ΥΠΕΧΩΔΕ, πραγματοποιεί το πρώτο ουσιαστικό βήμα προς την κατεύθυνση της ορθολογικής διαχείρισης και αξιοποίησης των υδατικών πόρων της χώρας, αλλά και της προστασίας από ακραία καιρικά φαινόμενα, όπως είναι οι πλημμύρες (ιστοσελίδα: http://www.chi.civil.ntua.gr/SITE_CHI2/HTML/INDEX.htm).

Σχήμα 5: Περιοχές του νομού Αττικής επιρρεπείς στις πλημμύρες.

Η δεύτερη περιοχή μελέτης, η λεκάνη της Θεσσαλίας, είναι μια αγροτική κυρίως περιοχή με επιφάνεια περίπου 4.000 km2 που απεικονίζεται στο Σχήμα 6. Η λεκάνη διασχίζεται από τον Πηνειό του οποίου η συνολική λεκάνη απορροής είναι 9.500 km2.

Σχήμα 6: Ψηφιακό μοντέλο εδάφους και υδατορεύματα Θεσσαλίας.

Από το γεωγράφο Στράβωνα γνωρίζουμε ότι η λεκάνη της Θεσσαλίας είχε φαινόμενα πλημμυρών από την αρχαιότητα, όταν είχαν γίνει κατασκευές για να ελεγχθεί η ροή του Πηνειού πριν 2500 χρόνια. Ο Πηνειός διασχίζει το φαράγγι των Τεμπών που βρίσκεται 18 km ανάντη της εξόδου της λεκάνης. Το φαράγγι αυτό σχηματίστηκε μετά την Αλπική ορογενική περίοδο (πριν από 1-2 εκατομμύρια χρόνια), ενώ πριν η περιοχή αυτή ήταν καλυμμένη από λίμνη. Στα νεότερα χρόνια, μέχρι την Νεολιθική εποχή, φαίνεται ότι αυτό το στενό πέρασμα των Τεμπών έκλεινε πολλές φορές και η λίμνη σχηματιζόταν και πάλι. Το φαράγγι των Τεμπών, καθώς και άλλα στενά περάσματα κατά μήκος του ποταμού (όπως το πέρασμα στην Αμυγδαλέα, 15 km ανάντη της πόλης της Λάρισας) είναι οι κύριοι λόγοι που προκαλούν τις πλημμύρες στην περιοχή. Επιπλέον, η φυσική παροχετευτική ικανότητα του ποταμού είναι ανεπαρκής για ένα μεγάλο μήκος. Η χωρητικότητα αυτή βελτιώθηκε πριν 60 χρόνια, μετά τη δημιουργία αναχωμάτων και άλλων προστατευτικών μέτρων, αλλά η πλημμύρα παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα της περιοχής. Άλλες αιτίες πλημμυρογένεσης στην περιοχή είναι διάφορες γέφυρες κατά μήκος του ποταμού με ανεπαρκές ύψος, η βλάστηση στην κοίτη του ποταμού και η κατασκευή από τους αγρότες αυτοσχέδιων φραγμάτων κατά μήκος των ρεμάτων για την αποθήκευση αρδευτικού νερού. Τέλος, βασική αιτία είναι και το χαμηλό υψόμετρο του στραγγιστικού δικτύου σε σχέση με τη στάθμη των πλημμυρών.

Από τα ακραία επεισόδια πλημμυρών των τελευταίων 30 - 40 χρόνων, η πλημμύρα της 21 - 22 Οκτωβρίου 1994 είναι η πιο σοβαρή λόγω της μεγάλης έντασης της, του μεγάλου ύψους της και των σημαντικών καταστροφών που προκάλεσε. Η μελέτη μας θα επικεντρωθεί σ' αυτό το πλημμυρικό γεγονός που έπληξε σχεδόν όλη τη χώρα εκτός από την Ανατολική Μακεδονία και τη Θράκη και δημιούργησε πλημμυρικές κατακλύσεις τόσο σε αστικές όσο και σε αγροτικές περιοχές. Οι συνέπειες ήταν καταστροφικές: 11 θάνατοι και τεράστιες ζημιές στις αγροτικές καλλιέργειες, όπως επίσης και στις συγκοινωνίες, τις τηλεπικοινωνίες και την παροχή ενέργειας.
Το γεγονός αυτό προκλήθηκε από ένα κυκλωνικό σύστημα με ψυχρό μέτωπο που σχηματίστηκε στην Ιταλία και διαδόθηκε στα ανατολικά. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 7, στις 21/10/1994 και ώρα 18:00 UTC, το χαμηλό κέντρο του συστήματος με πίεση 994 hPa ήταν εγκατεστημένο μεταξύ Ιταλίας και Σικελίας, ενώ το ψυχρό μέτωπο προχωρούσε προς το Ιόνιο Πέλαγος και την Ελληνική Χερσόνησο [2]. Ταυτόχρονα, ένα εκτεταμένο σύστημα με υψηλές πιέσεις των 1040 hPa ήταν εγκατεστημένο στην Κεντρική Ρωσία. Δορυφορικές παρατηρήσεις από την περιοχή της Αθήνας στις 12:00 UTC δείχνουν για όλη την τροπόσφαιρα ένα περιβάλλον σχεδόν κορεσμένο. Στο Σχήμα 8 μπορεί κανείς να δει την δορυφορική εικόνα στις 18:00 UTC που δείχνει τη νέφωση πάνω από την Ελλάδα. Στη συνέχεια γίνεται αναφορά για το πώς εμφανίσθηκε αυτή η καταιγίδα και η πλημμύρα που προκάλεσε στις δύο περιοχές μελέτης, δηλαδή στην Αθήνα και στη Θεσσαλία.

Σχήμα 7: Επιφανειακός χάρτης καιρού στις 18:00 UTC 21 Οκτωβρίου 1994.

Σχήμα 8: Νέφωση από δορυφόρο στις 18:30 UTC 21 Οκτωβρίου 1994.

 

Η πλημμύρα στην Αθήνα

Καθώς δεν υπάρχουν μετρήσεις απορροής στην ευρύτερη περιοχή της Αθήνας, η ανάλυσή στηρίζεται σε στοιχεία βροχογράφων. Έχουν χρησιμοποιηθεί στοιχεία από τους σταθμούς του Ελληνικού (στα νοτιο-ανατολικά της Αθήνας, σε υψόμετρο 10 m), της Νέας Φιλαδέλφειας (στα βόρεια της Αθήνας, σε υψόμετρο 136 m), καθώς και της Πολυτεχνειούπολης Ζωγράφου (στα βορειο-ανατολικά, σε υψόμετρο 219 m).
Στο Σχήμα 9 έχει σχεδιαστεί το ϋετογράφημα (διάγραμμα βροχόπτωσης σε συνάρτηση με το χρόνο) της καταιγίδας της 21-22 Οκτωβρίου 1994, σε ωριαία κλίμακα, για τους βροχομετρικούς σταθμούς της Νέας Φιλαδέλφειας και της Πολυτεχνειούπολης Ζωγράφου. Το ϋετογράφημα για το Ελληνικό, το οποίο δεν δείχνεται, ήταν πολύ χαμηλότερο σε ένταση. Τα ωριαία μέγιστα ύψη που καταγράφηκαν ήταν 42.7 mm και 37.5 mm και την Πολυτεχνειούπολη Ζωγράφου αντίστοιχα, ενώ τα μέγιστα δεκάλεπτα (δεν δείχνονται στην εικόνα) ήταν 26.0 mm και 17.5 mm αντίστοιχα.

Σχήμα 9: Ωριαία ϋετογραφήματα της καταιγίδας της 21-22 Οκτωβρίου 1994 σε δύο σταθμούς της Αθήνας (Πηγή στοιχείων για τη Νέα Φιλαδέλφεια: Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία και για την Πολυτεχνειούπολη Ζωγράφου: Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο).

Στο Σχήμα 10 παρουσιάζεται ένα ενδεικτικό γράφημα της δριμύτητας της καταιγίδας. Πιο συγκεκριμένα, έχουν υπολογιστεί τα μέγιστα ύψη βροχής για εύρος διάρκειας από 10 λεπτά έως 24 ώρες και σχεδιάστηκαν, αφού πρώτα μετατράπηκαν σε ένταση, ως συνάρτηση της διάρκειας, σε λογαριθμικό διάγραμμα. Έχουν επίσης σχεδιαστεί, για το ίδιο εύρος διαρκειών, οι μέγιστες μέσες εντάσεις που έχουν παρατηρηθεί στα διαθέσιμα ιστορικά δεδομένα των σταθμών του Ελληνικού και της Νέας Φιλαδέλφειας, από το αρχείο της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας. Τέλος, έχουν σχεδιαστεί οι όμβριες καμπύλες για την περιοχή της Αθήνας, για περιόδους επαναφοράς 2, 10 και 50 ετών. Πρόκειται για καμπύλες που συσχετίζουν την περίοδο επαναφοράς μιας καταιγίδας με τη διάρκεια και την έντασή της, και είναι χαρακτηριστικές για κάθε περιοχή. Για την κατασκευή αυτών των καμπυλών, έχουν χρησιμοποιηθεί ιστορικά δεδομένα από το Ελληνικό και τη Νέα Φιλαδέλφεια, με προέλευση από το αρχείο της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας. Για το σύνολο της ανάλυσης έχει χρησιμοποιηθεί η κατανομή Gumbel μεγίστων [3].
Συγκρίνοντας τις διαφορετικές ομάδες καμπυλών στο Σχήμα 10, μπορεί να παρατηρηθεί ότι για διάρκειες μεγαλύτερες της 1 ώρας, οι μετρημένες εντάσεις της καταιγίδας του Οκτωβρίου 1994 είναι μεγαλύτερες από όλες τις αντίστοιχες εντάσεις που καταγράφηκαν τα τελευταία 25-30 έτη, και επιπλέον, βρίσκονται πάνω από την όμβρια καμπύλη των 50 ετών. Αυτό δείχνει ότι όντως η καταιγίδα του Οκτωβρίου 1994 ήταν πολύ έντονη. Ευτυχώς, οι εντάσεις είναι κάπως λιγότερο έντονες για διάρκειες μικρότερες της 1 ώρας, που είναι πιο κρίσιμες για την περιοχή της Αθήνας, που χωρίζεται σε μικρές λεκάνες απορροής με μικρούς χρόνους συγκέντρωσης.

Σχήμα 10: Ενδεικτικό γράφημα της δριμύτητας της καταιγίδας της 21-22 Οκτώβρη 1994 στην Αθήνα.

Σχήμα 11: Μια εικόνα με καταστροφές στους δρόμους, αυτοκίνητα και κτίρια, που προκλήθηκαν από την καταιγίδα της 21-22 Οκτωβρίου 1994 στην Αθήνα
(Φωτογραφία από την εφημερίδα Το Βήμα).

Οι συνέπειες της καταιγίδας ήταν εκτεταμένη κατάκλιση σ' ολόκληρη την περιοχή και ζημιές σε δρόμους, κατοικίες και δημόσιες και βιομηχανικές περιοχές, καθώς και υπερχείλιση των υδατορευμάτων σε ένα μεγάλο μέρος της Αθήνας, όπως ενδεικτικά φαίνεται στο Σχήμα 11. Μια εκτίμηση των καταστροφών που προκλήθηκαν από την πλημμύρα είναι της τάξης των 13 εκατομμυρίων Ευρώ, για δημόσιες και βιομηχανικές ιδιοκτησίες και 1 εκατομμύριο Ευρώ για κατοικίες.

Η πλημμύρα στο θεσσαλικό κάμπο
Για την εκτίμηση της δριμύτητας της βροχόπτωσης που προκάλεσε την πλημμύρα στη Θεσσαλία έχουν χρησιμοποιηθεί δεδομένα βροχόπτωσης από τους σταθμούς Αργιθέας (στο δυτικό ορεινό τμήμα της Θεσσαλίας, σε υψόμετρο 980 m) και Καρδίτσας (στο δυτικό τμήμα της πεδιάδας της Θεσσαλίας, σε υψόμετρο 103 m). Ο δεύτερος σταθμός ήταν πολύ κοντά στο γεωγραφικό κέντρο της καταιγίδας.
Στο Σχήμα 12 έχουν σχεδιαστεί τα ϋετογραφήματα της καταιγίδας, σε ωριαία κλίμακα, για τους πιο πάνω καταγραφικούς σταθμούς. Τα μέγιστα ωριαία ύψη βροχής ήταν 17.9 mm και 24.8 mm για την Αργιθέα και την Καρδίτσα, αντίστοιχα. Παρατηρείται μια ομοιότητα στη χωρική εξέλιξη της βροχόπτωσης στις δύο τοποθεσίες. Σε σύγκριση με το Σχήμα 9 παρατηρείται μεγαλύτερη διάρκεια, μεγαλύτερο ολικό ύψος και χαμηλότερη μέγιστη ένταση από τα αντίστοιχα χαρακτηριστικά του επεισοδίου στην Αθήνα.

Σχήμα 12: Ωριαία ϋετογραφήματα της καταιγίδας στις 21-22 Οκτωβρίου 1994 σε δύο τοποθεσίες στη Θεσσαλία
(Πηγή στοιχείων για την Αργιθέα: Δημόσια Επιχείρηση Ηλεκτρισμού 980 και για την Καρδίτσα: Υπουργείο Γεωργίας).

 

Στο Σχήμα 13 παρουσιάζεται ένα ενδεικτικό διάγραμμα της δριμύτητας της καταιγίδας, παρόμοιο με αυτό του Σχήματος 10. Εδώ η σύγκριση της καταιγίδας του Οκτωβρίου 1994 γίνεται με τα παρατηρημένα μέγιστα των ιστορικών δεδομένων της Αργιθέας και της Καρδίτσας, καθώς και με τις όμβριες καμπύλες της Αργιθέας. Για την κατασκευή των ομβρίων έχουν χρησιμοποιηθεί στοιχεία από τη ΔΕΗ και η κατανομή Gumbel μεγίστων [3].
Συγκρίνοντας τις διαφορετικές ομάδες των καμπυλών του Σχήματος 13, παρατηρεί κανείς ότι οι καταμετρημένες εντάσεις της καταιγίδας του Οκτωβρίου 1994 είναι μεγαλύτερες από όλες τις αντίστοιχες εντάσεις που καταγράφηκαν στο παρελθόν και για τους δύο σταθμούς και, επίσης, βρίσκονται πάνω από τις όμβριες καμπύλες των 50 ετών. Αξιοσημείωτες είναι οι υψηλές εντάσεις στην Καρδίτσα, που είναι 2-3 φορές υψηλότερες από αυτές που καταγράφηκαν στο παρελθόν.

Σχήμα 13: Ενδεικτικό γράφημα της δριμύτητας της καταιγίδας της 21-22 Οκτωβρίου 1994 στη Θεσσαλία.

Τα δεδομένα στάθμης και παροχής στους υδρομετρικούς σταθμούς κατά μήκος του Πηνειού δεν έχουν ακόμα υποστεί επεξεργασία. Επιπλέον, σε μερικούς υδρομετρικούς σταθμούς υπήρξε έλλειψη στοιχείων εξαιτίας της καταστροφής των μετρητικών οργάνων και σε κάποιους άλλους οι καταμετρημένες τιμές δεν ήταν αξιόπιστες λόγω της πλημμύρας. Μέχρι τώρα, το μόνο διαθέσιμο υδρογράφημα της πλημμύρας του Οκτωβρίου 1994 αναφέρεται στην τοποθεσία Γέφυρα Αλή Εφέντη, που περιλαμβάνει το δυτικό τμήμα της υπολεκάνης του Πηνειού (2 764 km2). Το υδρογράφημα αυτό δίνεται στο Σχήμα 14 και κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας μοντέλα βροχής-απορροής και όχι δεδομένα στάθμης και παροχής. Η αιχμή του υδρογραφήματος δεν υπερβαίνει τα 540 m3/s, ποσότητα όχι τόσο υψηλή σε σύγκριση με την προηγούμενη πλημμύρα (26 Μαρτίου 1987), στην οποία η καταμετρημένη με μυλίσκους απορροή στην ίδια τοποθεσία ήταν 637.3 m3/s.

Σχήμα 14: Υπολογισμένο υδρογράφημα στη Γέφυρα Αλή Εφέντη στον ποταμό Πηνειό.

Σύμφωνα με τις τοπικές αρχές, περισσότερα από 70 σπίτια σε περίπου 20 οικισμούς καταστράφηκαν πλήρως, περισσότερα από 200 υπέστησαν σοβαρές ζημιές και άλλα 90 μικρές ζημιές, ενώ μια έκταση 80 km2 αγροτικών καλλιεργειών (βαμβακοκαλλιέργειες) πλημμύρισαν, όπως φαίνεται ενδεικτικά στο Σχήμα 15. Επιπλέον, οι ζημιές που προκλήθηκαν σε έργα υποδομής (δρόμοι, αντιπλημμυρικά έργα, κτλ.) υπολογίζονται σε περίπου 3 εκατομμύρια Ευρώ. Το κόστος των συνολικών καταστροφών εκτιμήθηκε αρχικά σε περισσότερα από 300 εκατομμύρια Ευρώ.

Σχήμα 15: Η πλημμύρα του Θεσσαλικού κάμπου κατά τη διάρκεια της καταιγίδας του Οκτωβρίου 1994 (Φωτογραφία από τον Μ. Θάνο, Υπουργείο Γεωργίας).

Είναι γνωστό ότι το φυσικό αίτιο μιας πλημμύρας είναι μια ισχυρή καταιγίδα, ιδιαίτερα σε περιόδους υγρές, όπου το έδαφος έχει σχετικά μικρή διηθησιμότητα. Δυστυχώς όμως η συχνότητα των πλημμυρών που δημιουργούν καταστροφές, ιδιαίτερα στα αστικά κέντρα, δεν συμβαδίζει πάντοτε με αυτή των καταιγίδων που τις προκαλούν. Είναι γνωστό ότι ακόμα και σχετικά μικρές βροχοπτώσεις μπορούν να επιφέρουν την καταστροφή. Αυτό γίνεται γιατί υπάρχουν ανθρωπογενή και τεχνητά αίτια πλημμυρογένεσης .
Αναφερόμενοι κυρίως στις αστικές περιοχές, που ενδιαφέρουν και περισσότερο από πλευράς προστασίας των κατοίκων, οι κύριοι παράγοντες που επιδεινώνουν την επικινδυνότητα και καταστροφικότητα των πλημμυρών είναι:
- Η ολοένα αυξανόμενη αστικοποίηση και η μείωση του πράσινου (των δασών κλπ) από πυρκαγιές και άλλες αιτίες, με άμεσο αποτέλεσμα τη σημαντική συντόμευση του χρόνου συρροής των νερών και την μεγάλη αύξηση του συντελεστή απορροής (π.χ. από 25-35% που μπορεί να είναι σε μια εξωαστική περιοχή μπορεί να αυξηθεί σε 90-95% σε μια αστική) δηλαδή το 90-95% της βροχής μετατρέπεται σε απορροή! Αυτό σημαίνει ότι μια συγκεκριμένη βροχόπτωση αποδίδει πολύ μεγαλύτερη ποσότητα απορροής τώρα απ' ότι στο παρελθόν.
- Η εξαφάνιση πρακτικά του υδρογραφικού δικτύου μέσα στις πόλεις όπου τα ρέματα έχουν καλυφθεί από δρόμους, πλατείες και σπίτια.
- Η ανεπάρκεια των ρεμάτων που έχουν απομείνει να αναλάβουν την αυξημένη (όπως εξηγήθηκε πριν) απορροή και μάλιστα με μειωμένη συνήθως διατομή, αφού τα περισσότερα είναι μπαζωμένα ή έχουν δομηθεί παράνομα. Θα πρέπει να αναφερθεί εδώ ότι είναι ευχής έργο που υπερχειλίζουν οι δρόμοι, τα υπόγεια κλπ και τα νερά όλα δεν καταλήγουν στους φυσικούς τους αποδέκτες. Γιατί αν συνέβαινε αυτό τότε θα είχαμε μεγαλύτερες καταστροφές και θα θρηνούσαμε περισσότερα θύματα. Οι πλημμυρισμένοι δρόμοι κλπ που βλέπουμε κατά τη διάρκεια των πλημμυρών δρουν ανακουφιστικά στην περίπτωση αυτή.
- Η ανεπάρκεια των δικτύων ομβρίων που είναι παλαιά και μελετημένα για άλλες συνθήκες. Αναφερόμαστε στο πρωτεύον δίκτυο, γιατί το δευτερεύον και ιδιαίτερα το τριτεύον δίκτυο είναι ανύπαρκτα σε πολλές περιοχές. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα με την παραμικρή βροχή να πλημμυρίζουν οι δρόμοι και να δίνουν οι πόλεις μια εικόνα πλήρους αποδιοργάνωσης.
- Η ανεπαρκής συντήρηση των υπαρκτών δικτύων και ο ελλιπής καθαρισμός των φρεάτων. (Τα σκουπίδια, τα μπάζα κλπ που αφήνονται στους δρόμους φράζουν τα φρεάτια με την πρώτη βροχή και επιδεινώνουν περαιτέρω την κατάσταση).
- Οι μελέτες των αντιπλημμυρικών έργων που θα πρέπει να εκσυγχρονισθούν με βάση τις εξελίξεις της επιστήμης και όχι να βασίζονται σε πεπαλαιωμένες εμπειρικές μεθόδους (Rational Formula κλπ). Η επικινδυνότητα της πλημμύρας σχεδιασμού των έργων (π.χ. περίοδος επαναφοράς Τ της πλημμύρας) θα πρέπει να επιλέγεται με προσοχή για κάθε ένα έργο ανάλογα με τον χαρακτήρα του και την σημαντικότητά του από πλευράς παροχής προστασίας, αλλά και την ανάλυση κόστους-οφέλους από το έργο. Δεν πρέπει να δίνονται γενικές συνταγές, αλλά κάθε έργο να σχεδιάζεται με βάση τις ιδιαιτερότητές του.
- Ένα άλλο στοιχείο που πρέπει να τονισθεί εδώ είναι η έλλειψη μετρήσεων (συστηματικών παρατηρήσεων) απορροής σε πολλές πλημμυροπαθείς περιοχές, ιδιαίτερα στις αστικές, π.χ. δεν υπάρχουν συστηματικές μετρήσεις απορροής που να καλύπτουν έναν χρονικό ορίζοντα ικανοποιητικό για σωστές αντιπλημμυρικές μελέτες στον Κηφισό. Το αποτέλεσμα είναι ότι όσο καλά μοντέλα να χρησιμοποιήσει κανείς, αν δεν μπορεί να τα ρυθμίσει με βάση πραγματικές μετρήσεις, μόνον υποθέσεις μπορεί να κάνει και επομένως εκτιμήσεις πλημμυρών και έργων μειωμένης αξιοπιστίας.

Η αντιπλημμυρική προστασία μιας περιοχής μπορεί να γίνει με κατασκευαστικά μέτρα (έργα), με μη - κατασκευαστικά μέτρα, είτε με συνδυασμό των δύο.

Κατασκευαστικά μέτρα (έργα) αντιπλημμυρικής προστασίας
Η αντιπλημμυρική προστασία πρέπει να γίνεται μέσα στα πλαίσια ενός γενικότερου στρατηγικού σχεδιασμού για μία ευρύτερη περιοχή και όχι αποσπασματικά και τοπικά κάθε φορά που υπάρχει πρόβλημα (γιατί είναι σαφές ότι κάθε έργο επηρεάζει τα γύρω του π.χ. ένα έργο στα ανάντη μιας λεκάνης μπορεί να λύνει το τοπικό πρόβλημα, όμως μπορεί να δημιουργεί σοβαρότερο πρόβλημα στα κατάντη). Μέσα στα πλαίσια αυτού του σχεδιασμού, θα πρέπει να συνταχθεί μια συνολική μελέτη εκτίμησης των πλημμυρών και της συχνότητας εμφάνισης τους σε όλα τα κρίσιμα σημεία της περιοχής. Με βάση αυτή τη μελέτη θα πρέπει να χαραχθούν στο χάρτη οι ζώνες ίσης πλημμυρικής επικινδυνότητας (κινδύνου). Αυτό είναι άλλωστε και το ζητούμενο και από πολλές ασφαλιστικές εταιρείες για να εκτιμήσουν τους δικούς τους δείκτες κόστους ασφάλισης. Με βάση αυτά πλέον μπορεί κανείς να σχεδιάσει συνολικά για την ευρύτερη περιοχή τα απαιτούμενα έργα αντιπλημμυρικής προστασίας, τα οποία θα συνεργάζονται και δε θα αχρηστεύει το ένα το άλλο, ανάλογα με το βαθμό κινδύνου στην κάθε περιοχή, δίνοντας σωστά τις προτεραιότητες τους και επιλέγοντας σωστά τις αποδεκτές αστοχίες για κάθε έργο χωριστά.
Για την υλοποίηση της μελέτης αυτής, που αφορά στην εκτίμηση πλημμυρών και ζωνών πλημμυρικής επικινδυνότητας, απαιτούνται τα εξής βασικά στοιχεία:
- Καταγραφή ολόκληρου του δικτύου ομβρίων υδάτων με χρήση μεθόδων GIS (Γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών).
- Καταγραφή όλων των ρεμάτων και των περιοχών πλημμυρικής κατάκλισης που διασχίζουν την περιοχή με χρήση μεθόδων GIS.
- Υδρολογική μελέτη για όλα τα κύρια ρέματα της πόλης (εκτίμηση λεκανών απορροής, παροχών αιχμής, πλημμυρικού όγκου για διάφορες περιόδους επαναφοράς Τ=2, 5, 10, 50, 100 χρόνια).
- Εκτίμηση ζωνών επικινδυνότητας (περιοχές ίσου πλημμυρικού κινδύνου).
- Υδραυλική μελέτη που αφορά στην εκτίμηση της επάρκειας διατομών και στάθμης σε κρίσιμες θέσεις. Εντοπισμός και αποτύπωση κρίσιμων περιοχών. Ομοίως εκτίμηση επάρκειας δικτύου ομβρίων και εντοπισμός κρισίμων θέσεων.
- Μελέτη ομβρίων καμπυλών για ισχυρές καταιγίδες μικρής διάρκειας και για διάφορες περιόδους επαναφοράς Τ=2, 5, 10, 50, 100 χρόνια.
- Εκτίμηση της επάρκειας των υφιστάμενων δικτύων-ρεμάτων και ενδεχομένως ενδεικνυόμενες τροποποιήσεις ή σχεδίαση νέων όπου χρειάζεται.
- Προτάσεις που θα περιλαμβάνουν τόσο κατασκευαστικά όσο και μη κατασκευαστικά μέτρα για την αντιπλημμυρική θωράκιση της περιοχής.
- Πρόγραμμα ιεράρχησης έργων και μέτρων ανάσχεσης πλημμυρών.
Εδώ θεωρώ σκόπιμο να επαναλάβω γνωστά ίσως πράγματα που όμως πρέπει να διασαφηνίζονται. Δηλαδή, τι εννοούμε υδρολογικό (αντιπλημμυρικό) σχεδιασμό έργου.
Υδρολογικός σχεδιασμός αντιπλημμυρικού έργου είναι η εκτίμηση της πλημμύρας σχεδιασμού του έργου και η διαστασιολόγηση του με βάση αυτήν την πλημμύρα. Πλημμύρα σχεδιασμού είναι εκείνη που αν εμφανιστεί μία τουλάχιστον φορά πλημμύρα ίση ή μεγαλύτερη απ' αυτήν, το έργο θα αστοχήσει (θα υπερπηδηθεί). Περίοδος επαναφοράς σχεδιασμού Τ είναι η μέση χρονική περίοδος επανάληψης μιας πλημμύρας ίσης ή μεγαλύτερης από την πλημμύρα σχεδιασμού. Αστοχία του έργου r είναι η πιθανότητα να αστοχήσει και να καταστραφεί πλημμυρίζοντας τις περιοχές που προφυλάσσει, μέσα σε δεδομένο χρονικό διάστημα n ετών, που μπορεί π.χ. να είναι ο χρόνος για τον οποίο έχει σχεδιασθεί να παρέχει προστασία. Η αστοχία r συνδέεται με την περίοδο επαναφοράς T με τη σχέση: r=1-(1-1/T)n. [4].
Όταν λέμε περίοδος επαναφοράς σχεδιασμού 10-ετίας, εννοούμε ότι η πλημμύρα σχεδιασμού του έργου μπορεί να συμβεί και να υπερβληθεί κάθε χρονική στιγμή με πιθανότητα 10%. Η αστοχία του ίδιου έργου στην ωφέλιμη ζωή του, που μπορεί π.χ. να είναι 30 χρόνια, είναι σχεδόν 100%, που σημαίνει ότι σχεδόν σίγουρα θα αστοχήσει.
Ο αντιπλημμυρικός σχεδιασμός ξεκινά με την εκτίμηση της καταιγίδας σχεδιασμού από την οποία προκύπτει η πλημμύρα. Κριτήρια σχεδιασμού (επιλεγόμενα από τον μηχανικό) είναι:
α) Η διάρκεια της καταιγίδας, η οποία σχετίζεται με τον όγκο απορροής. Επιλέγεται μεγάλη διάρκεια όταν το έργο που κατασκευάζεται έχει πρόβλημα με το όγκο (π.χ. ταμιευτήρες) ή μικρή διάρκεια όταν το πρόβλημα είναι στην αιχμή της πλημμύρας (π.χ. δίκτυα ομβρίων). Η δυσμενέστερη δε αιχμή προκύπτει από δυσμενοποίηση της χρονικής κατανομής της καταιγίδας.
β) Η περίοδος επαναφοράς της καταιγίδας. Για Τ<500 χρόνια είναι γνωστό ότι η περίοδος της προκύπτουσας πλημμύρας είναι μικρότερη από αυτήν της καταιγίδας που την προκάλεσε (π.χ. σε καταιγίδα 80-ετίας αντιστοιχεί πλημμύρα 50-ετίας) [4].
Με βάση τη διάρκεια και την περίοδο επαναφοράς από τις όμβριες καμπύλες (καμπύλες που συνδέουν τη διάρκεια, την περίοδο επαναφοράς και την ένταση της βροχής) της περιοχής υπολογίζεται η ένταση της καταιγίδας σχεδιασμού. Δεχόμενοι ένα λογικό ποσοστό απωλειών εδάφους (πολύ μικρό για μεγάλες περιόδους επαναφοράς), μπορούμε να εκτιμήσουμε την ενεργό βροχόπτωση και από αυτή με βάση ένα μοντέλο λεκάνης (π.χ. μοναδιαίο υδρογράφημα αν η λεκάνη είναι γραμμική) υπολογίζεται η πλημμύρα σχεδιασμού.

Μη κατασκευαστικά μέτρα αντιπλημμυρικής προστασίας
Η αντιμετώπιση των πλημμυρών όμως δεν γίνεται μόνο με έργα, δηλαδή μόνο με κατασκευαστικά μέτρα. Υπάρχει και άλλη μία φάση αντιπλημμυρικής προστασίας, που βασίζεται κυρίως σε μέτρα πρόληψης. Βασική θέση στα μέτρα αυτά κατέχουν τα συστήματα πρόγνωσης ισχυρών καταιγίδων και πλημμυρών, έγκαιρης προειδοποίησης και σχεδιασμού ενός συστήματος έκτακτης ανάγκης σχετικά με τις πλημμύρες. Η αξιόπιστη πρόγνωση βέβαια προϋποθέτει την εγκατάσταση αυτόματων τηλεμετρικών σταθμών μέτρησης βροχής-απορροής σε κατάλληλες θέσεις, όπως και τη χρήση οργάνων εκτός εδάφους π.χ. ραντάρ, δορυφόρων κλπ, ενέργειες όμως που και στην Ελλάδα μπορούν να γίνουν πλέον, αφού υπάρχουν πολυετείς έρευνες και μελέτες μας πάνω σ' αυτές τις εφαρμογές.
Πιο συγκεκριμένα, τα βήματα για την υλοποίηση της προσέγγισης αυτής, που αφορά στην επιχειρησιακή πρόληψη και αντιμετώπιση πλημμυρικών καταστροφών είναι τα ακόλουθα:
· Εγκατάσταση αυτοματοποιημένου τηλεμετρικού δικτύου παρακολούθησης των παραμέτρων βροχής- απορροής κατάλληλα σχεδιασμένου σε κρίσιμες θέσεις.
· Ανάπτυξη λογισμικού συλλογής και επεξεργασίας των δεδομένων.
· Ρύθμιση κατάλληλου μοντέλου προσομοίωσης του μετασχηματισμού της βροχής σε πλημμυρική απορροή για αστικές περιοχές.
· Εξαγωγή συμπερασμάτων από την εφαρμογή του προαναφερθέντος μοντέλου και αξιολόγηση των αποτελεσμάτων για τις κρίσιμες θέσεις.
· Ανάπτυξη συστήματος πρόγνωσης και παρακολούθησης ισχυρών καταιγίδων και πλημμυρών σε πραγματικό χρόνο, με χρήση κατάλληλου μετεωρολογικού ραντάρ ή (και) δορυφόρου και δικτύου επίγειων σταθμών.
· Ανάπτυξη συστήματος προειδοποίησης πλημμυρικού κινδύνου και κατάρτιση σχεδίων έκτακτης ανάγκης (σε συμφωνία και με το υπάρχον κεντρικό σχέδιο).
· Επιχειρησιακή οργάνωση της Τοπικής Αυτοδιοίκησης ή άλλου φορέα της περιοχής για την πρόληψη και την αντιμετώπιση των πλημμυρικών καταστροφών.
Ειδικότερα για τη χρήση του μετεωρολογικού ραντάρ ως βασικού εργαλείου για την πρόγνωση - προειδοποίηση πλημμυρών θα αναφερθώ επί τροχάδην στην εμπειρία μας από τα ερευνητικά προγράμματα της Ευρωπαϊκής Ένωσης στα οποία εργαζόμαστε από το 1991 (τρία διαδοχικά προγράμματα):
· 1991-1993, Weather Radar and Storm and Flood Hazards sponsored by the EU, EPOCH, ENVIRONMENT & CLIMATE, DG XII
· 1993-1995, Storm, Floods and Radar Hydrology, sponsored by the EU, ENVIRONMENT & CLIMATE, DG XII
· 1996-1999, Hydrological and Hydrometeorological Systems for Europe (HYDROMET), sponsored by the EU, ENVIRONMENT & CLIMATE, DG XII
Στα παραπάνω προγράμματα χρησιμοποιήθηκε ένα μετεωρολογικό ραντάρ στη Λάρισα και η περιοχή μελέτης ήταν όλος ο θεσσαλικός κάμπος και η λεκάνη απορροής του Πηνειού ποταμού, μια περιοχή που όπως εξηγήθηκε προηγουμένως, είναι ιδιαίτερα πλημμυροπαθής. Το ραντάρ μετρά τις ανακλαστικότητες (R) των υδροσταγονιδίων της ατμόσφαιρας σε διαδοχικές χρονικές στιγμές, όπως φαίνεται στο Σχήμα 16.

Σχήμα 16: Διαδοχικά πεδία ανακλαστικοτήτων από το Radar.

Αυτές τις μετατρέπει με βάση τη σχέση Z-R σε ένταση βροχής (Ζ). Ακολουθείται μια διαδικασία [5] για εκτίμηση της ωριαίας βροχόπτωσης σε κάθε στοιχείο του κανάβου (2x2 km2) που έχει χωρισθεί όλη η περιοχή, με παράλληλη χρήση και στοιχείων επίγειων σταθμών μέτρησης βροχής (merging), σύμφωνα με το Σχήμα 17.

Σχήμα 17: Πεδίο βροχής radar (α) μη ρυθμισμένο (β) ρυθμισμένο με επίγεια βροχόμετρα.

Έχοντας την εικόνα (image) των βροχοπτώσεων κάτω από την ομπρέλα του ραντάρ στη χρονική στιγμή t0 μπορεί κανείς να προβλέψει την εικόνα και τις εντάσεις στην επόμενη χρονική στιγμή t1 κ.ο.κ., όπως φαίνεται στο Σχήμα 18, χρησιμοποιώντας τα μοντέλα πρόγνωσης βροχής που έχουν αναπτυχθεί [6].

Σχήμα 18: Σύγκριση του παρατηρημένου πεδίου βροχόπτωσης του ραντάρ (αριστερά) και αυτού που προήλθε από πρόγνωση για χρονικό βήμα 110 λεπτών.

Στη συνέχεια και με βάση τις επιφανειακές βροχοπτώσεις και την πρόγνωση τους λίγες ώρες μπροστά, μπορεί κανείς χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο λεκάνης π.χ. ΗΕC1, να εκτιμήσει τα πλημμυρογραφήματα σε ορισμένα κρίσιμα σημεία του ποταμού και να κάνει προγνώσεις 2-4 και 6 ώρες μπροστά. Στο Σχήμα 19 μπορεί κανείς να δει μια απ' αυτές τις προγνώσεις πλημμυρών για το Θεσσαλικό κάμπο [7].

Σχήμα 19: Εξάωρη πρόγνωση πλημμύρας με χρήση δεδομένων ραντάρ-βροχόμετρου.

 

Θα πρέπει να επισημάνω εδώ ότι με τη χρήση του ραντάρ μεγαλώνουμε το χρόνο πρόγνωσης της καταιγίδας ξεφεύγοντας από το χρόνο συρροής της λεκάνης και ως εκ τούτου βελτιώνουμε την ποιότητα της πρόγνωσης και προειδοποίησης για ενδεχόμενη πλημμύρα. Για παράδειγμα, στην πλημμύρα της 21-22 Οκτωβρίου 1994 για την περιοχή της Θεσσαλίας, αν χρησιμοποιούσαμε σε πραγματικό χρόνο το αναπτυχθέν σύστημα, θα μπορούσε να υπάρχει χρόνος πρόγνωσης της τάξεως των 8-9 ωρών πριν την επισύμβαση της αιχμής της πλημμύρας, που φαίνεται στο Σχήμα 14.
Ένα σύστημα πρόγνωσης - προειδοποίησης πλημμυρών στηριζόμενο σε μετεωρολογικό ραντάρ είναι ένα σύγχρονο μη κατασκευαστικό μέτρο αποτελεσματικής προστασίας που εφαρμόζεται με επιτυχία σε αστικά κέντρα στο εξωτερικό π.χ. στη Μασσαλία. Προτείνουμε δε τη χρήση του και στην Αττική. Βέβαια λόγω της έλλειψης μετρήσεων απορροής στην περιοχή, ίσως η χρησιμότητα του με υψηλή αξιοπιστία να περιορίζεται προς το παρόν μόνο στην πρόγνωση καταιγίδας. Αλλά και αυτό είναι σημαντικό όταν λειτουργεί σε πραγματικό χρόνο και μπορεί με ένα σχετικά απλό σύστημα (π.χ. ραδιόφωνο, TV κλπ) να γίνεται προειδοποίηση για περιοχές της Αττικής που κινδυνεύουν περισσότερο από άλλες (επικέντρωση καταιγίδας - storm tracking) έτσι ώστε να μπορούν να παρθούν απλά μέτρα π.χ. φύλαξη αυτοκινήτων, εγκατάλειψη υπογείων κλπ.
Τελειώνοντας, πρέπει να αναφερθεί ότι το κόστος για την εφαρμογή τέτοιων συστημάτων είναι σημαντικό, οπωσδήποτε όμως είναι πολύ μικρότερο από το κόστος των πλημμυρικών καταστροφών που υπάρχουν κάθε χρόνο και το κόστος της πληθώρας των αντιπλημμυρικών έργων που εξακολουθούν και κατασκευάζονται άναρχα σε όλη την Ελλάδα, χωρίς ένα γενικό στρατηγικό σχεδιασμό.
6. ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ ΚΑΙ ΠΛΗΜΜΥΡΕΣ
Η επίδραση του ανθρώπου στο κλίμα που προσέλκυσε το μεγαλύτερο ενδιαφέρον των ερευνητών τις δύο προηγούμενες δεκαετίες ήταν το "φαινόμενο του θερμοκηπίου", που προκαλείται από την αύξηση της συγκέντρωσης αερίων θερμοκηπίου, κυρίως CO2 και άλλων ιχνοστοιχείων όπως Ν2Ο, CH4 και CFCs στην ατμόσφαιρα. Η αύξηση αυτή έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της ακτινοβολίας της γης που διαφεύγει στο διάστημα με συνέπεια την αύξηση της θερμοκρασίας της κατώτερης ατμόσφαιρας και της επιφάνειας της γης. Ήδη έχει παρατηρηθεί ότι η μέση θερμοκρασία του πλανήτη έχει αυξηθεί κατά 1 οC περίπου από τις αρχές του αιώνα. Σύμφωνα με τα χρησιμοποιούμενα μέχρι σήμερα κλιματικά μοντέλα ο διπλασιασμός της συγκέντρωσης CO2 θα οδηγήσει σε μέση αύξηση της θερμοκρασίας κατά 3.0 οC με πιθανή απόκλιση ± 1.5 οC στα επόμενα 50 έως 100 χρόνια. Αυτή η κλιματική αλλαγή, η οποία διαφοροποιείται από τη συνήθη κλιματική μεταβλητότητα που οφείλεται στη μεταβολή των φυσικών συνθηκών, ορίζεται ως μία συστηματική διαφοροποίηση των κλιματικών μεταβλητών, που μπορεί να οφείλεται τόσο σε μεταβολές των φυσικών συνθηκών όσο και σε ανθρώπινες δραστηριότητες [8].
Προφανώς, υπάρχει μεγάλη αβεβαιότητα στις προβλέψεις σχετικά με την κλιματική αλλαγή, κυρίως όσον αφορά στα ποσοστά αύξησης της παγκόσμιας θερμοκρασίας. Ωστόσο και με βάση τις τελευταίες εκτιμήσεις των αρμόδιων κλιματολογικών κέντρων και ινστιτούτων, υπάρχει αυξημένη πλέον βεβαιότητα για την κλιματική αλλαγή με άνοδο της θερμοκρασίας, αλλά τα διάφορα σενάρια μέσα από τα οποία θα ποσοτικοποιηθεί η μεταβολή αυτή, ποικίλουν στις διάφορες μαθηματικές και φυσικές προσεγγίσεις του θέματος.
Υπάρχουν πολλά ερευνητικά κέντρα που ασχολούνται με αυτήν την ποσοτικοποίηση της μεταβολής του κλίματος, χρησιμοποιώντας μαθηματικά μοντέλα, τα οποία ποικίλουν από άποψη πολυπλοκότητας. Η ποικιλία αυτή οφείλεται κυρίως στις υποθέσεις, παραδοχές και απλοποιήσεις που γίνονται κάθε φορά στην προσπάθεια να μελετηθεί η εκάστοτε παράμετρος από το ευρύ φάσμα των κλιματικών αλλαγών. Το Hadley Center στη Μ. Βρετανία, το Deutsches Klimarechenzentrum στη Γερμανία, το CSIRO στην Αυστραλία, το Canadian Center for Climate Modelling and Analysis Καναδά είναι μερικά από τα διεθνούς κύρους ερευνητικά κέντρα, σενάρια των οποίων χρησιμοποιήθηκαν σε υδρολογικές μελέτες του Ελλαδικού χώρου.
Τα σενάρια αυτά ποσοτικοποιούν τις αλλαγές στις βασικές κλιματικές μεταβλητές (π.χ. θερμοκρασία, κατακρήμνιση, σχετική υγρασία, εξατμισοδιαπνοή κλπ) και αναφέρονται σε μελλοντικά έτη (τα επονομαζόμενα "έτη στόχους"), συνήθως το 2020, 2050 και 2080. Τελευταία, έχουν κατασκευαστεί σενάρια για τα ίδια έτη, τα οποία λαμβάνουν υπόψη τους την περίπτωση εφαρμογής του πρωτοκόλλου του Κιότο.
Πιο συγκεκριμένα, για την Ελλάδα και με βάση τα σενάρια που φαίνονται στο Σχήμα 20, αναμένεται αύξηση της θερμοκρασίας για όλους τους μήνες του χρόνου [9]. Αυτό συμβαίνει για όλα τα έτη-στόχους (2020, 2050 και 2080) και μάλιστα όσο προχωρά ο χρονικός ορίζοντας, οι αυξήσεις στη θερμοκρασία γίνονται μεγαλύτερες. Ιδιαίτερα το καλοκαίρι προμηνύεται επιδείνωση της ξηρασίας και αυξημένες ανάγκες σε νερό.

Σχήμα 20: Αύξηση της Θερμοκρασίας σε 0C σύμφωνα με το σενάριο HadCM2 για 3 διαφορετικά έτη στόχους (2020, 2050 και 2080).

Η κατακρήμνιση παρουσιάζει σημαντική μείωση, ιδιαίτερα τους καλοκαιρινούς μήνες, μείωση που αγγίζει το 100% τον μήνα Αύγουστο σύμφωνα με το Σχήμα21.

Σχήμα 21: Αλλαγή στη κατακρήμνιση (%) σύμφωνα με το σενάριο HadCM2 για 3 διαφορετικά έτη στόχους (2020, 2050 και 2080).

Οι αλλαγές στη θερμοκρασία και την κατακρήμνιση που περιγράφηκαν παραπάνω ελήφθησαν υπόψη και με την βοήθεια υδρολογικών μοντέλων μελετήθηκαν οι επιπτώσεις τους στον υδρολογικό κύκλο. Η μεταβλητή που ενδιαφέρει περισσότερο είναι ασφαλώς η απορροή. Όπως φαίνεται και από το Σχήμα 22, σχεδόν σε όλους τους μήνες του έτους παρατηρείται μείωση της απορροής, η οποία κυμαίνεται γύρω στο 40%, μπορεί όμως να φτάσει και το 60% για κάποιους μήνες (π.χ. Νοέμβρη). Η αύξηση της απορροής που παρατηρείται σε ορισμένους χειμερινούς μήνες, αναμένεται να έχει ως αποτέλεσμα την επιδείνωση της συχνότητας και δριμύτητας των πλημμύρων. Δηλαδή θα υπάρξει το παράδοξο να έχουμε επιδείνωση της ξηρασίας και της λειψυδρίας το καλοκαίρι και παράλληλα αύξηση των ακραίων πλημμυρικών φαινομένων τον χειμώνα.

Σχήμα 22: Αλλαγή στην Απορροή (%) σύμφωνα με το σενάριο HadCM2 για 3 διαφορετικά έτη στόχους (2020, 2050 και 2080).

Ιδιαίτερα σημαντικές είναι οι επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στο μέγεθος των πλημμυρών [10]. Πιο συγκεκριμένα, εκτιμήθηκε ότι θα υπάρξει αύξηση των αιχμών των πλημμυρών, της τάξης του 10% για περίοδο επαναφοράς 10 ετών, ποσοστό που αυξάνεται με την περίοδο επαναφοράς, π.χ. για την 1000 - ετία κυμαίνεται από 20% έως 75% ανάλογα με το σενάριο, όπως φαίνεται στο Σχήμα 23. Ανάλογα είναι τα συμπεράσματα που προκύπτουν από τον Πίνακα 2, όπου δίνεται η μεταβολή της παροχής για τα δύο σενάρια, σε σύγκριση με την ιστορική παροχή, σε απόλυτα μεγέθη (m3/s). Το γεγονός αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία για την αντιπλημμυρική προστασία τόσο των αστικών όσο και των αγροτικών περιοχών.

Σχήμα 23: Ποσοστιαία % μεταβολή των παροχών για τα σενάρια PIK και HadCM2050 για περιόδους επαναφοράς 10, 20, 100 και 1000 ετών.

Πίνακας 2: Σύγκριση παροχών ιστορικής χρονοσειράς με παροχές σεναρίων HadCM2050 και PIK για περιόδους επαναφοράς 10, 20, 100 και 1000 ετών.

Εκτός από το φαινόμενο της κλιματικής αλλαγής που αναλύθηκε πιο πάνω, τελευταία υπάρχει αυξημένο ενδιαφέρον και για τις επιπτώσεις των αλλαγών χρήσεων γης σε διάφορες συνιστώσες του υδρολογικού κύκλου και κυρίως στην απορροή και τις πλημμύρες. Με τον όρο "χρήση γης" νοείται κάθε είδους φυσική ή τεχνητή δομή που καλύπτει την επιφάνεια του εδάφους όπως π.χ. αγροτικές καλλιέργειες, δασικές και αστικές εκτάσεις, βιομηχανικές ζώνες κ.α. Δύο γνωστές σε όλους μας αλλαγές χρήσης γης είναι αυτές της αστικοποίησης, της επέκτασης δηλαδή της αστικής γης πάνω σε άλλες χρήσεις και της αποδάσωσης, δηλαδή της μετατροπής δασικών εκτάσεων σε καμένη γη ή σε άλλες χρήσεις.
Μέχρι πριν λίγα χρόνια ήταν πολύ δύσκολη έως αδύνατη η μοντελοποίηση των επιπτώσεων των αλλαγών χρήσεων γης. Συνήθως, η αλλαγή χρήσης αντιστοιχίζονταν σε αλλαγή ενός συντελεστή απορροής που εφαρμόζονταν καθολικά σε ολόκληρη τη λεκάνη απορροής, ή στην καλύτερη περίπτωση τοπικά σε κάθε υπολεκάνη. Τα τελευταία όμως, χρόνια η αύξηση της υπολογιστικής ισχύος των ηλεκτρονικών υπολογιστών, έδωσε τη δυνατότητα αναλυτικής προσομοίωσης κάθε συνιστώσας του υδρολογικού κύκλου, χρησιμοποιώντας ολοένα και περισσότερο αναλυτικά δεδομένα. Πολλά από τα υπάρχοντα μοντέλα μεταφέρθηκαν σε περιβάλλον Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS), επιτρέποντας τα στοιχεία χρήσεων γης να εισάγονται με τη μορφή ψηφιακών χαρτών.
Μια τέτοια ερευνητική εργασία έγινε στη λεκάνη του ποταμού Πηνειού στη Θεσσαλία, στη θέση Αλή Εφέντη [10], όπου μελετήθηκε η επίδραση τριών διαφορετικών σεναρίων στην απορροή του ποταμού. Τα σενάρια αυτά αφορούσαν Α) στην επέκταση της αγροτικής γης εις βάρος των δασικών εκτάσεων, Β) στην αποδάσωση μιας υπολεκάνης και Γ) στην επέκταση της αστικής γης εις βάρος των καλλιεργειών και της δασικής γης. Οι ψηφιακοί χάρτες που χρησιμοποιήθηκαν ως δεδομένα εισόδου δίνονται στο Σχήμα 24.

Σχήμα 24: Ψηφιακοί χάρτες χρήσεων γης για την αρχική κατάσταση και τα τρία σενάρια αλλαγών.

Στο Σχήμα 25 δίνονται οι μεταβολές που παρατηρήθηκαν στις πλημμύρες για διάφορες περιόδους επαναφοράς, όπως προέκυψαν με προσαρμογή της κατανομής Gumbel μεγίστων στα αποτελέσματα του σεναρίου αποδάσωσης. Εύκολα παρατηρεί κανείς ότι για κάθε περίοδο επαναφοράς η αντίστοιχη πλημμύρα εμφανίζει αύξηση της τάξης του 3.5-4.5 %. Η μείωση του ποσοστού με την αύξηση της περιόδου επαναφοράς, θα πρέπει να εξεταστεί λαμβάνοντας υπόψη την αύξηση της απορροής με την περίοδο επαναφοράς. Η πλημμύρα 100-ετίας δηλαδή, είναι πολλαπλάσια σε ένταση από την πλημμύρα 10-ετίας και συνεπώς ακόμα και μια μικρή αύξηση σε αυτή μπορεί να είναι ιδιαίτερα καταστροφική.

Σχήμα 25: Ποσοστό μεταβολής της πλημμύρας για περίοδο επαναφοράς 10, 20, 100 και 1000 ετών, σύμφωνα με το σενάριο της αποδάσωσης.

Η διαδικασία αυτή μπορεί να εφαρμοστεί σε αρκετές περιοχές του ελλαδικού χώρου, αρκεί να υπάρχουν τα απαραίτητα υδρολογικά και χαρτογραφικά στοιχεία για τη λειτουργία του μοντέλου. Δίνεται έτσι η δυνατότητα ποσοτικοποίησης του πλημμυρικού κινδύνου κάτω από συνθήκες αλλαγής χρήσεων γης. Μπορούν, δηλαδή, πλέον οι τοπικοί φορείς, αλλά και κάθε ενδιαφερόμενος, να γνωρίζει πώς μια τυχαία (π.χ. πυρκαγιά) ή προγραμματισμένη (π.χ. αποψίλωση μιας δασικής έκτασης) ενέργεια που αλλάζει το μοτίβο χρήσεων γης μιας περιοχής, μπορεί να αυξήσει ή να μειώσει τον κίνδυνο από πλημμύρα σε κάθε σημείο της ευρύτερης περιοχής και μάλιστα το συγκεκριμένο ποσοστό μεταβολής αυτού του κινδύνου.

Κλείνοντας αυτή τη σύντομη ανάλυση του πλημμυρικού καθεστώτος στην Ελλάδα, τα σπουδαιότερα σημεία που πρέπει να σταθούμε είναι τα εξής:
· Η Ελλάδα είναι μια εξαιρετικά πλημμυροπαθής χώρα, με αρκετές περιοχές υψηλού κινδύνου, ανάμεσα στις οποίες και μεγάλα αστικά κέντρα όπως είναι η Αθήνα αλλά και αγροτικές περιοχές όπως η πεδιάδα της Θεσσαλίας. Οι πλημμύρες που καταγράφονται σε αυτές τις περιοχές οφείλονται κατά κύριο λόγο σε φυσικά αίτια, έχουν όμως επιδεινωθεί σημαντικά εξαιτίας των ανθρώπινων παρεμβάσεων, με κυριότερες την άναρχη οικοδόμηση και την αποδάσωση (κυρίως λόγω πυρκαγιών).
· Όπως όλα δείχνουν, τα προβλήματα αυτά αναμένεται να ενταθούν στο μέλλον, με βάση τα σενάρια κλιματικής αλλαγής. Η μοντελοποίηση των στοιχείων αυτών των σεναρίων στην Ελλάδα έδωσε προβλέψεις για μακροπρόθεσμα σημαντικές αυξήσεις στις πλημμυρικές απορροές.
· Αν και οι πλημμύρες αποτελούν μια από τις σοβαρότερες φυσικές καταστροφές στην Ελλάδα, έχουν γίνει πολύ λίγες ενέργειες προς την κατεύθυνση της αντιμετώπισής τους. Τα αποσπασματικά μέτρα αντιμετώπισης των καταστροφών που συνήθως λαμβάνονται εκ των υστέρων, ελάχιστα έχουν συμβάλλει στην αντιμετώπιση του προβλήματος των πλημμυρών. Ο κρατικός μηχανισμός αναλώνεται σήμερα σε μέτρα θεραπείας των αποτελεσμάτων και όχι πρόληψης των καταστροφών.
Για τη σωστή αντιμετώπιση του προβλήματος απαιτείται η ολοκληρωμένη και επιστημονική προσέγγιση του προβλήματος των πλημμυρών. Τη βάση μπορεί να αποτελέσει η υποδομή της Εθνικής Τράπεζας Υδρολογικής και Μετεωρολογικής Πληροφορίας, με αξιοποίηση των υπάρχοντων υδρολογικών στοιχείων και ψηφιακών χαρτών, προς την κατεύθυνση της εύρεσης των περιοχών που παρουσιάζουν αυξημένο κίνδυνο πλημμύρας (Ζωνοποίηση Πλημμυρικού Κινδύνου). Κατόπιν θα πρέπει να ακολουθήσει οργανωμένη πολιτική προστασίας αυτών των περιοχών που θα περιλαμβάνει κατασκευαστικά και μη κατασκευαστικά μέτρα.

• Mimikou, M., (2000). Εθνική Τράπεζα Υδρολογικής και Μετεωρολογικής Πληροφορίας [ΕΤΥΜΠ]. Τελική έκθεση χρηματοδοτούμενη από το Ταμείο Συνοχής και το Υ.ΠΕ.ΧΩ.ΔΕ. (1997-2000).
• 2. Lagouvardos K., V. Kotroni, S. Dobrivic, and G. Kallos, The storm of 21-22 October 1994 over Greece: Observations and model results, Fifth International Conference on Precipitation, Elunda, Greece, June 1995.
• 3. Mimikou, M. and Koutsogiannis, D., (1995). Extreme Floods in Greece: The case of 1994. Proc. Research Workshop on the Hydrometeorology, Impacts and Management of Extreme Floods, US-NSF and Italian Research Council, Nov. '95, Perugia, Italy.
• 4. Μιμίκου, Μ., (1994). Τεχνολογία Υδατικών Πόρων, 564 σελ. (Δίτομο Βιβλίο, Εκδότης: Παπασωτηρίου). Μέρος Ι. Στοιχεία Ανάλυσης Υδατικών Συστημάτων και Μέρος ΙΙ. Υδρολογικός Σχεδιασμός και Βελτιστοποίηση Υδατικών Συστημάτων.
• 5. Mimikou, M., Baltas., E., and Anagnostou, E., (1994). Rainfall Estimation by Using Weather Radar and Raingages. Technica Chronica, GTC, A, Vol. 14, No.2: 129 - 144.
• 6. Baltas, E., and Mimikou, M., (1994). Short - term Rainfall Forecasting by using Radar Data. International Journal of Water Resources Development, Vol.10, No. 1: 67-77.
• 7. Mimikou, M., Baltas, E., (1996). Flood Forecasting Based on Radar Rainfall Measurements. Journal of Water Resources Planning and Management, ASCE, Vol.122, No.3, ISSN 0733 - 9496, JWRMD5: 151 - 156.
• 8. Mimikou, M., (1993). Climatic Change. Chapter 3 of the Book: Environmental Hydrology. Kluwer Academic Publishers (Editor Prof. Dr. V.P. Singh), (invited contribution), pp. 69 - 106.
• 9. Mimikou, M., Baltas., E., Varanou, E., and Pantazis., K, (2000). Regional Impacts of Climate Change on Water Resources Quantity and Quality Indicators. Journal of Hydrology, Elsevier Publ. Co., 234(2000): 95 - 109.
• 10. Mimikou, M.A., Varanou, E. and Pikounis, M., (2001). Climate and Land Use Change Impacts on Flood Flows in Greece. Int. Conference on Water Resources Management in Arid Regions, 23 - 27 March 2002, Kuwait.