Είναι κοινώς αποδεκτό ότι η κλιματική αλλαγή που απειλεί ολόκληρο τον πλανήτη, είναι ο βασικότερος λόγος πρόκλησης των φυσικών καταστροφικών φαινομένων, όπως οι πλημμύρες.. Τα φαινόμενα αυτά είναι παγκόσμιας κλίμακας και μελετώνται από πολλούς και διαφόρων ειδικοτήτων εμπειρογνώμονες, με στόχο την έγκαιρη πρόβλεψή τους και την δυνατότητα αντιμετώπισής τους ή τουλάχιστον τον μετριασμό των επιπτώσεών τους.
Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας είναι η εφαρμογή των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και των μεθόδων χωρικής ανάλυσης για τον προσδιορισμό των περιοχών που είναι πιο πιθανό να πληγούν από πλημμύρες. Τα αποτελέσματά της θα συγκριθούν με προηγούμενες μελέτες, για να διαπιστωθεί η δυνατότητα δημιουργίας χαρτών πλημμυρικής επιδεκτικότητας με την μέθοδο της αναλυτικής ιεραρχικής διαδικασίας και της γνώσης των ειδικών, σε περιοχές όπου δεν υπάρχουν ιστορικά στοιχεία. Για τις ανάγκες της εργασίας ως περιοχή μελέτης χρησιμοποιείται το νησί της Ρόδου.
Η ακολουθούμενη μεθοδολογία περιλαμβάνει τα παρακάτω στάδια:
• Συλλογή και αποδελτίωση ελληνικών και διεθνών βιβλιογραφικών εργασιών σχετικών με το φαινόμενο των πλημμυρών, τις μεθόδους διερεύνησης της πλημμυρικής επιδεκτικότητας καθώς και των επιπτώσεων που έχουν τα φαινόμενα αυτά στο περιβάλλον και τα έργα υποδομής.
• Διερεύνηση των γεωμορφολογικών, γεωλογικών, υδρογεωλογικών, υδρολογικών και σεισμο-τεκτονικών χαρακτηριστικών της περιοχής. Πραγματοποίηση επίσκεψης στην περιοχή για φωτογραφική τεκμηρίωση και καταγραφή των θέσεων με υφιστάμενα προβλήματα ή και αυτών των θέσεων που παρόλο που επλήγησαν από καταστροφικά φυσικά φαινόμενα, δεν υπέστησαν κάποια ζημιά, χωρίς αυτό να σημαίνει ότι και στο μέλλον θα έχουν την ίδια τύχη.
• Συγκέντρωση όλων των χωρικών δεδομένων και ψηφιοποίηση σχετικών χαρτών για την δημιουργία γεωχωρικής βάσης δεδομένων σε περιβάλλον Γεωγραφικών Πληροφοριακών Συστημάτων (ΓΣΠ).
• Δημιουργία μοντέλου πρόβλεψης πλημμυρικής επιδεκτικότητας με βάση τη μέθοδο της Αναλυτικής Ιεραρχικής Διαδικασίας.
• Διενέργεια χωρικών αναλύσεων με στόχο την εκτίμηση της λειτουργικότητας των έργων υποδομής και εντοπισμός των θέσεων που χρήζουν μεγαλύτερης προστασίας.
• Δημιουργία χαρτών πλημμυρικής επιδεκτικότητας ώστε να οριοθετηθούν ζώνες υψηλής πλημμυρικής επιδεκτικότητας και να εκτιμηθεί η λειτουργικότητα των υφιστάμενων έργων υποδομής εντός των ζωνών αυτών.
• Συλλογή προηγούμενων μελετών που αφορούν στην περιοχή μελέτης και σύγκριση των αποτελεσμάτων τους με την παρούσα εργασία.
Βάσει της παραπάνω μεθοδολογίας δημιουργήθηκε μία βάση γεωχωρικών δεδομένων της Ρόδου με το πρόγραμμα ARCGIS. Προσδιορίστηκαν με βάση την μέθοδο της Αναλυτικής Ιεραρχικής Διαδικασίας (AHP) συντελεστές βαρύτητας για τις οκτώ μεταβλητές που χρησιμοποιήθηκαν όπου και ταξινομήθηκαν από την μεταβλητή με τον μεγαλύτερο στον μικρότερο συντελεστή ως εξής: Τοπογραφικός δείκτης υγρασίας (TWI) - Απόσταση από το υδρογραφικό δίκτυο – Υψόμετρο - Χρήσεις Γης - Ένταση βροχόπτωσης - Μορφολογική κλίση - Γεωλογικοί σχηματισμοί - Εδαφικός τύπος. Κατόπιν προσδιορίστηκαν συντελεστές βαρύτητας για τις κλάσεις της κάθε μεταβλητής αξιοποιώντας ένα σύνολο 54 πλημμυρικών συμβάντων και τη μέθοδο Frequency Ratio (FR) Το προγνωστικό μοντέλο (συνδυασμός μεθόδου AHP και FR) ελέγχθηκε και αξιολογήθηκε ως μοντέλο υψηλής ακρίβειας.
Ο χάρτης πλημμυρικής επιδεκτικότητας ζωνοποιήθηκε σε πέντε κλάσεις: α) πολύ χαμηλή, β) χαμηλή, γ) μέση, δ) υψηλή και ε) πολύ υψηλή επιδεκτικότητα. Εκτιμήθηκε ότι το 2.51% της περιοχής μελέτης αποτελεί περιοχή πολύ υψηλής επιδεκτικότητας, το 9.94% υψηλής επιδεκτικότητας, το 22,77% μέτριας επιδεκτικότητας, ενώ το 31,65% και το 33,14% αποτελεί περιοχή χαμηλής και πολύ χαμηλής πλημμυρικής επιδεκτικότητας αντίστοιχα. Ως προς τη σχετική πυκνότητα των πλημμυρικών συμβάντων που εντοπίζονται εντός της πολύ υψηλής επιδεκτικότητας κλάσης, φτάνει το 72.51%.
Σε ότι αφορά τη χωρική διασπορά της πλημμυρικής επιδεκτικότητας, οι περιοχές που βρίσκονται Βορειοδυτικά, Βόρεια και Βορειοανατολικά της περιοχής μελέτης παρουσιάζουν υψηλή και πολύ υψηλή επιδεκτικότητα, ενώ πολύ χαμηλή επιδεκτικότητα διαπιστώνεται στο κεντρικό και Δυτικό της ερευνηθείσας περιοχής. Το Νότιο τμήμα του νησιού, δηλαδή η δημοτική ενότητα Νότιας Ρόδου εμφανίζει υψηλό κίνδυνο πλημμύρας στις παράκτιες ζώνες του.
Ο χάρτης που προέκυψε από την παρούσα εργασία συγκρίθηκε με τον χάρτη δυνητικού κινδύνου που έχει οριστεί από το ΥΠΕΚΑ. Ο συγκερασμός αυτών των δύο χαρτών επιβεβαίωσε την ορθότητα των αποτελεσμάτων, αφού μόλις το 2,61% της πολύ χαμηλής και χαμηλής επιδεκτικότητας (0,16 και 2,45 αντίστοιχα) που υπολογίστηκε από το μοντέλο AHP-FR, βρίσκεται εντός της ζώνης δυνητικού κινδύνου που έχει οριστεί από το ΥΠΕΚΑ
Επιπλέον, δημιουργήθηκε ο χάρτης πλημμυρικού κινδύνου, από τον οποίο προέκυψε ότι από όλες τις εγκαταστάσεις που βρίσκονται εντός των ζωνών πλημμυρικής επιδεκτικότητας, το 20% συναντάται στις ζώνες υψηλής επιδεκτικότητας και το 5% στις ζώνες πολύ υψηλής επιδεκτικότητας. Αυτό το στοιχείο είναι ζωτικής σημασίας και πρέπει να απασχολήσει άμεσα το κράτος και τις τοπικές αρχές. Οφείλουν να επέμβουν ενημερώνοντας τους άμεσα εμπλεκόμενους πολίτες, αλλά και εντάσσοντας στον οικονομικό προϋπολογισμό τους, κατά προτεραιότητα, έργα αντιπλημμυρικής προστασίας.
It is a common fact that climate changes which threaten the whole planet, is the main reason for causing natural catastrophic phenomena such as floods. These world-wide phenomena are being studied by many and various expert specialists, in order to forecast and prevent them or at least to mitigate their consequences.
The purpose of this postgraduate diploma thesis is the application of Geographical Information Systems and spatial analysis methods to identify the area’s most likely to be affected by floods. The results will be compared to previous studies in order to determine the possibility of flood hazard mapping by using the method of the analytical hierarchy and knowledge of experts, in areas where there is no historical and scientific evidence.
Therefore, this study may be applied in any area. In this paper Rhodes Island is being used as study area.
The methodology which is used for this paper includes the following contents:
• The collection and analysis of Greek and International papers and articles floods. Moreover, it contains the methods which are used in order to conclude with flood risk, as well as the consequences that these phenomena cause at the environment and infrastructure.
• The investigation of the geomorphological, geological, hydrological and earthquake-tectonic characteristics of the area. Also visiting the area in order to collect photographic documents and record the locations with existing problems, as well as those which have not been influenced by catastrophic phenomena, since they might as well lead to similar condition.
• Collection of all spatial data and digitization of the relevant maps in order to create a geospatial database based on the Geographical Information Systems (GIS).
• Creating a prediction model for flood risk based on the Analytical Hierarchical Method.
• Implementation spatial analysis to evaluate the functionality of infrastructure and to identify the areas which require more protection.
• Develop flood risk maps to demarcate the zones of high flood risk, and estimate the functionality of the existing infrastructure within these zones.
• The comparison of previous studies related to the study area with this project.
Based on the above methodology a geospatial database of Rhodes was created with the ARCGIS program. On the basis of the Analytical Hierarchical Method considerable factors were determined , in-between the eight variables which have been used ,and ranked from highest to lowest as follows: TWI - Distance from the hydrographic network - Altitude - Earth uses - Rainfall intensity - Morphological slope - Geological formations - Terrestrial type. Then by using a total of 54 phenomena of radioactivity and the Frequency Ratio method (FR) , determined gravity coefficients for the classes of each variable.
The predictive model (combination of AHP and FR method) was tested and evaluated as a high precision model.
The flood susceptibility map was divided into five classes: a) very low, b) low, c) average, d) high, and e) very high susceptibility. It was estimated that 2.51% of the study area is a very susceptible area, 9.94% of high susceptibility, 22.77% of moderate susceptibility, while 31.65% and 33.14% are areas of low and very low flood susceptibility, accordingly. As for the relative density of the flood events located within the very high susceptibility class, it reached 72.51%.
As far as spatial dispersion of flood susceptibility is concerned, the Northwest, North and Northeast regions of the study area have a high and very high susceptibility, while very low susceptibility is found in the central and western parts of the surveyed area.
The southern part of the island, the municipal unity of South Rhodes, has a high flood risk in its coastal zones.
The map resulting from this work was compared to the Potential Risk Map set up by the Ministry of Environment and Energy. The comparison of these two maps confirmed the accuracy of the results, since only 2.61% of the very low and low susceptibility (0.16 and 2.45 respectively), calculated by the AHP-FR model, is within the potential risk area defined by the Ministry of Environment and Energy.
In addition, a flood risk map was created, which showed that from all facilities in flood risk zones, 20% is found in high susceptibility zones and 5% in very susceptible zones. This is vital and must be of direct concern to the state and local authorities. They must intervene by informing the citizens directly involved for their flood protection projects, but also including them in the financial budget, as a matter of priority.
Εφαρμογή μεθόδων χωρικής ανάλυσης για την προστασία έργων υποδομής έναντι φυσικών καταστροφικών φαινομένων, στη νήσο της Ρόδου. Περιγραφή: ΤΣΑΓΚΑΡΑΤΟΣ_ΛΑΜΠΑΔΑΚΗ_Εφαρμογή μεθόδων χωρικής ανάλυσης_ΔΕ.pdf (pdf)
Book Reader Άδεια: Αναφορά Δημιουργού 4.0 Διεθνές Πληροφορίες: Κυρίως σώμα διπλωματικής και παράρτημα Μέγεθος: 8.7 MB
Εφαρμογή μεθόδων χωρικής ανάλυσης για την προστασία έργων υποδομής έναντι φυσικών καταστροφικών φαινομένων, στη νήσο της Ρόδου. - Identifier: 80593
Internal display of the 80593 entity interconnections (Node labels correspond to identifiers)
Εφαρμογή μεθόδων χωρικής ανάλυσης για την προστασία έργων υποδομής έναντι φυσικών καταστροφικών φαινομένων, στη νήσο της Ρόδου.