Υπολογισμός του δείκτη τρωτότητας των παραλιακών ζωνών της Ελλάδος με βάση ωκεανογραφικά και γεωλογικά στοιχεία

Abstract

The Beach Vulnerability Index (BVI) aims in assessing the vulnerability of a beach zone to erosion. This assessment uses a numerical approximation of the processes that control the evolution of a beach zone, as the sediment supply from the land or the amount of sediment that enters or is removed from the beach zone by the nearshore currents. The processes that control the evolution of a beach zone is the sediment transport by currents in the breaking zone, the supply of sediments from the erosion of the hydrological basins of the rivers that their mouths exits are located in the beach zoneor sediment from the erosion of landforms found in beach zone, like coastal cliffs and dune fields or transport of sediments by wind. The wave regime controls wave energy, nearshore currents and the wave run up. The Wave run up is a process that determines the area of the beach zone that is affected by the wave action. The parameters that were chosen to describe all these processes are: i) the longshore sediment transport, ii) the crosshore sediment transport, iii) the supply of sediment from rivers, iv) the supply of sediment from erosion of the beach zone landforms, v) the wave run up, vii) the aeolian sediment transport, viii) the retreat of the shoreline due to relative changes in sea level. The calculation of these parameters includes variables such as grain size, the wave height. To calculate the Beach Vulnerability Index (BVI), simple equations were used, which can describe in a very efficient level thecontribution of each variable in the vulnerability of the beach zone, in relation with the parameters considered. For the purposes of the Beach Vulnerability Index 16 beach zone were selected with different physiographic characteristics, in order to as to represent as much as possible the diversity of the Greek coastal environments. The sensitivity analysis applied to the BVI showed that variables that affect the final value of the vulnerability index is i) the significant wave height, ii) the wave breakingheight, iii) the height of the beach zone land boundary, iv) the wind speed, v) the length of the underwater profile, and vi) the grain size distribution in the sea section of the profile. The Beach Vulnerability Index is able to distinguish section of the beach zone, which exhibit greater vulnerability from neighboring or even the entire coastline. It is also possible to compare different beach zones between them, due to the use of dimensionless factors of vulnerability and use descriptive classification of vulnerability, with the use of specific classes resulting from the statistical analysis of results. The key variables for the calculation of the Index are those that derive from the wave characteristics of each coastal zone. While, a variable of great importance is the grain size of the marine section of beach zone.

Ο δείκτης τρωτότητας των παραλιακών ζωνών (BVI, Beach Vulnerability Index) έχει σαν στόχο την εκτίμηση της τρωτότητας μίας παραλιακής ζώνης ως προς την διάβρωση. Η εκτίμηση αύτη γίνετε με μια αριθμητική προσέγγιση των διεργασιών που ελέγχουν την εξέλιξη μίας παραλιακής ζώνης όπως η προσφορά ιζήματος από την χέρσο ή η ποσότητας ιζήματος που εισέρχεται ή απομακρύνεται από την παραλιακή ζώνη μέσω των ρευμάτων. Οι διεργασίες που ελέγχουν την εξέλιξη μίας παραλιακής ζώνης είναι η μεταφορά ιζημάτων από τα ρεύματα στην ζώνη θραύση. Επίσης η προσφορά ιζημάτων από την χέρσο είτε αύτη είναι η ενδοχώρα και οι λεκάνες απορροής των ποταμών που εκβάλουν σε αυτή είτε τα ιζήματα που προέρχονται από τη διάβρωση των γεωμορφών που βρίσκονται στην παραλιακή είτε από την αιολική μεταφορά ιζημάτων. Το κυματικό καθεστώς ελέγχει την κυματική ενέργεια, τα παράκτια ρεύματα αλλά και τη αναρρίχηση του κυματισμού. Η αναρρίχηση του κυματισμού είναι μια διεργασία η οποία καθορίζει το τμήμα της παραλιακής ζώνη που επηρεάζετε από την κυματική δράση. Προκειμένου να περιγραφεί το σύνολο αυτών των διεργασιών επιδέχτηκαν οι παράμετροι του δείκτη με βάση τις οποίες γίνετε ο προσδιορισμός τους και οι οποίες είναι: i) η στερεομεταφορά παράλληλα στην ακτογραμμή, ii) η στερεομεταφορά κάθετα στην ακτογραμμή, iii) η προσφορά ιζήματος από τα ποτάμια, iv) η προσφορά ιζήματος από την διάβρωση της χέρσου, v) το ύψος αναρρίχησης του κυματισμού, vii) η αιολική μεταφορά ιζήματος, viii) η οπισθοχώρηση της ακτογραμμής λόγω της σχετικής μεταβολή της στάθμης της θάλασσας. Στον υπολογισμό των παραμέτρων αυτών περιλαμβάνονται οι μεταβλητές όπως η κοκκομετρία, το ύψος του κύματος εμπεριέχονται στις προαναφερόμενες μεταβλητές. Για τον υπολογισμό του δείκτη τρωτότητας των παραλιακών ζωνών (BVI), χρησιμοποιούνται μαθηματικές σχέσεις, οι οποίες μπορούν να αποτυπώσουν την συνεισφορά της κάθε μεταβλητής στην τρωτότητα της παραλίας, σε σχέση με τις εξεταζόμενες παραμέτρους.Για την εφαρμογή του δείκτη τρωτότητας των παραλιακών ζωνών επιλέχτηκαν 16 παραλιακές ζώνες με διαφορετικά φυσικογεωγραφικά χαρακτηριστικά έτσι ώστε να καλύπτουν κατά το δυνατόν τη διαφορετικότητα των ελληνικών παράκτιων περιβαλλόντων. Από την ανάλυση ευαισθησίας προέκυψε ότι οι μεταβλητές που επηρεάζουν την τελική τιμή του δείκτη τρωτότητας είναι i) το σημαντικό ύψος κύματος, ii) το ύψος κύματος στη θραύση, iii) το ύψος του χερσαίου ορίου, iv) η ταχύτητα του ανέμου, v) το μήκος του υποθαλάσσιου προφίλ και vi) η κοκκομετρία του θαλάσσιου τμήματος της παραλιακής ζώνης. Ο δείκτης τρωτότητας των παραλιακών ζωνών είναι ικανός να διακρίνει τμήματα της παραλιακής ζώνης, τα οποία να εμφανίζουν μεγαλύτερη τρωτότητα από γειτονικά ή ακόμα και από το σύνολο της παραλιακής ζώνης.Επίσης, είναι δυνατή η σύγκριση διαφορετικών παραλιακών ζωνών μεταξύ τους, λόγω της χρήσης αδιάστατων παραγόντων τρωτότητας και με την χρήση περιγραφικών κλάσεων τρωτότητας που προκύπτουν από την στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων. Βασικές μεταβλητές είναι αυτές που ορίζονται από τα κυματικά χαρακτηριστικά της κάθε παραλιακής ζώνης. Μεγάλης σημαντικότητας μεταβλητή είναι η κοκκομετρία του θαλάσσιου τμήματος της παραλιακής ζώνης.