Vulnerability of transport infrastructure to extreme weather events in small rural catchments

Across the Mediterranean region, extreme weather events (EWE), such as high-intensity storms causing flooding in small river basins, are one of the most common types of hydrometeorological hazards. Flooding has been associated with severe effects on road networks and a significant number of vehicle-related fatalities, raising concerns regarding the performance of transportation infrastructure during EWEs. Given the expected increase in frequency of such events within the context of climate change, an assessment of its vulnerability is particularly crucial. The work presented herein evaluates the performance of transportation infrastructure during high-intensity storms. This research focuses on small rural catchments, examining the impact of five extreme storm events in five rural basins in Greece. Post-flood surveys were conducted, to record the impact of inundation on each infrastructure element in the five catchments. Overall, findings showed that road infrastructure, especially river crossings, performed poorly, restricting access to large areas during and after the events, affecting the safety of commuters and sustaining extensive damages. On average, it was found that 73% of the river crossings and 11.5% of the total length of the road network were inundated or damaged, while a total of 12 individuals died during the events. The results revealed that the impact of flooding in the transportation infrastructure of small rural basins was severe and a threat to human life. The findings of this study indicate that authorities should consider taking measures during EWEs, reexamine the safety features of the relevant infrastructure and assess the risk related to its failure

Comparing flood mortality in Portugal and Greece under a gender and age perspective

N/

Types of Behavior of Flood Victims around Floodwaters. Correlation with Situational and Demographic Factors

Recently, human behavior around floodwaters has been acknowledged as one of the factors that influence the risk of fatal incidents. The present study analyzes the behavior of flood victims by developing a systematic classification of their actions at the time of the flood. Based on this taxonomy, the study examines a flood fatality database for Greece (1960–2019) to quantify the different types of behavior and to examine potential correlations with various demographical and situational factors. Results show that three-quarters of the victims exhibit a risk-taking behavior by deliberately coming in contact with floodwaters. Statistically significant associations were found between behavior and the demographics of the victims, the type surrounding environment, and the use of vehicles, indicating that certain situations and certain individuals are more prone to risk-taking behaviors than others. A statistical model shows that the behavior of a flood victim can be predicted with high accuracy by knowing certain variables of a fatal incident. The prevalence of risk-taking actions identified is a strong indication that human behavior is a crucial factor in flood mortality. The present study shows that a systematic classification of behaviors can help future interventions by highlighting the most common mechanisms of fatal incidents

Types of Behavior of Flood Victims around Floodwaters. Correlation with Situational and Demographic Factors

Recently, human behavior around floodwaters has been acknowledged as one of the factors that influence the risk of fatal incidents. The present study analyzes the behavior of flood victims by developing a systematic classification of their actions at the time of the flood. Based on this taxonomy, the study examines a flood fatality database for Greece (1960-2019) to quantify the different types of behavior and to examine potential correlations with various demographical and situational factors. Results show that three-quarters of the victims exhibit a risk-taking behavior by deliberately coming in contact with floodwaters. Statistically significant associations were found between behavior and the demographics of the victims, the type surrounding environment, and the use of vehicles, indicating that certain situations and certain individuals are more prone to risk-taking behaviors than others. A statistical model shows that the behavior of a flood victim can be predicted with high accuracy by knowing certain variables of a fatal incident. The prevalence of risk-taking actions identified is a strong indication that human behavior is a crucial factor in flood mortality. The present study shows that a systematic classification of behaviors can help future interventions by highlighting the most common mechanisms of fatal incidents

Flood hazard assessment with the use of modeling techniques

The thesis studies flood hazard in Greece, by developing and using a series ofmethodologies designed to determine flood hazard under the particular climatic andgeoenvironmental characteristics of the country. The thesis begins by examining theimpact of flood disasters globally and in Europe, noting that floods are one of the mostimportant types of natural hazards, both in terms of economic impact and human losses.Moreover, it investigates the extent of the flooding problem in Greece, finding significantshortcomings in both recording and studying flooding phenomena and the associatedhazard. This first part presents also the scope of the research and the thesis’ structure.The second part of the thesis presents the theoretical background of flood hydrology,focusing on factors that affect basin hydrologic response and flood triggering. In addition,this part describes particular climatic and geoenvironmental characteristics of the Greekterritory affecting flooding and determining the applicability of flood hazard assessmentmethodologies. Furthermore, a series of approaches used to assess flood hazard aredescribed, including analysis of flood history, hydrological and hydraulic modeling,techniques that use geomorphological criteria and dendromorphology. Capabilities andlimitations of each approach are also presented.In its third part, the thesis focuses on developing a flood database for the Greek territoryusing official records and documentary evidence from various sources. Based on these dataa systematic record is developed for the first time in Greece, for the period 1880-2010.Analysis of this record shows that in terms of temporal evolution, floods are presenting asignificant increase especially during the last two decades, even though flood relatedfatalities are not showing a corresponding trend. Comparison of flood temporal evolutionwith other Mediterranean countries shows good correlation, as certain elation and recessionperiods are identified. Moreover, based on this record, the spatial distribution of floods isstudied with the aid of GIS software. Projection of flood events on the map for the firsttime, shows an increased clustering of events in urban, coastal and low lying areas of thecountry.Furthermore, the database was exploited in studying seasonal distribution of flooding,showing that floods are occurring mostly during autumn and especially November. However, this distribution differs when specific parts of the country are examined. Forinstance, northern parts of Greece present higher percentages of summer floods and lowerpercentages of winter floods in comparison with southern Greece. Likewise, easternregions of the country present higher percentages of winter floods than the western ones,where autumn floods are more abundant.Based on the flood database and detailed historical evidence on specific flood events, thethesis analyzes flood history in two study sites in Greece: Athens metropolitan area and theMarathon plain in northeast Attica. Historical flood events are reconstructed in spatialterms using explicit historical flood evidence in both areas. Then using an overlaying GISalgorithm, the frequency of flooding is calculated across the study areas.In the next chapter, the thesis develops a method that uses morphometric characteristics ofa catchment to determine flood hazard. The basic concept of the methodology is thecompilation of a flood hazard map based on the peak flow rates derived from instantaneousunit hydrographs across each basin. Hydrographs are compiled, using the CN method,along the drainage network in numerous locations assumed to be the outlets of theoreticalsub-catchments. In this way, calculated peak flow rates show locations where intrinsicmorphometric parameters of the basin tend to produce higher peak flows, reflecting thecatchments’ runoff pattern. The method is applied in four study sites (Evrotas and Xeriasriver basins in Peloponnese, and Rapentosa and Charadros basins in NE Attica) making useof the ArcHydro model and GIS software and succeeds in delineating flood hazard zones.Verification of the results is obtained by cross-examining them with historical data.Based on the findings of the historical and geomorphological approach, which determinedthe hazard areas, the thesis uses HEC-RAS model and carries out 1-D hydraulic modelingto spatially quantify flood hazard and flood probability zones. The method is applied in thecatchments of Charadros and Rapentosa in NE Attica, determining flood depth, flowvelocity and flood extent for 50-, 100- and 200-year floods in both catchments.Verification of the results was obtained again by cross-examination with historical data.Moreover, the thesis examined the use of botanical evidence in flood hazard assessment.To this aim, it focuses on the use of such evidence as a tool to study flash flood phenomenain Rapentosa catchment, in NE Attica, Greece. Abrasion scars induced on tree barks alongthe torrent were examined. Cross-sectional area at the location of each of these impact wounds was accurately calculated, along with roughness coefficient of the channel todetermine the discharge magnitude at the time of these flow episodes. Increment cores,extracted from the tree trunks with the use of an increment borer, were used to datetheseimpacts.1-D hydraulic modeling was used to provide a reconstruction of the highestdischargeevent, while documentary data were used to verify the outcome of the analysis.Results showed a total of 19 impact wounds along the torrent indicating discharge valuesof as low as 17.1 m3/s, up to a maximum of 84.9 m3/s during past flow episodes. Threeflash flood events were identified and dated, namely in 1996, 1998 and 2001.Reconstruction of the 2001 event, which presented the highest flood flow values,illustrated its extent in the Marathon plain, presenting good correlation with the availabledocumentary evidence.Apart from examining the intrinsic characteristics of a basin, to obtain realistic floodhazard assessment, good understanding of the role of climatic forcing was necessary. Tothis aim, peak rainfall intensities of the most important storms in record, in two study sites(Athens metropolitan area and Charadros and Rapentosa catchments in NE Attica, Greece),were examined to investigate whether there is a correlation between specific intensityvalues and flood triggering. For this purpose, precipitation data from a network of five raingauges in Athens and eight rain gauges in NE Attica were collected and analyzed.Intensities of various durations were calculated and compared with local flooding history.Results showed that there is a strong connection between rainfall rate and flood triggeringin both areas. Based on the results a rainfall threshold above which flooding becomeshighly probable was defined for both Athens and NE Attica. Based on these thresholds thestudy establishes, using examples, the basic tool for developing a flood warning systemusing the existing gauging network.Finally, in the last chapter, the thesis compares the different approaches presenting theircapabilities in determining flood hazard, their limitations and discusses their applicabilityin relation to the scale, the flooding problem and the geoenvironmental characteristics of astudy area. In addition, this last part discusses the necessity for combined use of differentapproaches in flood hazard assessment. Finally, it summarizes the main conclusion of thethesis regarding flood hazard analysis, drawn by the application of the different methods inthe study sites and the country as a whole.Η παρούσα διατριβή πραγματεύεται το ζήτημα της εκτίμησης του πλημμυρικού κινδύνουαναπτύσσοντας και χρησιμοποιώντας ένα φάσμα διαφορετικών μεθοδολογιών οι οποίες δίνουναπαντήσεις σε μια σειρά από ζητήματα που συνδέονται με την εκτίμηση του κινδύνου στονΕλληνικό χώρο.Η διατριβή ξεκινά εξετάζοντας το πρόβλημα των πλημμυρών τόσο σε παγκόσμιο, όσο και σεΕυρωπαϊκό επίπεδο, διαπιστώνοντας ότι οι πλημμύρες είναι ένας από τους σημαντικότερουςτύπους φυσικών κινδύνων, τόσο σε ότι αφορά τις οικονομικές επιπτώσεις, όσο και σε ότι αφορά τοκόστος σε ανθρώπινες ζωές. Ακολούθως, εξετάζεται το πρόβλημα των πλημμυρών στον Ελληνικόχώρο, στον οποίο προκύπτουν σημαντικές ελλείψεις τόσο σε ότι αφορά στην αποτύπωση τουκινδύνου όσο και στην ίδια την καταγραφή και την κατανόηση των φαινομένων. Το γεγονός αυτόδυσχεραίνει ιδιαίτερα τη μελέτη των πλημμυρών αλλά και την εκτίμηση της έκτασης τουπροβλήματος. Στο πρώτο αυτό μέρος παρουσιάζονται επίσης οι στόχοι της έρευνας και τα κύριαστοιχεία της δομής της διατριβής.Στο δεύτερο μέρος της διατριβής, παρουσιάζεται το θεωρητικό πλαίσιο των πλημμυρών καιαναλύονται οι παράγοντες οι οποίοι επιδρούν στην εκδήλωση των πλημμυρικών φαινομένων.Παράλληλα, περιγράφονται οι ιδιαιτερότητες του Ελληνικού χώρου οι οποίες καθορίζουν τη φύσητου πλημμυρικού κινδύνου και την εφαρμοσιμότητα των διαφόρων μεθοδολογιών. Ακολούθως,εξετάζονται εκτενώς οι κυριότερες προσεγγίσεις μελέτης και οι μεθοδολογίες αιχμής (state-of-art)που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση του κινδύνου σε περιβάλλοντα με παρόμοιεςιδιαιτερότητες.Κατά την επισκόπηση των μεθοδολογιών, αρχικά, εξετάζεται η ανάλυση του πλημμυρικούιστορικού και γίνεται ανασκόπηση των επιμέρους τεχνικών που έχουν αναπτυχθεί. Επιπρόσθετα,παρουσιάζονται οι πηγές ιστορικών δεδομένων που προτείνονται στη βιβλιογραφία, καθώς και οιδυνατότητες και οι περιορισμοί της συγκεκριμένης προσέγγισης. Στη συνέχεια, αναλύεται ημελέτη του κινδύνου με τη χρήση υδρολογικών μοντέλων και τη μελέτη των γεωμορφολογικώνχαρακτηριστικών της υδρολογικής λεκάνης και παρουσιάζονται οι δυνατότητες των προσεγγίσεωναυτών στην οριοθέτηση των ζωνών κινδύνου. Ακολούθως, εξετάζεται η υδραυλική προσομοίωση,το σχετικό θεωρητικό υπόβαθρο, οι εξισώσεις που περιγράφουν την κίνηση των υδάτων, καθώςκαι ορισμένα παραδείγματα μοντέλων, η δομή τους και οι τυπικές δυνατότητές τους. Επιπρόσθετα,εξετάζεται η μελέτη των πλημμυρών μέσω έμμεσων δεικτών και συγκεκριμένα στοιχείων τηςβλάστησης. Τέλος, παρουσιάζεται η μετεωρολογική προσέγγιση στην ανάλυση του πλημμυρικούκινδύνου και εξετάζεται η χρήση μετεωρολογικών ορίων (thresholds) για την πρόβλεψηεκδήλωσης πλημμύρας και η σχετική βιβλιογραφία. Για όλες τις προσεγγίσεις που αναλύοντα εξετάζονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα τους, οι απαιτήσεις τους σε δεδομένα, οιδυνατότητες τους στην εκτίμηση του κινδύνου και η μορφή των αποτελεσμάτων που μπορούν ναπαράξουν.Ξεκινώντας το ερευνητικό μέρος, η διατριβή εστιάζει στην συγκρότηση ενός συστηματικούαρχείου πλημμυρών ώστε να αντιμετωπίσει τις σημαντικές ελλείψεις που έχουν διαπιστωθεί στηνκαταγραφή των πλημμυρικών φαινομένων στον Ελληνικό χώρο. Για το σκοπό αυτό, εξετάζονταιεκτενώς οι πηγές δεδομένων που προτείνονται στην βιβλιογραφία, με κύριες εξ αυτών τιςεπιστημονικές καταγραφές, τα αρχεία δημόσιων φορέων και τις καταγραφές του τύπου. Με βάσητα στοιχεία που συλλέγονται, αναπτύσσεται ένας κατάλογος 562 πλημμυρικών γεγονότων μεαναλυτικά χωρικά και χρονικά δεδομένα για κάθε πλημμύρα, καθώς και πληροφορίες για τοναριθμό των θυμάτων. Η στόχευση της συγκεκριμένης ανάλυσης είναι η ανάπτυξη ενόςσυστηματικού αρχείου από επιμέρους καταλόγους και αποσπασματικά δεδομένα, το οποίο μπορείνα αποτελέσει στη συνέχεια επιστημονικό εργαλείο για τη συστηματική μελέτη των πλημμυρικώνφαινομένων, τόσο σε επίπεδο επικράτειας όσο και σε τοπική κλίμακα.Με βάση τον κατάλογο που αναπτύσσεται, εξετάζεται για πρώτη φορά η χωρική κατανομή τωνπλημμυρών στην επικράτεια. Από την αποτύπωσή τους, προκύπτει αυξημένη συχνότηταπλημμυρικών φαινομένων σε συγκεκριμένες περιοχές του Ελληνικού χώρου, κυρίως στιςπαράκτιες ζώνες, σε χαμηλά υψόμετρα και σε αστικά κέντρα, με δήμους όπως της Αθήνας, τουΠειραιά, της Λαμίας, της Πάτρας και του Βόλου να παρουσιάζουν την υψηλότερη συχνότητα.Σε ότι αφορά την χρονική διακύμανση των πλημμυρών, μολονότι από την ανάλυση προκύπτουνσημαντικές διακυμάνσεις και με δεδομένες τις αβεβαιότητες που συνδέονται με τις ελλείψεις τουαρχείου, στο διάστημα 1880-2010, διαπιστώνεται μια γενική αυξητική τάση των καταγραφόμενωνγεγονότων στην Ελληνική επικράτεια. Αντίθετα, στο ίδιο διάστημα, οι θάνατοι που οφείλονται σεπλημμύρες δεν παρουσιάζουν κάποια ξεκάθαρη τάση μεταβολής.Στη συνέχεια, εξετάζεται η εποχικότητα των πλημμυρών στον Ελληνικό χώρο. Από την ανάλυσητης βάσης δεδομένων προκύπτει ότι το Φθινόπωρο είναι η εποχή με το υψηλότερο ποσοστό επί τουσυνόλου, ακολουθούμενο από το Χειμώνα, την Άνοιξη και τέλος το Καλοκαίρι. Σε σχέση με τηνκατανομή γεγονότων ανά μήνα, πρώτος εμφανίζεται ο Νοέμβριος με το υψηλότερο ποσοστό,ακολουθούμενος από τον Ιανουάριο, ενώ ο Απρίλιος παρουσιάζει το μικρότερο ποσοστό. Ηανάλυση δείχνει ότι οι θάνατοι από πλημμύρες εμφανίζουν επίσης ισχυρή εποχικότητα, μεπερισσότερους από τους μισούς να συμβαίνουν το Φθινόπωρο και κυρίως το Νοέμβριο.Από την ανάλυση της εποχικότητας διαπιστώνεται επίσης η παρουσία διαφορετικών κατανομώνμεταξύ των διαφόρων γεωγραφικών διαμερισμάτων της χώρας. Εξετάζοντας κάθε περιφέρεια ξεχωριστά προκύπτει ότι οι δυτικές περιφέρειες παρουσιάζουν αυξημένα ποσοστά χειμερινώνπλημμυρών ενώ οι νότιες αυξημένα ποσοστά θερινών. Μελετώντας την εποχικότητα στην περιοχήτης Μεσογείου με σκοπό την συσχέτιση των παρατηρήσεων, προκύπτει ότι οι νότιες περιοχές τηςΙσπανίας και της Ιταλίας παρουσιάζουν, όπως αυτές της Ελλάδας, αυξημένα ποσοστά θερινώνπλημμυρών. Αντίθετα, στις βόρειες περιοχές των χωρών αυτών, τα ποσοστά των θερινώνμειώνονται σημαντικά δίνοντας τη θέση τους σε χειμερινές πλημμύρες. Οι φθινοπωρινές και οιεαρινές πλημμύρες παρουσιάζουν μικρές διαφοροποιήσεις. Επιπρόσθετα, το Φθινόπωροκαταγράφει τα υψηλότερα ποσοστά πλημμυρών στην Ισπανία, την Ιταλία και την Κύπρο, όπως καιστην Ελλάδα.Ακολούθως, η διατριβή χρησιμοποιεί την ανάλυση του πλημμυρικού ιστορικού, σε μικρότερηκλίμακα, εστιάζοντας στο λεκανοπέδιο Αθηνών. Με βάση λεπτομερή ιστορικά δεδομένα και τονκατάλογο πλημμυρών, αναπτύσσεται μια βάση δεδομένων με λεπτομερή χωρικά στοιχεία για κάθεπλημμυρικό συμβάν στην περιοχή. Αναλύοντας τα δεδομένα αυτά σε περιβάλλον GIS γίνεταιεφικτή η οριοθέτηση των τμημάτων του υδρογραφικού δικτύου που πλημμύρισαν σε κάθεεπεισόδιο. Χρησιμοποιώντας τις αναπαραστάσεις αυτές και εφαρμόζοντας έναν αλγόριθμουπέρθεσης σε περιβάλλον GIS υπολογίζεται η συχνότητα εμφάνισης πλημμυρών σε κάθε τμήματου δικτύου στην περίοδο 1880-2010. Τα αποτελέσματα δείχνουν υψηλότερη συχνότητα στιςεκβολές του Κηφισού και του Ιλισού αλλά και σε τμήματα του υδρογραφικού δικτύου στη δυτικήΑθήνα.Κατόπιν, η διατριβή εστιάζει στην περιοχή του Μαραθώνα στη βόρειο-ανατολική Αττική. Στηνπεριοχή αυτή χρησιμοποιείται η ανάλυση του πλημμυρικού ιστορικού στις υδρολογικές λεκάνεςτου Χάραδρου, της Ραπεντώσας και του ρέματος της Μυρτιάς. Με βάση λεπτομερή στοιχείαζημιών από πλημμύρες γίνεται ακριβής αναπαράσταση 19 ξεχωριστών πλημμυρικών συμβάντων.Χρησιμοποιώντας τις αναπαραστάσεις αυτές και εφαρμόζοντας έναν αλγόριθμο υπέρθεσης σεπεριβάλλον GIS, επιτυγχάνεται ο υπολογισμός της πλημμυρικής συχνότητας στο χώρο.Στη συνέχεια της διατριβής, ερευνάται η δυνατότητα εκτίμησης του πλημμυρικού κινδύνου μεβάση τα υδρολογικά και γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά μιας υδρολογικής λεκάνης. Για τοσκοπό αυτό, αναπτύσσεται μια μεθοδολογία, η οποία αξιοποιεί τα μορφομετρικά χαρακτηριστικάγια την ανάλυση του κινδύνου. Η βασική ιδέα της μεθοδολογίας είναι η κατάρτιση χαρτώνκινδύνου πλημμύρας με βάση τις παροχές αιχμής που προκύπτουν κατά μήκος του υδρογραφικούδικτύου. Για τον υπολογισμό των παροχών αυτών, αναπτύσσονται υδρογραφήματα σεπολυάριθμες θέσεις κατά μήκος του δικτύου οι οποίες θεωρούνται δυνητικές έξοδοι υπολεκανών.Η μέθοδος περιλαμβάνει τη δημιουργία διαγραμμάτων «χρόνου-επιφάνειας» για κάθε μια απόαυτές τις υπολεκάνες συνδυάζοντας την απόσταση ροής με την ταχύτητα ροής. Όλη η διεργασίαεκτελείται σε περιβάλλον GIS ενώ για τη μορφομετρική ανάλυση των υδρολογικών λεκανών και υπολεκανών χρησιμοποιείται το μοντέλο ArcHydro. Οι υπολογιζόμενες τιμές παροχής αιχμήςαντανακλούν το καθεστώς απορροής κατά μήκος του υδρογραφικού δικτύου αναδεικνύοντας τιςθέσεις όπου οι μορφομετρικές παράμετροι της λεκάνης τείνουν να παράγουν υψηλότερες παροχέςαιχμής, στις οποίες κατά συνέπεια υπάρχει μεγαλύτερο δυναμικό πλημμυρικών φαινομένων. Ημέθοδος εφαρμόζεται σε τέσσερις διαφορετικές υδρολογικές λεκάνες: τη λεκάνη του Ξηριά στηβόρεια Πελοπόννησο, τη λεκάνη του Ευρώτα στη νότια Πελοπόννησο και τις λεκάνες τουΧάραδρου και της Ραπεντώσας στη ΒΑ Αττική επιτυγχάνοντας σε όλες τις περιπτώσεις νααποτυπώσει τον κίνδυνο πλημμύρας. Για τον έλεγχο και την επαλήθευση των αποτελεσμάτωνχρησιμοποιούνται ιστορικές καταγραφές ζημιών από πλημμύρες οι οποίες αποτυπώνονται σεεπιστημονικές δημοσιεύσεις.Στη συνέχεια της διατριβής ερευνάται η δυνατότητα χάραξης ζωνών πλημμυρικού κινδύνου με τηχρήση υδραυλικού μοντέλου. Για την εφαρμογή της μεθόδου επιλέγονται οι υδρολογικές λεκάνεςτης Ραπεντώσας και του Χάραδρου, λόγω της διαθεσιμότητας αξιόπιστων μετεωρολογικών καιστοιχείων, λεπτομερών τοπογραφικών δεδομένων και αξιόπιστων ιστορικών στοιχείων πουαφορούν στις πλημμύρες και τις επιπτώσεις τους. Για την προσομοίωση και τη χαρτογράφηση τωνζωνών κινδύνου χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο HEC-RAS σε περιβάλλον GIS. Με την χρήση τηςμεθόδου Δείκτη Καμπύλης (Curve number method) και με την κατάρτιση των καταιγίδωνσχεδιασμού κατέστη δυνατός ο υπολογισμός των απωλειών της βροχόπτωσης. Με βάση τονυπολογισμό αυτό αναπτύσσονται συνθετικά υδρογραφήματα για τις παροχές περιόδου επανάληψης50, 100 και 200 ετών για τις δύο υδρολογικές λεκάνες. Ακολούθως, εισάγονται τα γεωμετρικάδεδομένα της κοίτης (με βάση μετρήσεις πεδίου) και αναπτύσσεται ένα λεπτομερές ψηφιακόμοντέλο της περιοχής όπως απαιτεί το μοντέλο HEC-RAS. Από την εκτέλεση του μοντέλουπροκύπτον οι ζώνες κινδύνου πλημμύρας στις δύο λεκάνες, καθώς και το βάθος και η ταχύτητα τηςροής για τις παροχές περιόδου επανάληψης 50, 100 και 200 ετών. Για τον έλεγχο και τηνεπαλήθευση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκαν ιστορικές καταγραφές ζημιών από πλημμύρεςοι οποίες αποτυπώνονται σε επιστημονικές δημοσιεύσεις.Ακολούθως, αναλύεται η χρήση στοιχείων της βλάστησης για την μελέτη των πλημμυρικώνφαινομένων. Για την εφαρμογή της συγκεκριμένης προσέγγισης κατόπιν έρευνας υπαίθρουεπιλέγεται η υδρολογική λεκάνη της Ραπεντώσας, λόγω της διαθεσιμότητας εκδορών σε κορμούςδέντρων (abrasion scars). Σε πρώτη φάση γίνεται καταγραφή των σημείων, αποτύπωση τωνσυνθηκών ροής. και ακριβής μέτρηση των διατομών του υδατορεύματος. Στη συνέχεια, θεωρώνταςτις εκδορές δείκτες στάθμης του υδατορεύματος κατά τη διάρκεια των αντίστοιχων πλημμυρικώνγεγονότων, αποτυπώνονται οι συνθήκες ροής με τη μέθοδο Acrement και Schneider καιυπολογίζεται η αντίστοιχη παροχή χρησιμοποιώντας την εξίσωση Gaukler-Manning. Ακολούθωςγίνεται λήψη πυρήνων με διατρητικό όργανο από τους κορμούς δέντρων στους οποίους βρέθηκανοι εκδορές, ώστε να προσδιορισθεί η ηλικία τους. Από την ανάλυση, προκύπτουν οι παροχές παλαιότερων πλημμυρών, ενώ σε ορισμένες εκ των θέσεων προσδιορίζεται επιτυχώς και ο χρόνοςτους. Με βάση τη μέγιστη παροχή που υπολογίζεται, γίνεται προσομοίωση σε επίπεδο μοναδικούυδρολογικού γεγονότος με τη χρήση του μοντέλου HEC-RAS, και προσδιορίζεται η έκταση τηςκατάκλυσης και το βάθος των υδάτων από ένα τέτοιο πλημμυρικό συμβάν. Για τον έλεγχο και τηνεπαλήθευση της προσομοίωσης χρησιμοποιούνται καταγραφές ζημιών που προσδιορίστηκαν στηνανάλυση του ιστορικού της περιοχής.Στη συνέχεια της διατριβής, ερευνάται η συσχέτιση της πλημμυρογένεσης με συγκεκριμέναχαρακτηριστικά των καταιγίδων. Για τη συγκεκριμένη εφαρμογή επιλέγονται δύο περιοχές μεδιαφορετικά γεωμορφολογικά και υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά, με σκοπό να εξετασθεί ηεφαρμοσιμότητα της μεθόδου σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Κατά συνέπεια, η μέθοδοςεφαρμόζεται στη βόρειο-ανατολική Αττική (στις λεκάνες του Χάραδρου και της Ραπεντώσας) καιστο λεκανοπέδιο Αττικής. Στις δύο αυτές περιοχές συλλέγονται μετεωρολογικά στοιχεία από τατοπικά δίκτυα μετεωρολογικών σταθμών και εξετάζονται διαφορετικά χαρακτηριστικά τωνκαταιγίδων όπως η μέση ένταση, η διάρκεια, το συνολικό ύψος υετού, οι μέγιστες εντάσεις, καθώςκαι η πρότερη κατάσταση υγρασίας του εδάφους. Με βάση την ανάλυση προκύπτει. ότι οι μέγιστεςεντάσεις, που καταγράφουν καταιγίδες που οδηγούν σε πλημμύρες, παρουσιάζουν μεγαλύτερεςτιμές από τις εντάσεις των καταιγίδων που δεν οδηγούν σε πλημμύρες στις δύο περιοχές μελέτης.Με την προβολή τους σε διαγράμματα «έντασης-διάρκειας» προκύπτει η παρουσία ορίων(thresholds) έντασης της βροχόπτωσης, πάνω από τα οποία τα χαρακτηριστικά μιας καταιγίδαςοδηγούν σε πλημμυρογέννεση. Προκύπτει επίσης ότι με βάση την αρχή αυτή, μετρώντας ταχαρακτηριστικά των καταιγίδων, μπορεί να αναπτυχθούν συστήματα έγκαιρης ειδοποίησης.Η διατριβή ολοκληρώνεται με την σύνθεση των αποτελεσμάτων των μεθοδολογιών πουαναπτύχθηκαν, εξετάζοντας τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους, την εφαρμοσιμότητατους, τη δυνατότητα συνδυασμού τους και τα δυνητικά αποτελέσματα και τη μορφή τους. Τέλος,εξετάζονται τα συμπεράσματα που προκύπτουν από κάθε εφαρμογή, τόσο για τις ίδιες τιςμεθοδολογίες που αναπτύχθηκαν, όσο και για τις περιοχές για τις οποίες εφαρμόσθηκαν, καθώς καιγια την εκτίμηση του πλημμυρικού κινδύνου στον Ελληνικό χώρο

Characteristics of Indoor Flood Fatalities: Evidence from Greece

Despite the important advances in flood forecasting and protection, floods remain one of the most lethal types of natural hazards. Previous works have explored several factors influencing the risks of flooding to human life and health. However, there is limited research and understanding on indoor flood fatalities and the circumstances under which they occur. This study explores victim-, building-, and situation-related characteristics in order to provide a better understanding of the conditions that lead to flood-related indoor deaths, exploiting a fatality database developed for Greece (1960–2020). The correlation analysis showed that indoor victims, compared with outdoor ones, tend to be older individuals, with high percentages of disabilities. A significant statistical association of the building material, roof type, and distance from the river with the building collapse was also found. The profile of the buildings in which flood fatality occurred was further compared with that of neighboring non-fatal buildings that were inhabited during the flood events. The statistical results indicated that the buildings with a fatality occurrence are mostly single-storey structures, made from masonry as the main building material. The findings have practical implications in risk communication and mitigation in terms of identifying the specific populations, circumstances, settings, and mechanisms that lead to dangerous indoor situations during flooding events

The Occurrence of Catastrophic Multiple-Fatality Flash Floods in the Eastern Mediterranean Region

Despite recent technological advances, many parts of the world continue to experience flood disasters accompanied by significant loss of human lives. Understanding how frequent these deadly catastrophes are creates many uncertainties, especially in areas where disaster records are scarce or have short timeframes. It is, however, very important from a preparedness and civil protection standpoint to assess the frequency of such high-mortality events, especially considering the threat of climate change. This work develops a high-mortality flood event database using multiple international sources, covering a relatively long time window (1882–2021), exploring the deadliest floods in the Eastern Mediterranean region, and examining their seasonal distribution, their temporal evolution, and their basic spatial patterns. The study identifies 132 flash flood events (causing ≥10 fatalities) with a return period of only 1.56 years. Additionally, higher-magnitude events (>85th percentile) were found to be less common but still not very rare (return period = 9.1 years). The number of events shows an increase in recent decades, while seasonal and spatial patterns were identified as well. Overall, the findings provide a foundation for understanding how common catastrophic flood events are in the region, are beneficial for policymakers and relevant professionals, and are an important stepping stone towards a complete understanding of how extreme floods have changed in the last century or will change in the near future

Identification of Patterns and Influential Factors on Civil Protection Personnel Opinions and Views on Different Aspects of Flood Risk Management: The Case of Greece

The views and perceptions of the civil protection community have a central position in any risk management process or initiative, and are crucial to its success. However, knowledge of the views and perceptions of officials, and what affects them remains limited in the current literature. This work uses questionnaires to explore the views of civil protection personnel in Greece on different elements of flood risk management and identify factors that influence them. Results provide a basic understanding of officials’ views, indicating certain shortcomings in various sectors and dissatisfaction in several aspects of everyday practice. Interestingly, responses of participants to perception- and knowledge-related questions show a pattern, relating to respondents’ attributes and characteristics, such as experience, age, qualifications, and others. On the contrary, their views on everyday practice issues of flood risk management are associated with the type of position they have in the civil protection community. The findings contribute to the overall effort to improve the understanding of the characteristics of civil protection organizations across Europe, as a means to enhance cooperation