Γεωμορφολογική - Περιβαλλοντική μελέτη και εκτίμηση γεωμορφολογικών κινδύνων στην ευρύτερη περιοχή των Πιερίων Ορέων

Η παρούσα διατριβή υπό τον τίτλο «Γεωμορφολογική – Περιβαλλοντική μελέτη της ευρύτερης περιοχής των Πιερίων Ορέων» αποτελεί μια προσπάθεια δημιουργίας μιας ολοκληρωμένης γεωμορφολικής μελέτης (Integrated Geomorphological Study) της οποίας ο σκοπός εντοπίζεται σε δύο άξονες έρευνας. Την κατανόηση και ερμηνεία όλων των παραγόντων που συνετέλεσαν στην δημιουργία και εξέλιξη του αναγλύφου, και την εφαρμογή και αξιοποίηση της πληροφορίας αυτής στην εκτίμηση των γεωμορφολογικών κινδύνων. Η ευρύτερη περιοχή των Πιερίων Ορέων αποτελεί έναν χώρο στον οποίο συναντιόνται ετερόκλητα γεωμορφολογικά περιβάλλοντα στο όριο της επαφής των γεωτεκτονικών ζωνών της Πελαγονικής και της Αλμωπίας. Αρχικά πραγματοποιήθηκε γεωμορφολογική χαρτογράφηση σε κλίμακα 1:50.000 και σε επιλεγμένες θέσεις 1:5.000, σε μια περιοχή έκτασης 1600 km2. Η χαρτογράφηση πραγματοποιήθηκε ακολουθώντας ημι-αυτοματοποιημένη μεθοδολογία προσανατολισμένη σε εφαρμογές ΣΓΠ, πιστοποιώντας όμως τα αποτελέσματα με επιτόπιες παρατηρήσεις παραδοσιακών μεθόδων χαρτογράφησης. Το υπόμνημα δομήθηκε σε 6 επίπεδα πληροφορίας ενώ η γεωμορφολογία που ήταν και το κύριο ζητούμενο ομαδοποιήθηκε σε 9 κατηγορίες καλύπτοντας έτσι το σύνολο των γεωμορφών που αναγνωρίστηκαν κατά την εργασία υπαίθρου. Το χερσαίο τμήμα της περιοχής μελέτης διακρίνεται σε τρεις τμηματικές ενότητας διακεκριμένων σύμφωνα με την τοπογραφία τους. Το ανάγλυφο του ορεινού τμήματος των Πιερίων και του Ολύμπου είναι αποτέλεσμα των ανυψωτικών κινήσεων που υπέστη η περιοχή κατά το γεωλογικό παρελθόν με την επακόλουθη κατά βάθος διάβρωση των κοιτών και την δημιουργία οξύληκτων ραχών στις μεσοποτάμιες περιοχές. Παράλληλα στην περιοχή του Ολύμπου μεγάλο ρόλο στην διαμόρφωση του αναγλύφου έπαιξαν οι κλιματικές συνθήκες του παρελθόντος με την δημιουργία παγετωνικών γεωμορφών. Στο ημιορεινό λοφώδες τμήμα της περιοχής μελέτης εντοπίστηκε μια υπολειμματική μορφή δελταϊκού ριπιδίου νεογενούς ηλικίας ενώ παράλληλα στην περιοχή του Μοσχοποτάμου εντοπίστηκε και δεύτερη εκβολή το ίδιου υδρογραφικού δικτύου νεογενούς ηλικίας (πρότερος Αλιάκμονας). Το χαμηλό ανάγλυφο της πεδιάδας της Κατερίνης είναι αποτέλεσμα των προσχώσεων από τα κλαστικά υλικά προερχόμενα από τα υδρογραφικά δίκτυα της περιοχής. Το παράκτιο τμήμα της περιοχής μελέτης διακρίνεται στο βόρειο όπου απαντούν παράκτιοι κρημνοί με ίζημα και το νοτιότερο αυτού που αποτελείται από μια εκτεταμένη προσχωσιγενή πεδιάδα με την παρουσία μεγάλου πλάτους εκτεταμένου αιγιαλού. Κατά την παράκτια γεωμορφολογική μελέτη χαρτογραφήθηκαν όλες οι γεωμορφές που εντοπίστηκαν στον παράκτιο χώρο ενώ ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην αποτύπωση των ανυψωμένων θαλάσσιων αναβαθμίδων στην περιοχή μεταξύ του οικισμού της Μεθώνης και των Αλυκών Κίτρους. Συνολικά χαρτογραφήθηκαν πέντε ομάδες αναβαθμίδων σε υψόμετρα 5-110 m. Από την σχετική χρονολόγηση των ακουλουθιών προέκυψε ένας μέσος ρυθμός ανύψωσης της τάξης των 0.05 mm/yr για τα τελευταία 100.000 χρόνια. Στην περιοχή της λιμνοθάλασσας των Αλυκών Κίτρους πραγματοποιήθηκαν δύο δειγματοληπτικές γεωτρήσεις μέγιστου βάθους 4.5 m. Στα δείγματα που συλλέχθηκαν έγινε κοκκομετρική και μικροπαλαιοντολογική ανάλυση με σκοπό την αναγνώριση των παλαιοπεριβαλλόντων απόθεσης των ιζημάτων και την ανασύσταση της παλαιογεωγραφική εξέλιξης της λιμνοθάλασσας κατά το Ολόκαινο. Η αρχή δημιουργίας της λιμνοθάλασσας τοποθετείται χρονικά τα τελευταία 6000 χρόνια όπου λοβοειδείς αμμώδεις προελάσεις της ακτογραμμής περιέκλεισαν την λιμνοθάλασσα η οποία σταδιακά πήρε την σημερινή της μορφή. Από την ραδιοχρονολόγηση κελυφών οστράκων προέκυψαν δύο ρυθμοί ιζηματογένεσης ήτοι 0,9 mm/yr για τα βάθη 440 - 260cm και 0.6 mm/yr για βάθη 260 – 0 cm. Η διαφοροποίηση αυτή αποδίδεται στην σταδιακή μείωση του ρυθμού ανόδου της στάθμης της θάλασσας στο Ολόκαινο, σε πιθανή διαφοροποίηση της στερεοπαροχής των χειμάρρων ενώ θεωρείται επισφαλές να αποδοθεί στην τεκτονική δεδομένουν ότι τα χρονολογηθέντα δείγματα δεν υποδηλώνουν αυστηρώς επίπεδο στάθμης θάλασσας. Στην υδρογραφική λεκάνη του ρέματος Ξηρολάκι πραγματοποιήθηκε προσομοίωση της επιφανειακής απορροής με την εφαρμογή μοντέλου βροχόπτωσης – απορροής. Σε περιβάλλον ΣΓΠ χρησιμοποιήθηκαν μετεωρογικά και χωρικά δεδομένα από τα οποία προέκυψε το μοναδιαίο υδρογράφημα του πλημμυρικού γεγονότος που έλαβε χώρα στην περιοχή τον Οκτώβριο του 2009 το οποίο υποδεικνύει άμεση απόκριση της λεκάνης στη μεγάλης ραγδαιότητας βροχόπτωση της ίδια ημερομηνίας. Παράλληλα έγινε προσπάθεια αποτίμησης των φυσικών παραμέτρων του δικτύου που καθιστούν την λεκάνη επιδεκτική σε πλημμυρικά φαινόμενα. Από την ποσοτική μελέτη της μορφής του δικτύου προέκυψαν ανωμαλίες στην ιεραρχική κατά τάξη απορροή (μεταξύ των κλάδων 3ης και 5ης τάξης), και υψηλές τιμές δείκτη διακλάδωσης Rb μεταξύ των κλάδων πρώτης και δεύτερης τάξης καθώς και υψηλές τιμές κλίσεων στον άνω ρου του δικτύου με επακόλουθη την αύξηση της ταχύτητας ροής στα ανάντη και της αδυναμίας παροχεύτεσης των υδάτων από την κεντρική κοίτη στην έξοδο του ρέματος από τον ορεινό όγκο του Ολύμπου. Τέλος στον παράκτιο χώρο της περιοχής μελέτης έγινε εκτίμηση των ελάχιστων ωκεανογραφικών συνθηκών, ικανών να προκαλέσουν παράκτια πλημμύρα. Συγκεκριμένα συνεκτιμήθηκαν η αναρρίχηση (run up) για μέγιστες συνθήκες κύματος από Νοτιοδυτικό άνεμο, σε συνδυασμό με την ανύψωση της στάθμης της θάλασσας λόγω καταιγίδας (storm surge), και την αστρονομική παλίρροια. Τα αποτελέσματα αντιπαρεβλήθησαν στην σημερινή μορφολογία του μετώπου της παραλίας σε 7 επιλεγμένες θέσεις και εντοπίστηκαν οι περιοχές στις οποίες οι προαναφερθείσες συνθήκες μπορούν δυνητικά να υπερκεράσουν τα φυσικά εμπόδια της παράκτιας ζώνης και να προκαλέσουν παράκτια πλημμύρα. Οι θέσεις S6 και S5 αποδείχθηκαν ως οι πιο ευάλωτες σημειώνοντας την μεγάλη κοινωνικο-οικονομική τους σημασία λόγω γειτνίσασης με τον οικισμό της Παραλίας Κατερίνης στον οποίο συγκεντρώνεται η πλειονότητα των οικονομικών δραστηριοτήτων του παράκτιου χώρου της περιοχής. Στην παράκτια ζώνη μεταξύ των Αλυκών Κίτρους και της εκβολής του Μαυρονερίου έγινε διερεύνηση της πιθανής μεταβολής της ακτογραμμής λόγω της αναμενόμενης ανόδου της στάθμης της θάλασσας για δύο πιθανά σενάρια 0.38 m και 1.0 m. Από την εφαρμογή συστοιχίας τριών δυναμικών και δύο στατικών μοντέλων προκύπτει ότι η οπισθοχώρηση της ακτογραμμής κυμαίνεται από 7.9m -27.3m για άνοδο της στάθμης της θάλασσας κατά 0.38m έως το 2100 και από 23.5m-70.0m για άνοδο στάθμης θάλασσας κατά 1.0m για την ίδια χρονική περίοδο. Σε όλα τα σενάρια ανόδου της στάθμης της θάλασσας η μικρότερη οπισθοχώρηση παρατηρείται στην θέση S7 (εκβολές Μαυρονερίου) κατά 7.9m και 23.5m για SLR 0.38m και 1.0m αντίστοιχα. Παράλληλα οι μεγαλύτερες τιμές οπισθοχώρησης παρατηρούνται στην θέση S5 (παραλία Κατερίνης) κατά 27.3m και 70.0m για SLR 0.38m και 1.0m αντίστοιχα με μεγάλες κοινωνικο-οικονομικές επιπτώσεις. Στο πρώτο σενάριο ανόδου της στάθμης θάλασσας κατά 0.38m η θέση S4 εμφανίζεται ως η πιο ευάλωτη με ποσοστό καταστροφής της υφιστάμενης παραλίας κατά 100%. Άλλες ευάλωτες θέσης είναι οι S1, S5 και S7 με ποσοστά 50.4%, 43.3% και 52.6% αντίστοιχα ενώ στην πλειονότητα των θέσεων η καταστροφή της παραλίας θα είναι ολοσχερής (100%) σε ενδεχόμενη άνοδο της στάθμης θάλασσας κατά 1.0m.The present PhD dissertation entitled “Geomorphological – Environmental Study of the broader area of Pieria Mtns. and estimation of geomorphological hazards” is an attempt of an integrated geomorphological study at two levels of research. First, the comprehension and interpretation of the factors that contributed to the landscaped formation and evolution and second the application of this knowledge in order to estimate the geomorphological hazards. The study area is a geographical region where different geomorphological environments meet on the contact of the Pelagonian and Almopia geotectonic zones. Geomorphological mapping of this region was performed at a scale of 1:50.000 applying GIS oriented techiques combined with traditional field geomorphological mapping methodolody. The legend was structured on 6 levels of information while geomorphology was grouped in 9 categories covering all kinds of landforms observed during field work. The inland part of the study area can be further categorized in three units, the mountainous part of Pieria and Olympus Mtns., a hilly terrain and a low lying alluvial plain. The mountainous relief of the first unit is the result of the tectonic uplift of the area and the consequent incision and formation of sharp edges. Furthermore, past climate conditions seem to have played a major role in the formation of Mt. Olympus landscape as glacial landforms have been observed on several parts of Xirolaki torrent basin. A relict deltaic fan of Neogene age as well as a separate large river outlet have been observed on the hilly terrain of the second unit both originating from a large fluvial system (probably a former Aliakmonas drainage network). The low – lying alluvial plain is the result or torrent sediment deposition during the Holocene. The coastal part of the study area is devided into two parts. The northernmost one consisting of coastal cliffs and the southernmost in the form of an extensive beach. Coastal landforms have been recognized during field mapping while uplifted marine terraces located in the coastal part between Methoni and Alykes have been further emphasized. Five groups of marine terraces have been recognized and mapped at an elevation range of 5-110m while relative dating of the chronological sequence suggests a mean uplift rate of 0.05mm/yr for the last 100.000 yrs Two coring samples have been taken from Alykes lagoon at a maximum depth of 4.5m. Samples have been collected and analyzed in terms of granulometry and micropaleontology in order to recognize depositional palaeoenvironments and reconstruct the palaeogeographical evolution of the lagoon during the Holocene. The beginning of the formation of the lagoon can be safely put around the sixth millennium BP with the formation of a barrier spit which extended towards the NNE and finally confined the lagoon in the northwest. The spit has advanced eastwards. The combined action of two longshore drifts (N-S and S-N) lead to the formation of two generations of beach ridges having a different orientation. Two sedimentation rates can be constrained by radiocarbon dating of shell fragments, the first 0.9 mm/yr at depth 440-260cm and the second 0.6mm/yr at depth 260-0cm. This differentiation can be attributed to gradually slower sea level rise during the Holocene and to a probable differentiation of fluvial sediment discharge. However lack of sea level corresponding samples datings does not allow us to attribute the aforementioned differentiation to tectonics. A GIS based simulation of precipitation-runoff has been applied in the Xirolaki drainage basin using spatial and meteorological data for a storm event that took place in October 2009 in order to examine the natural causes of the flood event. The form of the model-derived synthetic UH for the outlet of the Torrent can be used in a variety of cases. There are two crucial values derived from this UH, the critical time (time difference between peak rainfall and maximum discharge) and the peak value of the discharge. The effects of evapotranspiration, as well as the synergy between the aquifer and the rivers, were ignored. This could also be overlooked due to the fact that the evapotranspiration size during the time, in which the flood occurs, is insignificant. Among the natural causes that triggered the 2009 flash flood event were the pattern and characteristics of the drainage network. These characteristics include irregularities in the hierarchical drainage by stream order (30.44 % of the 2nd order streams and 33.34 % of the 3rd order streams drain directly into 5th order channels), the relatively high values of bifurcation ratio between the 1st and 2nd order streams and high channel gradients in the upper reaches of the catchment. Moreover, the 4th order streams appear to contain significantly high slopes in the upper mountainous part of the basin results to an increase of water velocity in a short time that cannot be adequately accommodated within the main channel. Minimun oceanographic factors that can lead to coastal flooding have been estimated on the coastal part between Alykes and Mavroneri mouth. In particular, SE waves run-up along with storm surge and astronomic tide have been calculated and contrasted upon the present morphology of the coast in order to determine the locations (S1-S7) that are prone to catastrophic coastal flooding. Locations S5 and S6 have been proven as the most vulnerable ones with major socio-economic impacts in case of a catastrophic flood event. In an attempt to further investigate coastal geomorphological hazards, three dynamic and two static models have been applied in order to estimate sea level changes caused by anticipated sea level rise (scenario 0.38m and 1.0m). Beach retreat ranges between 7.9m -27.3m for SLR 0.38 until year 2100 and 23.5m-70.0m for SLR 1.0m for the same time period. Higher values of retreat have been estimated for the S5 location by 27.3 m at a SLR 0.38m leading to a 43.3% beach loss with significant socio economic impacts due to the vicinity to Paralia settlement. By 1.0 m SLR almost all locations will suffer a total beach loss (100%)

Geomorphological - environmental study and geomorphological hazards assessment of the broader area of Pieria mountains

The present PhD dissertation entitled “Geomorphological – Environmental Study of the broader area of Pieria Mtns. and estimation of geomorphological hazards” is an attempt of an integrated geomorphological study at two levels of research. First, the comprehension and interpretation of the factors that contributed to the landscaped formation and evolution and second the application of this knowledge in order to estimate the geomorphological hazards.The study area is a geographical region where different geomorphological environments meet on the contact of the Pelagonian and Almopia geotectonic zones. Geomorphological mapping of this region was performed at a scale of 1:50.000 applying GIS oriented techiques combined with traditional field geomorphological mapping methodolody. The legend was structured on 6 levels of information while geomorphology was grouped in 9 categories covering all kinds of landforms observed during field work. The inland part of the study area can be further categorized in three units, the mountainous part of Pieria and Olympus Mtns., a hilly terrain and a low lying alluvial plain. The mountainous relief of the first unit is the result of the tectonic uplift of the area and the consequent incision and formation of sharp edges. Furthermore, past climate conditions seem to have played a major role in the formation of Mt. Olympus landscape as glacial landforms have been observed on several parts of Xirolaki torrent basin. A relict deltaic fan of Neogene age as well as a separate large river outlet have been observed on the hilly terrain of the second unit both originating from a large fluvial system (probably a former Aliakmonas drainage network). The low – lying alluvial plain is the result or torrent sediment deposition during the Holocene. The coastal part of the study area is devided into two parts. The northernmost one consisting of coastal cliffs and the southernmost in the form of an extensive beach. Coastal landforms have been recognized during field mapping while uplifted marine terraces located in the coastal part between Methoni and Alykes have been further emphasized. Five groups of marine terraces have been recognized and mapped at an elevation range of 5-110m while relative dating of the chronological sequence suggests a mean uplift rate of 0.05mm/yr for the last 100.000 yrsTwo coring samples have been taken from Alykes lagoon at a maximum depth of 4.5m. Samples have been collected and analyzed in terms of granulometry and micropaleontology in order to recognize depositional palaeoenvironments and reconstruct the palaeogeographical evolution of the lagoon during the Holocene. The beginning of the formation of the lagoon can be safely put around the sixth millennium BP with the formation of a barrier spit which extended towards the NNE and finally confined the lagoon in the northwest. The spit has advanced eastwards. The combined action of two longshore drifts (N-S and S-N) lead to the formation of two generations of beach ridges having a different orientation. Two sedimentation rates can be constrained by radiocarbon dating of shell fragments, the first 0.9 mm/yr at depth 440-260cm and the second 0.6mm/yr at depth 260-0cm. This differentiation can be attributed to gradually slower sea level rise during the Holocene and to a probable differentiation of fluvial sediment discharge. However lack of sea level corresponding samples datings does not allow us to attribute the aforementioned differentiation to tectonics. A GIS based simulation of precipitation-runoff has been applied in the Xirolaki drainage basin using spatial and meteorological data for a storm event that took place in October 2009 in order to examine the natural causes of the flood event. The form of the model-derived synthetic UH for the outlet of the Torrent can be used in a variety of cases. There are two crucial values derived from this UH, the critical time (time difference between peak rainfall and maximum discharge) and the peak value of the discharge. The effects of evapotranspiration, as well as the synergy between the aquifer and the rivers, were ignored. This could also be overlooked due to the fact that the evapotranspiration size during the time, in which the flood occurs, is insignificant. Among the natural causes that triggered the 2009 flash flood event were the pattern and characteristics of the drainage network. These characteristics include irregularities in the hierarchical drainage by stream order (30.44 % of the 2nd order streams and 33.34 % of the 3rd order streams drain directly into 5th order channels), the relatively high values of bifurcation ratio between the 1st and 2nd order streams and high channel gradients in the upper reaches of the catchment. Moreover, the 4th order streams appear to contain significantly high slopes in the upper mountainous part of the basin results to an increase of water velocity in a short time that cannot be adequately accommodated within the main channel.Minimun oceanographic factors that can lead to coastal flooding have been estimated on the coastal part between Alykes and Mavroneri mouth. In particular, SE waves run-up along with storm surge and astronomic tide have been calculated and contrasted upon the present morphology of the coast in order to determine the locations (S1-S7) that are prone to catastrophic coastal flooding. Locations S5 and S6 have been proven as the most vulnerable ones with major socio-economic impacts in case of a catastrophic flood event. In an attempt to further investigate coastal geomorphological hazards, three dynamic and two static models have been applied in order to estimate sea level changes caused by anticipated sea level rise (scenario 0.38m and 1.0m). Beach retreat ranges between 7.9m -27.3m for SLR 0.38 until year 2100 and 23.5m-70.0m for SLR 1.0m for the same time period. Higher values of retreat have been estimated for the S5 location by 27.3 m at a SLR 0.38m leading to a 43.3% beach loss with significant socio economic impacts due to the vicinity to Paralia settlement. By 1.0 m SLR almost all locations will suffer a total beach loss (100%).Η παρούσα διατριβή υπό τον τίτλο «Γεωμορφολογική – Περιβαλλοντική μελέτη της ευρύτερης περιοχής των Πιερίων Ορέων» αποτελεί μια προσπάθεια δημιουργίας μιας ολοκληρωμένης γεωμορφολικής μελέτης (Integrated Geomorphological Study) της οποίας ο σκοπός εντοπίζεται σε δύο άξονες έρευνας. Την κατανόηση και ερμηνεία όλων των παραγόντων που συνετέλεσαν στην δημιουργία και εξέλιξη του αναγλύφου, και την εφαρμογή και αξιοποίηση της πληροφορίας αυτής στην εκτίμηση των γεωμορφολογικών κινδύνων.Η ευρύτερη περιοχή των Πιερίων Ορέων αποτελεί έναν χώρο στον οποίο συναντιόνται ετερόκλητα γεωμορφολογικά περιβάλλοντα στο όριο της επαφής των γεωτεκτονικών ζωνών της Πελαγονικής και της Αλμωπίας. Αρχικά πραγματοποιήθηκε γεωμορφολογική χαρτογράφηση σε κλίμακα 1:50.000 και σε επιλεγμένες θέσεις 1:5.000, σε μια περιοχή έκτασης 1600 km2. Η χαρτογράφηση πραγματοποιήθηκε ακολουθώντας ημι-αυτοματοποιημένη μεθοδολογία προσανατολισμένη σε εφαρμογές ΣΓΠ, πιστοποιώντας όμως τα αποτελέσματα με επιτόπιες παρατηρήσεις παραδοσιακών μεθόδων χαρτογράφησης. Το υπόμνημα δομήθηκε σε 6 επίπεδα πληροφορίας ενώ η γεωμορφολογία που ήταν και το κύριο ζητούμενο ομαδοποιήθηκε σε 9 κατηγορίες καλύπτοντας έτσι το σύνολο των γεωμορφών που αναγνωρίστηκαν κατά την εργασία υπαίθρου.Το χερσαίο τμήμα της περιοχής μελέτης διακρίνεται σε τρεις τμηματικές ενότητας διακεκριμένων σύμφωνα με την τοπογραφία τους. Το ανάγλυφο του ορεινού τμήματος των Πιερίων και του Ολύμπου είναι αποτέλεσμα των ανυψωτικών κινήσεων που υπέστη η περιοχή κατά το γεωλογικό παρελθόν με την επακόλουθη κατά βάθος διάβρωση των κοιτών και την δημιουργία οξύληκτων ραχών στις μεσοποτάμιες περιοχές. Παράλληλα στην περιοχή του Ολύμπου μεγάλο ρόλο στην διαμόρφωση του αναγλύφου έπαιξαν οι κλιματικές συνθήκες του παρελθόντος με την δημιουργία παγετωνικών γεωμορφών. Στο ημιορεινό λοφώδες τμήμα της περιοχής μελέτης εντοπίστηκε μια υπολειμματική μορφή δελταϊκού ριπιδίου νεογενούς ηλικίας ενώ παράλληλα στην περιοχή του Μοσχοποτάμου εντοπίστηκε και δεύτερη εκβολή το ίδιου υδρογραφικού δικτύου νεογενούς ηλικίας (πρότερος Αλιάκμονας). Το χαμηλό ανάγλυφο της πεδιάδας της Κατερίνης είναι αποτέλεσμα των προσχώσεων από τα κλαστικά υλικά προερχόμενα από τα υδρογραφικά δίκτυα της περιοχής.Το παράκτιο τμήμα της περιοχής μελέτης διακρίνεται στο βόρειο όπου απαντούν παράκτιοι κρημνοί με ίζημα και το νοτιότερο αυτού που αποτελείται από μια εκτεταμένη προσχωσιγενή πεδιάδα με την παρουσία μεγάλου πλάτους εκτεταμένου αιγιαλού. Κατά την παράκτια γεωμορφολογική μελέτη χαρτογραφήθηκαν όλες οι γεωμορφές που εντοπίστηκαν στον παράκτιο χώρο ενώ ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην αποτύπωση των ανυψωμένων θαλάσσιων αναβαθμίδων στην περιοχή μεταξύ του οικισμού της Μεθώνης και των Αλυκών Κίτρους. Συνολικά χαρτογραφήθηκαν πέντε ομάδες αναβαθμίδων σε υψόμετρα 5-110 m. Από την σχετική χρονολόγηση των ακουλουθιών προέκυψε ένας μέσος ρυθμός ανύψωσης της τάξης των 0.05 mm/yr για τα τελευταία 100.000 χρόνια. Στην περιοχή της λιμνοθάλασσας των Αλυκών Κίτρους πραγματοποιήθηκαν δύο δειγματοληπτικές γεωτρήσεις μέγιστου βάθους 4.5 m. Στα δείγματα που συλλέχθηκαν έγινε κοκκομετρική και μικροπαλαιοντολογική ανάλυση με σκοπό την αναγνώριση των παλαιοπεριβαλλόντων απόθεσης των ιζημάτων και την ανασύσταση της παλαιογεωγραφική εξέλιξης της λιμνοθάλασσας κατά το Ολόκαινο. Η αρχή δημιουργίας της λιμνοθάλασσας τοποθετείται χρονικά τα τελευταία 6000 χρόνια όπου λοβοειδείς αμμώδεις προελάσεις της ακτογραμμής περιέκλεισαν την λιμνοθάλασσα η οποία σταδιακά πήρε την σημερινή της μορφή. Από την ραδιοχρονολόγηση κελυφών οστράκων προέκυψαν δύο ρυθμοί ιζηματογένεσης ήτοι 0,9 mm/yr για τα βάθη 440 - 260cm και 0.6 mm/yr για βάθη 260 – 0 cm. Η διαφοροποίηση αυτή αποδίδεται στην σταδιακή μείωση του ρυθμού ανόδου της στάθμης της θάλασσας στο Ολόκαινο, σε πιθανή διαφοροποίηση της στερεοπαροχής των χειμάρρων ενώ θεωρείται επισφαλές να αποδοθεί στην τεκτονική δεδομένουν ότι τα χρονολογηθέντα δείγματα δεν υποδηλώνουν αυστηρώς επίπεδο στάθμης θάλασσας.Στην υδρογραφική λεκάνη του ρέματος Ξηρολάκι πραγματοποιήθηκε προσομοίωση της επιφανειακής απορροής με την εφαρμογή μοντέλου βροχόπτωσης – απορροής. Σε περιβάλλον ΣΓΠ χρησιμοποιήθηκαν μετεωρογικά και χωρικά δεδομένα από τα οποία προέκυψε το μοναδιαίο υδρογράφημα του πλημμυρικού γεγονότος που έλαβε χώρα στην περιοχή τον Οκτώβριο του 2009 το οποίο υποδεικνύει άμεση απόκριση της λεκάνης στη μεγάλης ραγδαιότητας βροχόπτωση της ίδια ημερομηνίας. Παράλληλα έγινε προσπάθεια αποτίμησης των φυσικών παραμέτρων του δικτύου που καθιστούν την λεκάνη επιδεκτική σε πλημμυρικά φαινόμενα. Από την ποσοτική μελέτη της μορφής του δικτύου προέκυψαν ανωμαλίες στην ιεραρχική κατά τάξη απορροή (μεταξύ των κλάδων 3ης και 5ης τάξης), και υψηλές τιμές δείκτη διακλάδωσης Rb μεταξύ των κλάδων πρώτης και δεύτερης τάξης καθώς και υψηλές τιμές κλίσεων στον άνω ρου του δικτύου με επακόλουθη την αύξηση της ταχύτητας ροής στα ανάντη και της αδυναμίας παροχεύτεσης των υδάτων από την κεντρική κοίτη στην έξοδο του ρέματος από τον ορεινό όγκο του Ολύμπου.Τέλος στον παράκτιο χώρο της περιοχής μελέτης έγινε εκτίμηση των ελάχιστων ωκεανογραφικών συνθηκών, ικανών να προκαλέσουν παράκτια πλημμύρα. Συγκεκριμένα συνεκτιμήθηκαν η αναρρίχηση (run up) για μέγιστες συνθήκες κύματος από Νοτιοδυτικό άνεμο, σε συνδυασμό με την ανύψωση της στάθμης της θάλασσας λόγω καταιγίδας (storm surge), και την αστρονομική παλίρροια. Τα αποτελέσματα αντιπαρεβλήθησαν στην σημερινή μορφολογία του μετώπου της παραλίας σε 7 επιλεγμένες θέσεις και εντοπίστηκαν οι περιοχές στις οποίες οι προαναφερθείσες συνθήκες μπορούν δυνητικά να υπερκεράσουν τα φυσικά εμπόδια της παράκτιας ζώνης και να προκαλέσουν παράκτια πλημμύρα. Οι θέσεις S6 και S5 αποδείχθηκαν ως οι πιο ευάλωτες σημειώνοντας την μεγάλη κοινωνικο-οικονομική τους σημασία λόγω γειτνίσασης με τον οικισμό της Παραλίας Κατερίνης στον οποίο συγκεντρώνεται η πλειονότητα των οικονομικών δραστηριοτήτων του παράκτιου χώρου της περιοχής. Στην παράκτια ζώνη μεταξύ των Αλυκών Κίτρους και της εκβολής του Μαυρονερίου έγινε διερεύνηση της πιθανής μεταβολής της ακτογραμμής λόγω της αναμενόμενης ανόδου της στάθμης της θάλασσας για δύο πιθανά σενάρια 0.38 m και 1.0 m. Από την εφαρμογή συστοιχίας τριών δυναμικών και δύο στατικών μοντέλων προκύπτει ότι η οπισθοχώρηση της ακτογραμμής κυμαίνεται από 7.9m -27.3m για άνοδο της στάθμης της θάλασσας κατά 0.38m έως το 2100 και από 23.5m-70.0m για άνοδο στάθμης θάλασσας κατά 1.0m για την ίδια χρονική περίοδο. Σε όλα τα σενάρια ανόδου της στάθμης της θάλασσας η μικρότερη οπισθοχώρηση παρατηρείται στην θέση S7 (εκβολές Μαυρονερίου) κατά 7.9m και 23.5m για SLR 0.38m και 1.0m αντίστοιχα. Παράλληλα οι μεγαλύτερες τιμές οπισθοχώρησης παρατηρούνται στην θέση S5 (παραλία Κατερίνης) κατά 27.3m και 70.0m για SLR 0.38m και 1.0m αντίστοιχα με μεγάλες κοινωνικο-οικονομικές επιπτώσεις. Στο πρώτο σενάριο ανόδου της στάθμης θάλασσας κατά 0.38m η θέση S4 εμφανίζεται ως η πιο ευάλωτη με ποσοστό καταστροφής της υφιστάμενης παραλίας κατά 100%. Άλλες ευάλωτες θέσης είναι οι S1, S5 και S7 με ποσοστά 50.4%, 43.3% και 52.6% αντίστοιχα ενώ στην πλειονότητα των θέσεων η καταστροφή της παραλίας θα είναι ολοσχερής (100%) σε ενδεχόμενη άνοδο της στάθμης θάλασσας κατά 1.0m

Bankroll Management and Risk Analysis

84 σ.Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως στόχο την μελέτη προβλημάτων στον τομέα της επιχειρησιακής έρευνας και την παρουσίαση μαθηματικών μεθόδων για την επίλυση αυτών. Εισάγονται βασικές έννοιες, μαθηματικοί ορισμοί καθώς και προβλήματα επενδυτικής φύσεως. Περιγράφονται πλήρως οι δομές των διαδικασιών επίλυσης αυτών των προβλημάτων και αναπτύσσουμε την έννοια του δένδρου απόφασης ως μία εκ των βασικών μεθόδων κατανόησης αυτών. Επίσης, παραθέτουμε το μαθηματικό υπόβαθρο με σημαντικές αναφορές σε στοιχεία θεωρίας των πιθανοτήτων και της στατιστικής. Οι πιθανότητες καταλαμβάνουν τεράστιο ποσοστό στην αντιμετώπιση προβλημάτων της καθημερινότητάς μας και στον τρόπο που καλούμαστε να επιλέξουμε για να τα επιλύσουμε. Στην πορεία της διπλωματικής παραθέτουμε προβλήματα επένδυσης εκ των οποίων το ένα ασχολείται με τη διαχείριση του κεφαλαίου ενός παίκτη πόκερ, και τέλος προσθέτουμε δύο χρηματιστηριακά παραδείγματα επένδυσης στα οποία επισημαίνουμε την αξία της διαχείρισης του κινδύνου.In this thesis we carried out studies on the problems and their solutions, in the field of operational research while the presentation of their mathematical methods were thoroughly described. Basic mathematical definitions as well as investment problems are presented through the concept of the decision tree, as one of the main models to analyze them. Furthermore, we submit the mathematical background with important references on probabilistic and statistical theory. Probabilities are very significant in order to cope with the variety of hard daily situations. In addition, we dealt with investment problems such as the bankroll management of a poker player. Lastly, we included two stock problems through which the value of risk management is highlighted.Κωνσταντίνος Α. Τσανάκα

Tectonics and Sea-Level Fluctuations

Global sea level has fluctuated significantly over geologic time as a result of changes in the volume of available water in the oceans and changes in the shape and volume of the ocean basins [...

Late Pleistocene Geomorphic Evolution of Cephalonia Island, Western Greece, Inferred from Uplifted Marine Terraces

Combined with eustatic sea-level changes, uplifted Quaternary marine terraces provide insight into the tectonics of coastal areas. Cephalonia Island lies 35 km off the western coast of mainland Greece and 15 km northeast of the Hellenic subduction zone. Late Pleistocene eustatic sea-level oscillations and the long-term tectonic movements are imprinted on the landscape of the southern part of the island, in the form of seven uplifted marine terraces. In the present study we aim to identify and map in detail these terraces, applying Digital Elevation Model analysis, utilizing Geographic Information Systems techniques and extensive fieldwork. The GIS-based analysis combined with field geomorphological observations revealed a sequence of seven marine terraces at the southern part of the main island ranging in elevation between 4 m and 176 m asl. Microscope, petrological and microgeomorphological analyses on two caprock samples suggest strong marine influence during the deposition of the sediments covering the marine terraces. The age of the formation of the 32 m marine terrace was assigned to the MIS 3e, based on OSL dating of a caprock sample, and an average uplift rate of 1.4 ± 0.35 mm a−1 was calculated for the last 61 ± 5.5 ka. Assuming a uniform uplift rate for the Late Pleistocene allowed us to correlate the marine terrace with the sea-level highstands and constrain their ages

Late Pleistocene Geomorphic Evolution of Cephalonia Island, Western Greece, Inferred from Uplifted Marine Terraces

Combined with eustatic sea-level changes, uplifted Quaternary marine terraces provide insight into the tectonics of coastal areas. Cephalonia Island lies 35 km off the western coast of mainland Greece and 15 km northeast of the Hellenic subduction zone. Late Pleistocene eustatic sea-level oscillations and the long-term tectonic movements are imprinted on the landscape of the southern part of the island, in the form of seven uplifted marine terraces. In the present study we aim to identify and map in detail these terraces, applying Digital Elevation Model analysis, utilizing Geographic Information Systems techniques and extensive fieldwork. The GIS-based analysis combined with field geomorphological observations revealed a sequence of seven marine terraces at the southern part of the main island ranging in elevation between 4 m and 176 m asl. Microscope, petrological and microgeomorphological analyses on two caprock samples suggest strong marine influence during the deposition of the sediments covering the marine terraces. The age of the formation of the 32 m marine terrace was assigned to the MIS 3e, based on OSL dating of a caprock sample, and an average uplift rate of 1.4 ± 0.35 mm a−1 was calculated for the last 61 ± 5.5 ka. Assuming a uniform uplift rate for the Late Pleistocene allowed us to correlate the marine terrace with the sea-level highstands and constrain their ages

Late Quaternary Marine Terraces and Tectonic Uplift Rates of the Broader Neapolis Area (SE Peloponnese, Greece)

Marine terraces are geomorphic markers largely used to estimate past sea-level positions and surface deformation rates in studies focused on climate and tectonic processes worldwide. This paper aims to investigate the role of tectonic processes in the late Quaternary evolution of the coastal landscape of the broader Neapolis area by assessing long-term vertical deformation rates. To document and estimate coastal uplift, marine terraces are used in conjunction with Optically Stimulated Luminescence (OSL) dating and correlation to late Quaternary eustatic sea-level variations. The study area is located in SE Peloponnese in a tectonically active region. Geodynamic processes in the area are related to the active subduction of the African lithosphere beneath the Eurasian plate. A series of 10 well preserved uplifted marine terraces with inner edges ranging in elevation from 8 ± 2 m to 192 ± 2 m above m.s.l. have been documented, indicating a significant coastal uplift of the study area. Marine terraces have been identified and mapped using topographic maps (at a scale of 1:5000), aerial photographs, and a 2 m resolution Digital Elevation Model (DEM), supported by extensive field observations. OSL dating of selected samples from two of the terraces allowed us to correlate them with late Pleistocene Marine Isotope Stage (MIS) sea-level highstands and to estimate the long-term uplift rate. Based on the findings of the above approach, a long-term uplift rate of 0.36 ± 0.11 mm a−1 over the last 401 ± 10 ka has been suggested for the study area. The spatially uniform uplift of the broader Neapolis area is driven by the active subduction of the African lithosphere beneath the Eurasian plate since the study area is situated very close (~90 km) to the active margin of the Hellenic subduction zone

Geomorphic Evolution of the Lilas River Fan Delta (Central Evia Island, Greece)

This paper presents the results of geomorphological investigations carried out on the Lilas River fan delta in central Evia Isl., Greece. A geomorphological map has been prepared using Digital Elevation Model analysis, aerial photos and Google Earth image interpretation, a reliable map of 1846, and extensive fieldwork. The Holocene sequence stratigraphy of the fan delta has been studied based on profiles of seven deep cores drilled by the municipal authorities. Two additional shallow boreholes were drilled with a portable drilling set and collected samples were analyzed using micropaleontological and grain size analysis methods while four sediment samples were dated using optically stimulated luminescence (OSL) techniques. During the early Holocene, most of the fan delta plain was a shallow marine environment. Between 4530 ± 220 and 3600 ± 240 years BP the depositional environment at the area of Nea Lampsakos changed from shallow marine to a lower energy lagoonal one. The main distributary changed its course several times leading to the building and subsequent abandonment of five fan delta lobes, through which the fan delta advanced during the late Holocene. The eastern part of the Kampos abandoned lobe is retreating with a maximum mean rate of −0.94 m/year for the period 1945–2009, whereas the presently active mouth of the river and its immediate surrounds are prograding with a mean rate of about +3.2 m/year

Integration of GIS-Based Multicriteria Decision Analysis and Analytic Hierarchy Process for Flood-Hazard Assessment in the Megalo Rema River Catchment (East Attica, Greece)

This study deals with the flood-hazard assessment and mapping in the catchment of Megalo Rema (East Attica, Greece). Flood-hazard zones were identified utilizing Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA) integrated with Geographic Information System (GIS). Five factors were considered as the most influential parameters for the water course when high storm-water runoff exceeds drainage system capacity and were taken into account. These factors include slope, elevation, distance from stream channels, geological formations in terms of their hydro-lithological behavior and land cover. To obtain the final weights for each factor, rules of the Analytic Hierarchy Process (AHP) were applied. The final flood-hazard assessment and mapping of the study area were produced through Weighted Linear Combination (WLC) procedures. The final map showed that approximately 26.3 km2, which corresponds to 22.7% of the total area of the catchment, belongs to the high flood risk zone, while approximately 25 km2, corresponding to ~15% of the catchment, is of very high flood risk. The highly and very highly prone to flooding areas are located mostly at the southern and western parts of the catchment. Furthermore, the areas on both sides of the channel along the lower reaches of the main stream are of high and very high risk. The highly and very highly prone to flooding areas are relatively low-lying, gently sloping and extensively urbanized, and host the densely populated settlements of Rafina-Pikermi, Penteli, Pallini, Peania, Spata, Glika Nera, Gerakas and Anthousa. The accuracy of the flood-hazard map was verified by correlating flood events of the last 30 years, the Hydrologic Engineering Center’s River Analysis System (HEC–RAS) simulation and quantitative geomorphological analysis with the flood-hazard level. The results of our approach provide decision makers with important information for land-use planning at a regional scale, determining safe and unsafe areas for urban development

Late Quaternary Marine Terraces and Tectonic Uplift Rates of the Broader Neapolis Area (SE Peloponnese, Greece)

Marine terraces are geomorphic markers largely used to estimate past sea-level positions and surface deformation rates in studies focused on climate and tectonic processes worldwide. This paper aims to investigate the role of tectonic processes in the late Quaternary evolution of the coastal landscape of the broader Neapolis area by assessing long-term vertical deformation rates. To document and estimate coastal uplift, marine terraces are used in conjunction with Optically Stimulated Luminescence (OSL) dating and correlation to late Quaternary eustatic sea-level variations. The study area is located in SE Peloponnese in a tectonically active region. Geodynamic processes in the area are related to the active subduction of the African lithosphere beneath the Eurasian plate. A series of 10 well preserved uplifted marine terraces with inner edges ranging in elevation from 8 ± 2 m to 192 ± 2 m above m.s.l. have been documented, indicating a significant coastal uplift of the study area. Marine terraces have been identified and mapped using topographic maps (at a scale of 1:5000), aerial photographs, and a 2 m resolution Digital Elevation Model (DEM), supported by extensive field observations. OSL dating of selected samples from two of the terraces allowed us to correlate them with late Pleistocene Marine Isotope Stage (MIS) sea-level highstands and to estimate the long-term uplift rate. Based on the findings of the above approach, a long-term uplift rate of 0.36 ± 0.11 mm a−1 over the last 401 ± 10 ka has been suggested for the study area. The spatially uniform uplift of the broader Neapolis area is driven by the active subduction of the African lithosphere beneath the Eurasian plate since the study area is situated very close (~90 km) to the active margin of the Hellenic subduction zone