Θωρακίζοντας την Ελλάδα: Επανασχεδιασμός Υποδομών μετά την Κακοκαιρία Daniel

 

Των: Δρ. Κώστα Σαχπάζη, Πολιτικού Μηχανικού, Καθηγητή της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Δυτικής Μακεδονίας, Κωνσταντίνας Σαχπάζη, Πολιτικού Μηχανικού, και Δέσποινας Σαχπάζη, Αρχιτέκτονος Μηχανικού

____________________  ..  ____________________

 

Εισαγωγή

Η κακοκαιρία “Daniel”, ένα υδρομετεωρολογικό γεγονός πρωτοφανούς σφοδρότητας, έπληξε την Ελλάδα τον Σεπτέμβριο του 2023, επαναπροσδιορίζοντας βίαια τον χάρτη επικινδυνότητας των φυσικών καταστροφών στη χώρα. Τα ακραία ύψη βροχόπτωσης, ιδίως στην Περιφέρεια Θεσσαλίας και στις λεκάνες απορροής του Πηνειού και του Ενιπέα, οδήγησαν σε εκτεταμένες αστοχίες κρίσιμων υποδομών. Με το συνολικό κόστος των ζημιών να υπερβαίνει τα 3 δισεκατομμύρια ευρώ, εκ των οποίων 900 εκατομμύρια απαιτούνται για την αποκατάσταση του οδικού δικτύου και 463 εκατομμύρια για το σιδηροδρομικό δίκτυο, καθίσταται σαφές ότι η προσέγγιση της απλής «επισκευής» είναι πλέον ανεπαρκής. Η ελληνική τεχνική κοινότητα βρίσκεται μπροστά στην επιτακτική ανάγκη αναθεώρησης των κανονισμών μελετών (Ευρωκώδικες, Εθνικά Προσαρτήματα, ΟΜΟΕ), υιοθετώντας την αρχή του “Build Back Better”, προκειμένου οι νέες κατασκευές να επιδεικνύουν πραγματική ανθεκτικότητα (resilience) απέναντι στην κλιματική κρίση.

Υδρολογικός Επανασχεδιασμός και Νέα Στατιστικά Κατώφλια

Μέχρι σήμερα, ο σχεδιασμός των τεχνικών έργων στην Ελλάδα βασιζόταν στις Οδηγίες Μελετών Οδικών Έργων (ΟΜΟΕ – Τεύχος 8: Αποχέτευση, Στράγγιση, Υδραυλικά Έργα Οδών), οι οποίες προέβλεπαν τον σχεδιασμό μικρών γεφυρών και οχετών με Περίοδο Επαναφοράς (T) 25 έως 50 έτη, και μεγάλων γεφυρών με T=100  έτη. Τα δεδομένα του “Daniel” ξεπέρασαν κατά πολύ αυτά τα στατιστικά όρια.

Από την υδρολογική στατιστική, η Πιθανότητα Υπέρβασης (Probability of Exceedance) P ενός πλημμυρικού γεγονότος κατά τη διάρκεια σχεδιασμού (ζωής) n του έργου , δίνεται από την εξίσωση:

Για ένα έργο με προσδοκώμενη διάρκεια ζωής n=50  έτη, σχεδιασμένο με περίοδο επαναφοράς T=50 έτη, η πιθανότητα να αντιμετωπίσει ένα πλημμυρικό γεγονός μεγαλύτερο του σχεδιασμού του ανέρχεται στο 63.6%. Το ποσοστό αυτό κρίνεται πλέον μη αποδεκτό για κρίσιμες υποδομές. Το Υπουργείο Υποδομών και τα αρμόδια όργανα οφείλουν να αναθεωρήσουν τις προδιαγραφές, ενσωματώνοντας Συντελεστές Κλιματικής Αλλαγής (Climate Change Factors) στις Καμπύλες Έντασης-Διάρκειας-Συχνότητας (Όμβριες Καμπύλες).

Είδος Υποδομής	Υφιστάμενη Περίοδος Επαναφοράς  (ΟΜΟΕ)	Προτεινόμενη Νέα Περίοδος Επαναφοράς
Οχετοί / Μικρά Τεχνικά Οδών	10 – 25 έτη	50 έτη
Γέφυρες Επαρχιακού Δικτύου	50 έτη	100 – 500 έτη
Αυτοκινητόδρομοι / Σιδηρόδρομοι	100 έτη	500 – 1000 έτη
Αντιπλημμυρικά Αστικών Περιοχών	50 έτη	> 100 έτη (με συντελεστές ασφαλείας)

Δομοστατική Συμπεριφορά και Υδροδυναμικές Δράσεις

Σε επίπεδο δομοστατικού σχεδιασμού, ενώ οι υποδομές στην Ελλάδα διαθέτουν υψηλή σεισμική επάρκεια χάρη στον Ελληνικό Αντισεισμικό Κανονισμό (ΕΑΚ) και τον Ευρωκώδικα 8, παρατηρείται υστέρηση στην αντιμετώπιση ακραίων υδραυλικών δράσεων. Σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 1 (EN 1991-1-6, Δράσεις κατά την εκτέλεση και δράσεις νερού), η υδροδυναμική δύναμη Fd  που ασκείται σε ένα βάθρο γέφυρας υπολογίζεται ως:

Η ταχύτητα της ροής ν είναι τετραγωνική παράμετρος. Στην κακοκαιρία Daniel, η ταχύτητα ροής αυξήθηκε δραματικά. Παράλληλα, ο συντελεστής οπισθέλκουσας (Cd) και η προβαλλόμενη επιφάνεια (A) πολλαπλασιάστηκαν λόγω του τεράστιου όγκου φερτών υλικών (κορμοί δέντρων, λάσπη, οχήματα) που εγκλωβίστηκαν στα μεσόβαθρα. Για την αποτροπή τέτοιων αστοχιών, ο νέος σχεδιασμός επιβάλλει καθαρό ύψος ασφαλείας (“freeboard”) τουλάχιστον 1.5 – 2.0 μέτρων πάνω από την Ανώτατη Στάθμη Πλημμύρας σχεδιασμού και ευρύτερα ανοίγματα γεφυρών χωρίς ενδιάμεσα βάθρα στις κοίτες, δίνοντας ουσιαστικό «χώρο στο ποτάμι».

Γεωτεχνικές Προκλήσεις και Σταθερότητα Πρανών

Από την οπτική της Γεωτεχνικής Μηχανικής (Ευρωκώδικας 7 – EN 1997), η κύρια αιτία καταστροφής εκατοντάδων χιλιομέτρων του οδικού δικτύου ήταν η απώλεια της διατμητικής αντοχής των εδαφών. Σύμφωνα με το κριτήριο αστοχίας Mohr-Coulomb:

Κατά τη διάρκεια του Daniel, η παρατεταμένη και σφοδρή βροχόπτωση οδήγησε σε πλήρη κορεσμό των εδαφικών σχηματισμών. Αυτό εκτόξευσε την πίεση των υδάτινων πόρων (u), μειώνοντας δραματικά την ενεργό τάση (σn-u) . Ως αποτέλεσμα, η διατμητική αντοχή (tf) μηδενίστηκε, προκαλώντας τεράστιες κατολισθήσεις και ρευστοποιήσεις πρανών, ιδίως σε ορεινά τμήματα (π.χ. Πήλιο, Άγραφα). Ο νέος σχεδιασμός απαιτεί βαθιές θεμελιώσεις με πασσάλους, οι οποίοι πρέπει να πακτώνονται αρκετά μέτρα κάτω από το μέγιστο εκτιμώμενο βάθος υποσκαφής (“scour depth”), αγνοώντας εντελώς την περιμετρική τριβή στα ανώτερα (δυνητικά αποπλυμένα) στρώματα.

Ενεργειακή Απόδοση έναντι Κλιματικής Ανθεκτικότητας (ΚΕΝΑΚ)

Όσον αφορά τις κτιριακές υποδομές, η σύγχρονη νομοθεσία έχει επικεντρωθεί ορθώς στον Κανονισμό Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων (ΚΕΝΑΚ), σε συνδυασμό με τις Τεχνικές Οδηγίες του ΤΕΕ (ΤΟΤΕΕ), προωθώντας τη βιοκλιματική αρχιτεκτονική. Ωστόσο, η κακοκαιρία ανέδειξε ένα σημαντικό κενό: η ενεργειακή θωράκιση στερείται νοήματος χωρίς φυσική ανθεκτικότητα.

Πλήθος δημόσιων κτιρίων και βιομηχανικών εγκαταστάσεων υπέστησαν ολική καταστροφή των ηλεκτρομηχανολογικών (Η/Μ) συστημάτων τους (λέβητες, αντλίες θερμότητας, υποσταθμοί μέσης τάσης), τα οποία ήταν τοποθετημένα σε υπόγειους χώρους. Είναι κρίσιμη η θεσμοθέτηση, μέσω πολεοδομικών διατάξεων και του Νέου Οικοδομικού Κανονισμού (ΝΟΚ), της υποχρεωτικής τοποθέτησης του κρίσιμου Η/Μ εξοπλισμού άνω της μέγιστης στάθμης πλημμύρας, καθώς και η χρήση υδατοστεγών σκυροδεμάτων (σύμφωνα με τον Κανονισμό Τεχνολογίας Σκυροδέματος και το ΕΝ 206) με κατάλληλα κρυσταλλικά πρόσμικτα για την προστασία των θεμελιώσεων.

Προτεινόμενη Ροή Λήψης Αποφάσεων (Decision Support System)

Η ενσωμάτωση όλων των παραπάνω στον κύκλο ζωής των τεχνικών έργων απεικονίζεται στην ακόλουθη ροή, η οποία θα πρέπει να αποτελεί τον κορμό λειτουργίας των Τεχνικών Υπηρεσιών του Δημοσίου:

1. Χωρική Ανάλυση & Ιστορικό Καταστροφών
2. Επικαιροποίηση Υδρολογικών Μοντέλων
3. Επιλογή Περιόδου Επαναφοράς (T)
   • Συμβατικά Έργα & Οχετοί: T=50-100 έτη
   • Κρίσιμες Υποδομές / Γέφυρες / Φράγματα: T=500-1000 έτη
4. Γεωτεχνικός & Δομοστατικός Σχεδιασμός (Ευρωκώδικες 1, 2, 7, 8)
5. Επιλογή Υλικών Υψηλής Αντοχής & Υδατοστεγανότητας
6. Μητρώο Συντήρησης & Συστήματα Έγκαιρης Προειδοποίησης

Συμπεράσματα

Η ανασυγκρότηση της Ελλάδας και ειδικότερα της Θεσσαλίας μετά την κακοκαιρία Daniel δεν είναι απλώς ένα οικονομικό ή διαχειριστικό στοίχημα, αλλά μια βαθιά επιστημονική και μηχανική πρόκληση. Η μετάβαση από τον παραδοσιακό σχεδιασμό σε έναν σχεδιασμό προσαρμοσμένο στην Κλιματική Αλλαγή, απαιτεί την άμεση αναθεώρηση των Εθνικών Προσαρτημάτων των Ευρωκωδίκων, τη ριζική αλλαγή των ΟΜΟΕ και την εφαρμογή αυστηρότερων κριτηρίων στην εκπόνηση υδραυλικών και γεωτεχνικών μελετών.

Οι Έλληνες Μηχανικοί οφείλουν να εγκαταλείψουν την “ντετερμινιστική” προσέγγιση του παρελθόντος και να υιοθετήσουν μοντέλα στοχαστικής αξιολόγησης πολλαπλών κινδύνων (multi-hazard risk analysis). Μόνο μέσα από τον επαναπροσδιορισμό των περιόδων επαναφοράς, την εις βάθος κατανόηση της εδαφομηχανικής συμπεριφοράς υπό συνθήκες ακραίου κορεσμού και τη συμβατότητα των έργων με τα φυσικά οικοσυστήματα, μπορούμε να εγγυηθούμε την ασφάλεια των πολιτών και τη βιωσιμότητα των δημοσίων υποδομών για τις επόμενες γενιές.

Βιβλιογραφία / Πηγές / Κανονισμοί

• Ευρωπαϊκά Πρότυπα (CEN): Ευρωκώδικας 1 (EN 1991: Δράσεις επί των κατασκευών – Μέρος 1-6: Δράσεις υδάτων), Ευρωκώδικας 7 (EN 1997: Γεωτεχνικός Σχεδιασμός), Ευρωκώδικας 8 (EN 1998: Αντισεισμικός Σχεδιασμός).
• Υπουργείο Υποδομών και Μεταφορών: Οδηγίες Μελετών Οδικών Έργων (ΟΜΟΕ – Τεύχος 8: Αποχέτευση, Στράγγιση, Υδραυλικά Έργα Οδών).
• Εθνικό Κανονιστικό Πλαίσιο: ΚΕΝΑΚ (Κανονισμός Ενεργειακής Απόδοσης Κτιρίων) & ΤΟΤΕΕ, Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός (ΕΑΚ).
• Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών (ΕΚΠΑ): Ανακοίνωση Διεπιστημονικής Επιτροπής Διαχείρισης Κινδύνων και Κρίσεων – Ανάλυση επιπτώσεων κακοκαιρίας Daniel και αστοχίας οδικών/υδραυλικών έργων στις λεκάνες Πηνειού και Ενιπέα.
• Υπουργείο Κλιματικής Κρίσης και Πολιτικής Προστασίας: Master Plan Water Management in Thessaly in the Wake of Storm Daniel (Αξιολόγηση πλημμυρισμένων εκτάσεων 1.400.000 στρεμμάτων και στρατηγική ανασχεδιασμού γεωτεχνικών έργων).
• Κυβερνητικές Ανακοινώσεις: Στοιχεία προϋπολογισμών ανακατασκευής – 3 δισ. ευρώ συνολικό κόστος, 900 εκατ. για οδικά δίκτυα Θεσσαλίας και 463 εκατ. για σιδηροδρομικές υποδομές.

 

—————–

Ο Δρ. Κώστας Σαχπάζης είναι Πολιτικός Μηχανικός, Καθηγητής της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Δυτικής Μακεδονίας (www.uowm.gr και www.geodomisi.com, email: sachpazis@teemail.gr), η Κωνσταντίνα Σαχπάζη είναι Πολιτικός Μηχανικός, και η Δέσποινα Σαχπάζη είναι Αρχιτέκτων Μηχανικός

---