Φύσις κρύπτεσθαι φιλεί

Σύμφωνα με τον Ηράκλειτο τον Εφέσιο «Φύσις κρύπτεσθαι φιλεί», δηλαδή η φύση αγαπά να κρύβεται. Από την αρχαιότητα, οι άνθρωποι συνειδητοποίησαν την δύναμη της φύσης και την απρόβλεπτη συμπεριφορά της, χωρίς όμως αυτό να πτοεί τις προσπάθειες τους για την κατανόηση της. Χαρακτηριστικό παράδειγμα της ανθρώπινης επιμονής είναι η αξιόπιστη πρόγνωση των καιρικών φαινομένων βάσει της μετεωρολογίας. Άλλο παράδειγμα είναι η πρόβλεψη των τιμών της απορροής μίας λεκάνης για την οριοθέτηση ενός υδατορεύματος.

Ως οριοθέτηση ενός υδατορεύματος ορίζεται η διαδικασία καθορισμού των γραμμών πλημμύρας του, δηλαδή των πολυγωνικών γραμμών εκατέρωθεν του άξονα του οι οποίες περικλείουν την ροή για συγκεκριμένη παροχή σχεδιασμού. Η παροχή σχεδιασμού προκαλείται από μία βροχόπτωση η οποία έχει συγκεκριμένη περίοδο εμφάνισης (συνήθως 50 έτη). Ως διευθέτηση ορίζεται η επέμβαση στην μορφολογία του υδατορεύματος ώστε να τροποποιηθούν οι υφιστάμενες γραμμές πλημμύρας εάν αυτό είναι απαραίτητο. Επομένως, η οριοθέτηση ενός υδατορεύματος αποτελείται από τις ακόλουθες μελέτες:

1. Τοπογραφική μελέτη για να προσδιορισθεί η ακριβής μορφολογία του ρέματος και της ευρύτερης περιοχής σε ορισμένη απόσταση από τις όχθες του.
2. Υδρολογική μελέτη ώστε να εκτιμηθεί η παροχή σχεδιασμού βάσει των καταγεγραμμένων μετεωρολογικών δεδομένων και των χαρακτηριστικών της λεκάνης.
3. Υδραυλική μελέτη για την εύρεση του βάθους και της ταχύτητας της ροής σε διάφορα σημεία κατά μήκος του υδατορεύματος ώστε να χαραχθούν οι γραμμές πλημμύρας. Εάν οι γραμμές πλημμύρας πρέπει να τροποποιηθούν, γίνεται εκ νέου η υδραυλική μελέτη για να χαραχθούν οι νέες γραμμές πλημμύρας βάσει των προτεινόμενων αντιπλημμυρικών έργων.

Κατά την διεξαγωγή των παραπάνω μελετών ακολουθείται μία αφαιρετική διαδικασία όπου λεπτομέρειες του πραγματικού φυσικού συστήματος αγνοούνται ώστε να καταλήξουμε σε ένα νοητό μοντέλο του υδατορεύματος το οποίο μπορούμε εν τέλει να αναλύσουμε και να επεξεργαστούμε. Αυτή η διαδικασία μοιραία δεν μπορεί να αποφευχθεί και εισάγει αβεβαιότητα στα αποτελέσματα μας. Ειδικότερα,

1. Κατά την τοπογραφική μελέτη δεν γίνεται να προσδιοριστεί επακριβώς το ανάγλυφο του υδατορεύματος και της ευρύτερης περιοχής μελέτης. Έτσι η νοητή δισδιάστατη επιφάνεια που χρησιμοποιείται στους υδραυλικούς υπολογισμούς της ροής διαφέρει από την πραγματική. Μάλιστα, σε ορισμένες περιπτώσεις (πχ με έντονη βλάστηση), η νοητή μορφολογία είναι μία χονδρική προσέγγιση της πραγματικής.
2. Κατά την υδρολογική μελέτη χρησιμοποιούνται ιστορικά μετεωρολογικά στοιχεία για να εκτιμηθεί η βροχόπτωση που εμφανίζεται ανά 50 έτη. Η διαδικασία αυτή έχει εξ ορισμού μεγάλο βαθμό αβεβαιότητας. Έπειτα, πρέπει να προβλεφθεί η απορροή αιχμής στην έξοδο της λεκάνης που γεννάται από αυτή την βροχόπτωση γνωρίζοντας την μορφολογία της λεκάνης, την σύνθεση του εδάφους της, το ποσοστό φυτοκάλυψης και τις χρήσεις γης. Τα δεδομένα αυτά είναι τις περισσότερες φορές κατά προσέγγιση γνωστά και δεν γίνεται να προσδιοριστούν επακριβώς. Επιπλέον η ίδια η διαδικασία γέννεσης της αιχμής απορροής βασίζεται σε παραδοχές. Συνεπώς, για τους παραπάνω λόγους, η παροχή σχεδιασμού εισάγει μεγάλο βαθμό αβεβαιότητας στην μελέτη.
3. Στην υδραυλική μελέτη εισάγονται ως δεδομένα: η δισδιάστατη νοητή επιφάνεια του υδατορεύματος από την τοπογραφική μελέτη, η παροχή από την υδρολογική μελέτη και το βάθος ροής στα άκρα του υδατορεύματος (οριακές συνθήκες), κάτι που δεν προκύπτει από άμεσες παρατηρήσεις αλλά από έμμεσες εκτιμήσεις. Κατά την επίλυση υποθέτεται πως η ροή είναι μονοδιάστατη και μη εξαρτώμενη από τον χρόνο (μόνιμη), παραδοχές που δεν ισχύουν απαραίτητα κατά την διάρκεια ενός πλημμυρικού γεγονότος. Ταυτοχρόνως, θεωρείται πως η ροή μεταβάλλεται γραμμικά μεταξύ των τοπογραφικών διατομών. Τέλος, η επίλυση των εξισώσεων της ροής προϋποθέτει την γνώση του συντελεστή τριβής της επιφάνειας του υδατορεύματος (συντελεστής Manning) που επίσης προσδιορίζεται προσεγγιστικά στα φυσικά κανάλια λόγω του ότι διαφέρει έντονα τόσο κατά το μήκος όσο και κατά το πλάτος του υδατορεύματος (ανισοτροπία).

Από την παραπάνω απαρίθμηση των βασικών αίτιων αβεβαιότητας στις οριοθετήσεις και διευθετήσεις, γίνεται κατανοητό πως το αποτέλεσμα της συνολικής μελέτης, δηλαδή οι γραμμές πλημμύρας, έχει ορισμένη αβεβαιότητα. Αυτό δεν ακυρώνει την οριοθέτηση. Αντιθέτως, σηματοδοτεί την σημασία της σχολαστικής συλλογής δεδομένων. Με απλά λόγια δεν πρέπει να λέμε πως «έλα μωρέ και τι θα γίνει αν δεν εμφανίσω το πρανές ακριβώς όπως είναι; αφού έτσι κ αλλιώς την παροχή δεν την ξέρω ακριβώς» γιατί αυτή η λογική εισάγει χονδροειδή σφάλματα στην μελέτη μας και αυξάνει την ασάφεια. Επιπλέον, είναι αναγκαία η ανάλυση ευαισθησίας των δεδομένων για να ελεγχθεί ποιες παράμετροι επηρεάζουν αρκετά το τελικό αποτέλεσμα και ποιες όχι, ώστε να δοθεί έμφαση στις πρώτες. Τέλος, είναι σημαντικό να γίνεται προσπάθεια ποσοτικοποίησης και ελαχιστοποίησης της αβεβαιότητας που συνοδεύει τις γραμμές πλημμύρας.

Συμπερασματικά, οι μελέτες που αφορούν ρέματα πρέπει να αντιμετωπίζονται με ιδιαίτερη προσοχή και όχι ως ένα απαραίτητο χαρτί για την έκδοση οικοδομικής άδειας του οποίου το αποτέλεσμα θα εμφανιστεί σε 50 χρόνια και είναι μη ελέγξιμο. Εξάλλου, η περίοδος επαναφοράς δεν είναι ορίζοντας σχεδιασμού, δηλαδή ένα γεγονός με περίοδο επαναφοράς 50 έτη μπορεί να συμβεί αύριο.