Μια προσέγγιση υδρομετεωρολογικής πρόγνωσης σε λεκάνες σύνθετου καθεστώτος ροής

Η συνδυασμένη χρήση μοντέλων πρόγνωσης καιρού και υδρολογικών μοντέλων στις εκτιμήσεις πλημμυρικού κινδύνου αποτελεί μια καθιερωμένη τεχνική, με αρκετές επιτυχείς εφαρμογές παγκοσμίως. Ωστόσο, τα περισσότερα από τα γνωστά συστήματα υδρομετεωρολογικής πρόγνωσης είναι εγκατεστημένα σε μεγάλα ποτάμια συνεχούς ροής. Η εμπειρία σε μεσαίας και μικρής κλίμακας λεκάνες, που συχνά πλήττονται από αστραπιαίες πλημμύρες, είναι πολύ περιορισμένη. Στην εργασία αυτή διερευνώνται οι προοπτικές της υδρομετεωρολογικής πρόγνωσης, με έμφαση σε δύο ζητήματα: (α) ποια προσέγγιση μοντέλου μπορεί να αναπαραστήσει με ακρίβεια την πολύπλοκη δυναμική λεκανών με έντονα μεταβαλόμμενη απορροή (διαλείπουσα ή εφήμερη), και (β) ποιος μετασχηματισμός των σημειακών προγνώσεων βροχής παρέχει τις πιο αξιόπιστες εκτιμήσεις των χωρικά ολοκληρωμένων δεδομένων, που χρησιμοοποιούνται ως είσοδος στα ημικατανεμημένα υδρολογικά μοντέλα. Χρησιμοποιώντας ως μελέτες περίπτωσης τη λεκάνη απορροής του Σαρανταπόταμου, στην ανατολική Ελλάδα (145 km2), και αυτής του Νέδοντα, στ ΝΔ Πελοπόννησο (120 km2), αναδεικνύουμε τα πλεονεκτήματα της συνεχούς προσομοίωσης μέσω του μοντέλου ΥΔΡΟΓΕΙΟΣ. Αυτό πραγματοποιεί συνδυαστική μοντελοποίηση των επιφανειακών και υπόγειων ροών και των αλληλεπιδράσεών τους (κατείσδυση, διήθηση, υπόγειες διαφυγές), που αποτελεούν βασικές διεργασίες σε λεκάνες που χαρακτηρίζονται από έντονη μεταβλητότητα της απορροής. Το μοντέλο βαθμονομήθηκε με βάση ωριαία δεδομένα παροχών σε δύο και τρεις υδρομετρικούς σταθμούς, αντίστοιχα, για μια περίοδο τριών ετών (2011-2014). Στη συνέχεια, επιχειρήσαμε νε αναπαράξουμε τα πιο έντονα πλημμυρικά επειισόδια της περιόδου αυτής, αντικαθιστώντας την παρατηρημένη βροχή από σενάρια πρόγνωσης. Στο πλαίσιο αυτό, χρησιμοποιήσαμε διαδοχικές σημειακές προγνώσεις σε χρονικά διαστήματα έξι ωρών, που προήλθαν από το αριθμητικό μοντέλο καιρού WRF (Advanced Research version), το οποίο καταβιβάστηκε δυναμικά από την πρόγνωση της ~1o του GSF–NCEP/NOAA, διαδοχικά πρώτα στα ~18 km, μετά στα ~6 km και τελικά στην οριζόντια ανάλυση των 2x2 km2. Εξετάσαμε εναλλακτικές προσεγγίσεις χωρικής ολοκλήρωσης, χρησιμοποιώντας ως αναφορά τους βροχομετρικούς σταθμούς των δύο λεκανών. Συνδυάζοντας διαδοχικές προγνώσεις βροχής στην κλίμακα της λεκάνης (μια μορφή πρόγνωσης τύπου ensemble), τρέξαμε το μοντέλο σε πρόγνωση για τη γέννηση τοχιών πρόγνωσης τηε ροής και σχετικών ορίων αβεβαιότητας.