Ο συντελεστής επιφανειακής αναγωγής: Ανάλυση με χρήση πολυμορφοκλασματικών μοντέλων

D. Veneziano, and A. Langousis, The areal reduction factor: A multifractal analysis, Water Resources Research, 41, doi:10.1029/2004WR003765, 2005.

[Ο συντελεστής επιφανειακής αναγωγής: Ανάλυση με χρήση πολυμορφοκλασματικών μοντέλων ]

[doc_id=1013]

[Αγγλικά]

Ο συντελεστής απομείωσης επιφάνειας (ARF) η αποτελεί μία σημαντική παράμετρο για τον σχεδιασμό έναντι ακραίων υδρολογικών γεγονότων. Για μία λεκάνη απορροής με επιφάνεια a και για διάρκεια βροχόπτωσης d, η(a,d,T) είναι ο λόγος μεταξύ: της μέσης εντάσεως επιφανειακής βροχόπτωσης διάρκειας d και περιόδου επαναφοράς Τ εντός της περιοχής a, και της μέσης σημειακής βροχόπτωσης για τις ίδιες τιμές των παραμέτρων d και Τ. Εμπειρικά διαγράμματα του συντελεστή η δείχνουν ότι ο συντελεστής απομείωσης επιφάνειας εξαρτάται από την έκταση του φαινομένου βροχής στον χώρο και την διάρκειά του στον χρόνο. Για παράδειγμα, για υψηλές τιμές του λόγου (√a/d) και για δεδομένη περίοδο επαναφοράς Τ, ο συντελεστής η συμπεριφέρεται ως (√a/d)^(-α) για κάποια τιμή της παραμέτρου α. Στην παρούσα εργασία ανακτούμε τις ιδιότητες του συντελεστή η ως συνάρτηση της κλίμακας του φαινομένου βροχής στο χώρο και στο χρόνο, με την παραδοχή ότι η μέση χωροχρονική βροχόπτωση έχει στατιστικά χαρακτηριστικά που προδιαγράφονται από την θεωρία πολυκλασματικών διαστάσεων (multifractal theory). Στην εν λόγω περίπτωση, ο εκθέτης α (βλέπε παραπάνω) σχετίζεται κατά απλό τρόπο με τα στατιστικά χαρακτηριστικά της γενεσιουργού βροχοπτώσεως. Η παρούσα μελέτη λαμβάνει υπ’ όψιν τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά της λεκάνης απορροής (κανονική ή επιμήκης), ποσοτικοποιεί την επιρροή της ταχύτητας κινήσεως της καταιγίδας στις ιδιότητες του συντελεστή απομείωσης επιφάνειας, και διερευνά την μεροληψία εκτίμησης της τιμής του συντελεστή η με χρήση δεδομένων βροχής από λεκάνες με χαμηλή επιφανειακή πυκνότητα βροχομετρικών ή βροχογραφικών διατάξεων. Επίσης, πραγματοποιείται μελέτη των χαρακτηριστικών του συντελεστή η για μέση χωροχρονική βροχόπτωση με στατιστικές ιδιότητες που αποκλίνουν από αυτές που προδιαγράφονται από την θεωρία πολυκλασματικών διαστάσεων. Τα αποτελέσματα της μελέτης εξηγούν πολλά από τα χαρακτηριστικά εμπειρικών διαγραμμάτων του συντελεστή απομείωσης επιφάνειας της βιβλιογραφίας, ενώ την ίδια στιγμή προτείνουν σχέσεις εξάρτησης του εν λόγω συντελεστή από την γεωμετρία της λεκάνης απορροής, την ταχύτητα κινήσεως της καταιγίδας και την περίοδο επαναφοράς Τ του πλημμυρικού γεγονότος, που είναι δύσκολο να ποσοτικοποιηθούν με χρήση εμπειρικών δεδομένων. Οι προτεινόμενες θεωρητικές σχέσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την μελέτη της συμπεριφοράς του συντελεστή απομείωσης επιφάνειας πέραν του εύρους των παραμέτρων α, d και T που είναι αναγνωρίσιμο από τα υπάρχοντα εμπειρικά δεδομένα βροχής.

PDF Συμπληρωματικό υλικό:

Εργασίες μας που αναφέρονται σ' αυτή την εργασία:

1. A. Efstratiadis, A. D. Koussis, D. Koutsoyiannis, and N. Mamassis, Flood design recipes vs. reality: can predictions for ungauged basins be trusted?, Natural Hazards and Earth System Sciences, 14, 1417–1428, doi:10.5194/nhess-14-1417-2014, 2014.