Η επίδραση της χωρικής μεταβλητότητας της βροχόπτωσης στην προσαρμογή υδρολογικών μοντέλων - Εφαρμογή στη λεκάνη του Σπερχειού

Το ζήτημα της χωρικής μεταβλητότητας της βροχόπτωσης ανέκαθεν αποτελούσε πεδίο μελέτης. Η αποτύπωση της καθώς και η επίδρασή της στην προσαρμογή των υδρολογικών μοντέλων αποτέλεσε και αποτελεί αντικείμενο έρευνας των επιστημόνων. Στα πλαίσια της διπλωματικής εργασίας, αρχικά δημιουργήθηκαν διανυσματικά ομογενή και ισότροπα πεδία βροχόπτωσης για την περιοχή της λεκάνης του Σπερχειού, με τη χρήση του προγράμματος ARC-GIS 9.3 για την γεωτατιστική μέθοδο Co Kriging. Αυτό έγινε με την εισαγωγή σημειακών δεδομένων που ελήφθησαν από 14 σημεία της ευρύτερης περιοχής ελέγχου και αφορούσαν σε χρονοσειρές 50 ετών, οι οποίες προέκυψαν μετά από επέξεργασία του πρωτογενούς δείγματος μέσα από τεχνικές επέκτασης και συμπλήρωσης. Στόχος ήταν η όσο το δυνατόν επαρκέστερη αποτύπωση της χωρικής μεταβλητότητας της βροχόπτωσης και η εξαγωγή χρονοσειρών μέσης μηνιαίας βροχόπτωσης για την παραπάνω περίοδο. Στη συνέχεια έγινε η υδρολογική προσωμοίωση της λεκάνης ελέγχου με το πρόγραμμα HYDROGEIOS υποστηριζόμενο από το περιβάλλον MapWindow. Στο μοντέλο σχηματοποιήθηκε τόσο το επιφανειακό όσο και το υπόγειο σύστημα και εισήχθησαν τα δεδομένα βροχόπτωσης που προέκυψαν από την εφαρμογή της κλασσικής μεθόδου πολύγωνων Thiessen και από την παραπάνω μέθοδο του Co Kriging. Ακολούθησε η ημιααυτόματη βαθμονόμηση του μοντέλου, μέσω ολικής βελτιστοποίησης και για τα δύο πακέτα δεδομένων και αναπτύχθηκαν δύο σενάρια απορροής. Η βαθμονόμηση έγινε σε στάδια σε κάθε ένα από τα οποία έλαβε χώρα πλήθος δοκιμών. Βελτιστοποιήθηκαν όλες οι παράμετροι σε επιλεγμένες κάθε φορά ομάδες. Εντοπίστηκε με αυτόν τον τρόπο πρώτον σε ποιές παραμέτρους παρουσιάζει ευαισθησία το μοντέλο και δεύτερον το εύρος τιμών του εφικτού χώρου για τον οποίο η κάθε παράμετρος έχει φυσική ερμηνεία. Στόχος ήταν ο εντοπισμός εκείνης της ομάδας παραμέτρων που οδηγούσαν σε καλύτερη προσομοίωση σε σχέση με το παρατηρημένο υδρογράφημα στη θέση ελέγχου. Κρίτηρια επίδοσης του μοντέλου τόσο για τη βαθμονόμηση όσο και για την επαλήθευση τέθηκαν η αποτελεσματικότητα, η μεροληψία του μέσου καθώς και το σφάλμα μηδενικών παροχών. Τέλος έγινε η σύγκριση των αποτελεσμάτων των δύο σεναρίων προσομοίωσης τόσο για την περίοδο βαθμονόμησης όσο και για την περίοδο επαλήθευσης. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στη σύγκριση των παραμέτρων ως προς τη φυσική τους ερμηνεία αλλά και στη σύγκριση των μέσων ετήσιων υδατικών ισοζυγίων.