Ολοκληρωμένο πλαίσιο εκτίμησης του πλημμυρικού κινδύνου υδροηλεκτρικών ταμιευτήρων με σύζευξη μοντέλων πολλαπλών χρονικών κλιμάκων: από την υδρολογική προσομοίωση στην διαχείριση των θυροφραγμάτων

Η αποτελεσματική αξιολόγηση και διαχείριση των κινδύνων πλημμύρας είναι υψίστης σημασίας για την διασφάλιση και την βιωσιμότητα του ανθρωπογενούς περιβάλλοντος. Σκοπός της εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός καινοτόμου ερευνητικού πλαισίου για την εκτίμηση του πλημμυρικού κινδύνου υδροηλεκτρικών ταμιευτήρων, συνδυάζοντας μοντέλα διαφορετικών χρονικών κλιμάκων. Η προτεινόμενη μεθοδολογική διαδικασία περιλαμβάνει μια σύζευξη μοντέλων, που αποσκοπούν από την υδρολογική προσομοίωση της λεκάνης απορροής έως την τελική διαχείριση της πλημμύρας, μέσω κατάλληλων χειρισμών των θυροφραγμάτων και στροβίλων. Για την πιλοτική εφαρμογή της επιλέχθηκε το φράγμα Πουρναρίου Ι επί του ποταμού Αράχθου. Η μελέτη ξεκινά με την ανάπτυξη ενός ημερήσιου μοντέλου υδρολογικής προσομοίωσης της λεκάνης απορροής του Αράχθου, το οποίο περιγράφει την αλληλουχία των υδατικών ισοζυγίων στις διάφορες εδαφικές ζώνες, για την μετατροπή των δεδομένων βροχής σε απορροή. Με αφετηρία αυτές τις παροχές εισροής, κατασκευάζεται το μοντέλο «συνεχούς» προσομοίωσης της λειτουργίας του ταμιευτήρα σε ημερήσιο βήμα, αποσκοπώντας στην καταγραφή των μεταβολών του αποθέματος και στον εντοπισμό των επεισοδίων υπερχείλισης που προκύπτουν από μια στρατηγική διαχειριστική πολιτική. Στο μοντέλο επιμερισμού των μέσων ημερήσιων παροχών που ακολουθεί, τα δεδομένα εισροής των επιλεγμένων πλημμυρικών επεισοδίων ανάγονται σε λεπτότερη χρονική κλίμακα, ήτοι ωριαία, μέσω εμπειρικών κανόνων που εξασφαλίζουν μαθηματική αλλά και υδρολογική συνέπεια. Έπειτα, διερευνάται μια πρόσφορη και αποτελεσματική πολιτική χειρισμών των έργων ελέγχου των υπερχειλίσεων (στρόβιλοι, θυροφράγματα) για τη βέλτιστη αξιοποίηση του διαθέσιμου αποθέματος, με σκοπό την μεγιστοποίηση της δυνητικής παραγωγής ενέργειας και την ταυτόχρονη προστασία του έργου από τα πλημμυρικά επεισόδια. Η πολιτική αυτή υλοποιείται σε ένα μοντέλο ωριαίας λειτουργίας του ταμιευτήρα, που τροφοδοτείται με τα επιμερισμένα υδρογραφήματα. Τέλος, η ανάγκη εξαγωγής αξιόπιστων στατιστικών αποτελεσμάτων οδηγεί στην παραγωγή συνθετικών χρονοσειρών ημερήσιας κατακρήμνισης μήκους 1000 ετών, για την στοχαστική εφαρμογή του πλαισίου συνδυαστικής μοντελοποίησης που αναπτύχθηκε. Η παρούσα έρευνα αναδεικνύει ότι μια τέτοια ολοκληρωμένη προσέγγιση, μέσω της σύζευξης των παραπάνω μοντέλων, μπορεί να συμβάλλει στο πεδίο της αξιολόγησης του πλημμυρικού κινδύνου υδροηλεκτρικών ταμιευτήρων. Επιπλέον, παρέχει την δυνατότητα εφαρμογής του στη διαστασιολόγηση των έργων υπερχείλισης με στατιστικά συνεπή τρόπο, υπερβαίνοντας τις αδρομερείς και μάλλον υπερσυντηρητικές παραδοχές της συνήθους πρακτικής του υδρολογικού σχεδιασμού έργων ασφαλείας.