Συνδέοντας εργαλεία υδροπληροφορικής στην κατεύθυνση της ολοκληρωμένης ανάλυσης συστημάτων υδατικών πόρων

Η διαχείριση σύνθετων συστημάτων υδατικών πόρων απαιτεί συστημική προσέγγιση στις διαδικασίες λήψης αποφάσεων και ελέγχου, ώστε να ικανοποιεί πολλαπλές και συχνά αντικρουόμενες χρήσεις και περιορισμούς, να μεγιστοποιεί τα οφέλη και ταυτόχρονα να ελαχιστοποιεί τη διακινδύνευση και τις αρνητικές επιπτώσεις. Η ραγδαία εξελισσόμενη περιοχή της υδροπληροφορικής παρέχει μια πληθώρα μεθοδολογιών και εργαλείων, που είναι κατάλληλα για την επίλυση εξειδικευμένων υπολογιστικών προβλημάτων, και απαιτεί ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο συνεργασίας και σύνδεσης των μοντέλων. Παρουσιάζεται ένα ολιστικό πλαίσιο ανάλυσης συστημάτων υδατικών πόρων, που περιλαμβάνει εννοιολογικά και στοχαστικά υδρολογικά μοντέλα, μοντέλα προσομοίωσης υδροσυστημάτων, και αλγορίθμους τόσο για γραμμική όσο και μη γραμμική βελτιστοποίηση. Οι έννοιες-κλειδιά είναι η διατύπωση φειδωλών δομών που είναι συνεπείς με τη διαθέσιμη πληροφορία, η συνδυαστική αναπαράσταση των φυσικών και ανθρωπογενών διεργασιών, η ποσοτικοποίηση των αβεβαιοτήτων και της διακινδύνευσης, η πιστή περιγραφή της δυναμικής των συστημάτων, και η χρήση της βελτιστοποίησης για την παραγωγή ορθολογικών αποτελεσμάτων σε διάφορες κλίμακες μοντέλων. Η σχηματοποίηση του υδροσυστήματος βασίζεται σε μια δικτυακή απεικόνιση των πραγματικών συνιστωσών, περιλαμβανομένων των φυσικών (λεκάνες απορροής, ποτάμια, υδροφορείς, κλπ.) και τεχνητών (ταμιευτήρες, υδραγωγεία, γεωτρήσεις, σημεία ζήτησης, κλπ.). Οι υδρολογικές εισροές γεννώνται συνθετικά, μέσω ενός πολυμεταβλητού σχήματος στοχαστικής προσομοίωσης που διατηρεί όλα τα ουσιώδη στατιστικά χαρακτηριστικά καθώς και τις χωρικές και χρονικές συσχετίσεις σε διαφορετικές χρονικές κλίμακες. Η λειτουργία του υδροσυστήματος αναπαρίσταται μέσω μιας ολιγοδιάστατης προσέγγισης, που βασίζεται σε γενικευμένους παραμετρικούς κανόνες που ορίζονται στα κύρια υδραυλικά έργα ελέγχου. Μια γενικευμένη προσέγγιση βελτιστοποίησης γράφων χειρίζεται όλες τις διαχειριστικές όψεις του νερού, περιλαμβανομένων των τεχνικών, οικονομικών και περιβαλλοντικών δεδομένων, εξασφαλίζοντας ταυτόχρονα την λεπτομερή περιγραφή των σχετικών διεργασιών με την υπολογιστική αποδοτικότητα. Μια προσέγγιση ολικής βελτιστοποίησης, που υλοποιείται επίσης σε μια πολυκριτηριακή βάση, χρησιμοποιείται για να παρέχει πρόσφορες πολιτικές διαχείρισης και να υποστηρίζει τις αποφάσεις. Επιπλέον, η στοχαστική αναπαράσταση όλων των διεργασιών του υδροσυστήματος επιτρέπει την αποτίμηση των αποτελεσμάτων ως προς την αξιοπιστία.