Open AccessΑνάπτυξη, εφαρμογή και αξιολόγηση δεικτών επικινδυνότητας ξηρασίας και ερημοποίησης για την ολοκληρωμένη διαχείριση των υδατικών πόρων
Author(s) -
Demetrios E. Tsesmelis,
Δημήτριος Τσεσμελής
Publication year - 2021
Language(s) - English
Resource type - Dissertations/theses
DOI - 10.12681/eadd/41323
Subject(s) - vulnerability (computing) , arid , environmental science , geography , land cover , agroforestry , hydrology (agriculture) , forestry , water resource management , land use , geology , engineering , civil engineering , geotechnical engineering , computer science , paleontology , computer security
Η παρούσα διδακτορική εργασία έχει ως τομέα μελέτης την Ολοκληρωμένη Διαχείριση των Υδατικών Πόρων (ΟΔΥΠ), βάσει των αρχών της οποίας δημιουργήθηκε ένα εργαλείο (δείκτης) για την αναγνώριση των ξηρασιών και των τρωτών περιοχών, καθώς και τη σύνδεση της τρωτότητας στηv ξηρασία και την ερημοποίηση. Η Ελλάδα παρουσιάζει συχνά φαινόμενα ξηρασίας,τυχαία και περιοδικά. Αυτό οφείλεται στη χωροχρονική κατανομή των κατακρημνισμάτων, δηλαδή στη διαδοχή των υγρών (Οκτώβριος-Μάρτιος) και των ξηρών περιόδων (Απρίλιος-Σεπτέμβριος). Αν δεν σημειωθούν βροχοπτώσεις κατά τη διάρκεια των υγρών περιόδων τότε ενδέχεται να δημιουργηθούν προβλήματα στη διαθεσιμότητα των υδατικών πόρων κατά τη διάρκεια των ξηρών περιόδων. Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος απαιτείται τακτική παρατήρηση και επεξεργασία των μετεωρολογικών δεδομένων, αλλά και ταυτόχρονη εφαρμογή του προληπτικού σχεδιασμού. Ένας τρόπος πρόληψης είναι ο υπολογισμός απλών και σύνθετων δεικτών ξηρασίας μιας περιοχής ή μιας χώρας για την έγκαιρη αναγνώριση του σχετικού προβλήματος. Σε αυτό το πλαίσιο, παρουσιάζεται η ανάπτυξη και η δημιουργία ενός σύνθετου δείκτη που αποτελείται από έξι υπο-δείκτες και συγκεκριμένα από τους υπο-δείκτες κατηγοριοποιημένα SPI6 (cSPI6 και cSPI12), Ζήτηση (Demand), Εφοδιασμός (Supply), Επιπτώσεις (Impacts) και Υποδομές στους Υδατικούς πόρους (Infrastructure), έτσι οι υπο-δείκτες του Standardized Drought Vulnerability Index (SDVI) σχετίζονται με όλες τις πτυχές μιας ξηρασίας (μετεωρολογική, αγροτική, υδρολογική και κοινωνικοοικονομική). Συνυπολογίζοντας όλα τα παραπάνω, εκτιμάται η τρωτότητα σε ένα σημείο ή μια περιοχή. Έπειτα, εξετάστηκε η σχέση των υπο-δεικτών και αναπτύχθηκαν συντελεστές βαρύτητας με στατιστικές και εμπειρικές μεθόδους. Ο σύνθετος δείκτης εφαρμόστηκες σε διάφορες συνθήκες (σενάρια, πραγματικές και υποθετικές τιμές) και διαφορετικές περιοχές (Ελλάδα και Νοτιοανατολική Ευρώπη με τη χρήση δεδομένων από 324 μετεωρολογικούς σταθμούς και περίοδο τουλάχιστον 30 ετών). Η αρχική υπόθεση του SDVI με ίδια βάρη και η μέθοδος των κύριων συνιστωσών δείχνουν ότι προσεγγίζουν καλύτερα την τρωτότητα. Στην συνέχεια, εξετάζεται εάν υπάρχει σύνδεση των δύο διαδικασιών τρωτότητας στην ξηρασία και τρωτότητας στην ερημοποίηση. Για τη συσχέτιση αυτή χρειάστηκε να γίνει όμοια κατηγοριοποίηση και των σύνθετων δεικτών σε 3 κλάσεις (χαμηλή, μέτρια και υψηλή). Με βάση αυτή την παραδοχή, εμφανίστηκε μία σχέση μεταξύ τους, της οποίας η εφαρμογή θα ήταν δόκιμο να εξεταστεί και σε άλλες περιοχές. Τέλος, αναλύθηκαν οι δείκτες και των δύο διαδικασιών και δημιουργήθηκε ένας σύνθετος δείκτης που εμφανίζει συνδυαστικά την υδατική και εδαφική υποβάθμιση μιας περιοχής έχοντας, επίσης, τη δυνατότητα να τις εμφανίσει και ξεχωριστά. Οι δείκτες που περιλαμβάνονται στην τελική εξίσωση είναι αυτοί της Ξηρότητας (Aridity), της Ζήτησης (Drought Demand), των Επιπτώσεων από την ξηρασία (Drought Impacts), της Αντοχής στην ξηρασία (Drought Resistance), των Υποδομών στους υδατικούς πόρους (Infrastructure), της Έντασης Χρήσης Γης (Land use intensity), του Μητρικού Υλικού (Parent Material), της Φυτοκάλυψης (Plant Cover), των Βροχοπτώσεων (Rainfall), της Κλίσης (Slope) και της Σύστασης του Εδάφους (Soil Texture).