Προσομοίωση της λειτουργίας υδροφορέα υπό συνθήκες κλιματικών αλλαγών

see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*

2009 (EN)
Simulation of the operation of water bearing layer under conditions of climate changes
Προσομοίωση της λειτουργίας υδροφορέα υπό συνθήκες κλιματικών αλλαγών

Τσελεπή, Μαρία Δημητρίου

Στο πλαίσιο των κλιματικών αλλαγών που έχουν καταγραφεί κατά τη διάρκεια του 20ου αιώνα, είναι σημαντική η εκτίμηση της απόκρισης των υδατικών συστημάτων σε επίπεδο λεκάνης απορροής για εναλλακτικά σενάρια, με σκοπό την ολοκληρωμένη διαχείριση των υδατικών πόρων. Η Διακυβερνητική Επιτροπή για την Αλλαγή του Κλίματος (ΙΡCC), αξιολογώντας τη συμβολή των ανθρωπογενών εκπομπών αερίων στην ένταση του φαινομένου του θερμοκηπίου, δημοσίευσε το 2000 τα Σενάρια Εκπομπών SRES. Με βάση το γεγονός ότι η ανθρώπινη δραστηριότητα συνέβαλλε με μεγάλη βεβαιότητα στην αλλαγή του κλίματος, σύμφωνα με την Τέταρτη Έκθεση Αξιολόγησης (4ΑR) της ΙΡCC, τα σενάρια αυτά χρησιμοποιούνται από διάφορα κλιματικά μοντέλα για την εκτίμηση των αλλαγών του κλίματος τον 21° αιώνα, ειδικά σε ότι αφορά το νερό. Στην παρούσα εργασία μελετώνται τα μηνιαία δεδομένα μέσης βροχόπτωσης, θερμοκρασίας και της εξατμισοδιαπνοής ενός σύγχρονου μοντέλου δυναμικού υποβιβασμού κλίμακας, του KNMI-RACMO2, για την περιοχή της λεκάνης απορροής των Μουδανιών, νοτιοδυτικά του Νομού Χαλκιδικής. Το μοντέλο το οποίο παρέχει εκτιμήσεις έως και το 2100, εφαρμόστηκε για το μεσοποιημένο σημείο τεσσάρων σημείων πλέγματος στην ευρύτερη περιοχή των Μουδανιών. Έγινε η εκτίμηση των υδατικών ισοζυγίων της λεκάνης, για την περίοδο 1970-2100, βάσει των αποτελεσμάτων του μοντέλου KNMI-RACMO2 για τις βροχοπτώσεις και τις θερμοκρασίες και βάσει της συνδυασμένης μεθόδου FAO Penman–Monteith για την εξατμισοδιαπνοή, που παρουσιάζει πολύ καλή συσχέτιση. Η εκτίμηση των υδατικών ισοζυγίων πραγματοποιήθηκε για δυο διαφορετικές περιόδους του χρόνου, τη χειμερινή και τη θερινή περίοδο, προκειμένου να γίνει φανερή η μεταβολή τους σε σχέση με τις απαιτήσεις της περιοχής σε νερό, που είναι διαφορετικές για τα δυο εξάμηνα του έτους. Έπειτα, πραγματοποιήθηκε η προσομοίωση του υδροφορέα με το πρόγραμμα Modflow, που εμπεριέχεται στο λογισμικό πακέτο G.M.S 6.5 (Groundwater Modeling System) ώστε να διαπιστωθεί η λειτουργία του υδροφορέα βάσει των σεναρίων για την κλιματική αλλαγή. Το Modflow επαλήθευσε πλήρως τη λειτουργία του μοντέλου παρουσιάζοντας σχεδόν μηδενικές μεταβολές του αποθηκευμένου όγκου του νερού που υπάρχει στον υπόγειο υδροφορέα. Τέλος, για την καλύτερη εξακρίβωση των αποτελεσμάτων, έγινε η κατάστρωση δυο σεναρίων με ορισμένες προϋποθέσεις για τη λειτουργία του υδροφορέα. Με βάση τις εκτιμήσεις των μοντέλων, τα υδατικά ισοζύγια της περιοχής προέκυψαν αρνητικά και αυτό απαιτεί άμεσο επαναπροσδιορισμό των υδατικών απαιτήσεων σε νερό, πριν γίνει η κατάσταση μη αναστρέψιμη για τη λεκάνη και τον υπόγειο υδροφορέα των Μουδανιών.
It is important, within the frame of the 20h century observed climate changes, to estimate the response of hydrological systems at basin scales under a range of alternative scenarios, in order to achieve an integrated management of water resources. The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) published in 2000 the Special Report on Emissions Scenarios (SRES), assessing the contribution of the anthropogenic gas emissions in the intensification of the greenhouse effect. Based on the effects of human activities on the observed climate change, according to the IPCC's Fourth Assessment Report (4AR), the SRES scenarios are widely used in several climate models for 20th century climate projections, especially as they relate to water. One of the most recent Regional Climate Models (RCMs), KNMI-RACM02, was applied in the present study aiming on the analysis of it’s future projections concerning the rainfall and temperature conditions over the area of the Moudania basin, in the southwest of Chalkidiki. Τhe model provides estimates up to 2100 and was applied for the “medium” point of four grid points in the broader region of Moudania. Based on the KNMI-RACM02 model projections concerning the rainfall and temperature conditions and on the Penman-Monteith’s method of combination concerning the evapotranspiration, which describes with accuracy the phenomenon, an estimation of the future water balances of the Moudania basin has been attempted. The estimation of the future water balances has been attempted for two different periods of time, the winter and the summer period, so that becomes obvious their change, concerning the requirements of region in water, which are different for the two periods of year. Then, the simulation of ground water flow of the aquifer was based on the Modflow model (Modflow includes in the G.M.S 6.5 package-Groundwater Modeling System). This application was attempted in order to certify the operation of the water bearing layer based on the scenarios of the climatic change. Modflow verified completely the operation of the model presenting almost zero changes of stored water that exists in the water bearing layer. Finally, for the better verification of the results, the planning of two scenarios with certain conditions on the operation of water bearing layer has been attempted. Based on the estimates of the models, the results for the water balances came up negative. This situation demands direct redefinition of water requirements, before it becomes irreversible for the basin and the water bearing layer of Moudania basin.

Postgraduate Thesis / Μεταπτυχιακή Εργασία

Climate change
Υπόγειος υδροφορέας
Διακυβερνητική επιτροπή για την αλλαγή του κλίματος
Intergovernmental panel on climate changes
Climate models
Κλιματική αλλαγή
Water bearing layer
Κλιματικά μοντέλα

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (EL)
Aristotle University of Thessaloniki (EN)



Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Πολυτεχνική Σχολή, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών

This record is part of 'IKEE', the Institutional Repository of Aristotle University of Thessaloniki's Library and Information Centre found at http://ikee.lib.auth.gr. Unless otherwise stated above, the record metadata were created by and belong to Aristotle University of Thessaloniki Library, Greece and are made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Unless otherwise stated in the record, the content and copyright of files and fulltext documents belong to their respective authors. Out-of-copyright content that was digitized, converted, processed, modified, etc by AUTh Library, is made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). You are kindly requested to make a reference to AUTh Library and the URL of the record containing the resource whenever you make use of this material.

*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)