Διερεύνηση εμπειρικών σχέσεων για την εκτίμηση των πλημμυρικών αιχμών στην Κύπρο

Abstract

Η παρούσα εργασία προέκυψε μετά από προσωπική συνεννόηση με τους αρμόδιους του Τμήματος Αναπτύξεως Υδάτων της Κύπρου και αποτελεί ένα αντικείμενο το οποίο ενδιαφέρει ιδιαίτερα τους υδρολόγους μηχανικούς, κυριότερα σε επίπεδο εκπόνησης μελετών. Στόχος είναι ο έλεγχος της αποτελεσματικότητας της ορθολογικής μεθόδου για τον καθορισμό των παροχών αιχμής σε υδρολογικές λεκάνες της Κύπρου και η δυνατότητα εκτίμησης των αιχμών χρησιμοποιώντας, κατά βάση, τα φυσιογραφικά χαρακτηριστικά των λεκανών. Αρχικά εξετάστηκε η περίπτωση προσαρμογής θεωρητικής κατανομής στα δείγματα των διαθέσιμων χρονοσειρών παροχής και στη συνέχεια διερευνήθηκε η δυνατότητα καθορισμού σχέσεων υπολογισμού του χρόνου συρροής οι οποίες να βελτιστοποιούν την ορθολογική μέθοδο. Αν και οι μεθοδολογίες που προτείνονται είναι σε πρωταρχικό στάδιο, φαίνεται ότι είναι δυνατόν να δώσουν ικανοποιητικές εκτιμήσεις όσον αφορά τον υπολογισμό των πλημμυρικών αιχμών, λαμβανομένου υπόψη ότι οι σχέσεις που προτείνονται, για τον χρόνο συρροής, προέκυψαν από δεδομένα πεδίου της περιοχής στην οποία απευθύνονται. Πρόκειται για μια εργασία η οποία μπορεί ουσιαστικά να διαχωριστεί σε δυο επιμέρους ενότητες. Στην πρώτη ενότητα γίνεται κατά βάση η επεξεργασία των αρχικών δεδομένων (τα οποία είναι χρονοσειρές μηνιαίων παροχών αιχμής καθώς και χάρτες επιφανειακής φυσιογραφικών χαρακτηριστικών του νησιού όπως χρήσεις γης, ψηφιακό μοντέλο εδάφους, γεωλογικοί σχηματισμοί κ.ά.) καθώς και η δημιουργία νέων χαρτών (π.χ. χάρτης αριθμού καμπύλης απορροής, χάρτης συντελεστή απορροής), η επιλογή των λεκανών απορροής των κατάλληλων για επεξεργασία των δεδομένων τους αλλά και η πραγματοποίηση υδρολογικών υπολογισμών για τις λεκάνες αυτές. Στη δεύτερη ενότητα πραγματοποιείται η επεξεργασία των αποτελεσμάτων των υδρολογικών υπολογισμών. Αφορά κυρίως στη διερεύνηση του κατά πόσον οι υφιστάμενες σχέσεις υπολογισμού του χρόνου συρροής προσαρμόζονται ικανοποιητικά στα δεδομένα της Κύπρου ενώ στη συνέχεια εξετάζονται νέες εμπειρικές σχέσεις για τον υπολογισμό του χρόνου συρροής οι οποίοι προκύπτουν αποκλειστικά από γραμμική συσχέτιση και βελτιστοποίηση των φυσιογραφικών δεδομένων των λεκανών της Κύπρου. Τέλος προτείνεται εμπειρική μεθοδολογία υπολογισμού των πλημμυρικών αιχμών Κυπριακών λεκανών απορροής με βάση τα φυσιογραφικά χαρακτηριστικά τους.

This project arose after a personal consultation with the officials of the Water Development Department of Cyprus and is a subject of particular interest to hydrologist engineers. Although the methodologies proposed are at a primary stage, it seems possible to give acceptable estimates concerning the calculation of flood peaks, taking into consideration that the proposed methodology for estimating the time of concentration, is based on field data obtained from the area to which they refer. The project can be divided into two subsections. The first section is basically the editing of raw data (which are: series of monthly pick flows and maps of surface physiographic characteristics of the island as land use, terrain model, geological formations, etc.) as well as the production of new maps (runoff curve number map, flow coefficient map), the choice of the suitable river basins for data processing and also the estimation of hydrological characteristics of these basins. The second section presents the processing of the hydrological calculations results. This section focuses mainly on the investigation of whether the existing equations for the time of concentration adjust well to the data taken from hydrological basins of Cyprus. Furthermore, in this section new empirical formulas for calculating the time of concentration are examined arising solely by linear regression and optimization of Cyprus field data. Finally, a methodology for the estimation of the flood peaks in Cyprus basins, is proposed.