Διερεύνηση Χωροχρονικής Εξέλιξης Καταγίδας

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία μελετά τη χρονική και χωρική εξέλιξη ισχυρών καταιγίδων σε διαφορετικές κλίμακες (χωρικές και χρονικές). Η περιοχή μελέτης οριοθετείται από την υδρολογική λεκάνη του ποταμού Κηφισού Αττικής, όπου τα τελευταία χρόνια λειτουργεί ένα πυκνό δίκτυο βροχογράφων (ΜΕΤΕΟΝΕΤ), το οποίο παρέχει δεδομένα μικρής χρονικής κλίμακας. Ως δεδομένα βροχόπτωσης για την παρούσα μελέτη επιλέχθηκαν τρία έντονα επεισόδια βροχής συνολικής διάρκειας μιας μέρας. Με βάση τις δεκάλεπτες αυτές μετρήσεις δημιουργήθηκαν βροχογραφήματα για κάθε μετεωρολογικό σταθμό με χρονικό βήμα δέκα λεπτών, μισής ώρας και μίας ώρας. Τα σημειακά ύψη βροχής μετατράπηκαν στην πορεία σε επιφανειακή βροχόπτωση με χρήση τεσσάρων διαφορετικών μεθόδων χωρικής παρεμβολής με αποτέλεσμα τη δημιουργία επιφανειών βροχής δεκάλεπτης, τριαντάλεπτης, και ωριαίας χρονικής διάρκειας. Από τις επιφάνειες αυτές προέκυψαν τα μέγιστα ύψη βροχής, τα οποία και μελετήθηκαν σε διαφορετικές χωρικές κλίμακες (0.06 km^2, 1.56 km^2, 6.25 km^2, 39.06 km^2, 156.25 km^2, 360.8 km^2). Οι παραπάνω διενέργειες πραγματοποιηθήκαν με χρήση του προγράμματος Συστημάτων Γεωγραφικής Πληροφορίας ArcGIS, το οποίο προσφέρει καλύτερη εποπτεία της χωροχρονικής εξέλιξης των έντονων επεισοδίων βροχής. Με βάση τα στοιχεία που προέκυψαν από τις προαναφερθείσες διαδικασίες, υπολογίστηκε στη συνέχεια ο συντελεστής επιφανειακής αναγωγής φ (μέσο επιφανειακό ύψος βροχής προς μέγιστο σημειακό ύψος βροχής) για διάφορες χωρικές και χρονικές κλίμακες. Κατόπιν σύγκρισης του πειραματικού συντελεστή φ με αντίστοιχους εμπειρικούς που υπάρχουν στη βιβλιογραφία, εξήχθησαν κάποια συμπεράσματα σχετικά με την καταλληλότητα τους και την προσαρμογή τους στις συνθήκες της Ελλάδας. Τέλος, επιχειρήθηκε πιλοτικά η ανάπτυξη εμπειρικών σχέσεων που συνδέουν την ένταση της βροχόπτωσης με την χωρική και χρονική κλίμακα και προσφέρουν μια πρώτη προσέγγιση που απαιτεί όμως πιο επισταμένη και ενδελεχή περεταίρω διερεύνηση.

The present graduate study examines the time and spatial development of intense rainfall in different scales (both in time and space). The study area is located in the watershed of Kifisos River of Attica in Greece. In this area is planted a dense network of rain gauges (METEONET), which provides data of small time scale. In this study three intense day-duration rainfall episodes of ten-minute time interval were used to produce graphs of rain (of ten-minute, half-hour and one-hour time interval) in each hydrometric station of the area. The point rain heights of the graphs were later changed into surface rainfall using four different territorial interjection methods. As a result, rainfall surfaces of ten-minute, half-hour and one-hour time duration were formed through GIS program ArcGIS, which offers better monitoring of the progress of intense rainfall episodes in time and in space. Thus, it was possible to estimate the maximum rain in different spatial scales (0.06 km^2, 1.56 km^2, 6.25 km^2, 39.06 km^2, 156.25 km^2, 360.8 km^2). Based on the exported data from these techniques, the surface reduction factor (medium surface rain height divided by the maximum point rain height) was also computed for various space and time scales. Its comparison with the corresponding empirical factor in bibliography led to certain conclusions with regard to their effectiveness and adaptation in conditions of Greece. Finally, an attempt was made to develop an empirical relation connecting rainfall intensity with time and area, which demands further research.