Πρόγνωση πλημμυρών σε επίπεδο λεκάνης απορροής με χρήση δορυφορικών μετρήσεων κατακρήμνισης

Abstract

Στο πλαίσιο της διατριβής αναπτύσσεται μια μεθοδολογία πρόγνωσης πλημμυρών σε επίπεδο λεκάνης απορροής για περιοχές μέσων γεωγραφικών πλατών, σε πραγματικό χρόνο με χρήση δορυφορικών μετρήσεων κατακρήμνισης. Επειδή οι δορυφορικές μετρήσεις βροχόπτωσης εκτός των τροπικών δεν καταγράφουν τις ασθενείς βροχοπτώσεις (<1 mm/h) και δεν διαχωρίζουν τη βροχόπτωση από τη χιονόπτωση, το επιφανειακό ύψος της βροχόπτωσης που προκύπτει με τη χρήση τέτοιων μεθόδων είναι γενικά υπεκτιμημένο εκτός και αν αυτές βαθμονομούνται εκ των υστέρων με επίγειες μετρήσεις. Αν δεν συμβεί αυτό, τότε και οι εκτιμώμενες απορροές θα είναι υπεκτιμημένες ως προς το συνολικό πλημμυρικό τους όγκο, γεγονός που μειώνει την αξία εφαρμογής συστημάτων πρόγνωσης πλημμυρών με χρήση δορυφορικών μετρήσεων κατακρήνισης σε περιοχές μέσων γεωγραφικών πλατών.

Within this PhD Thesis a methodology is developed and evaluated, able to improve real-time flood forecasting in catchments located at mid-latitudes, using satellite rainfall data products. Since the current satellite instruments cannot measure light rain (<1 mm/h) or distinguish rainfall from snowfall, the accumulated rainfall is underestimated compared to the actual rainfall. For this reason, the satellite rainfall estimates are corrected and calibrated using measurements from ground stations. If no post-processing takes place, then the runoff will be underestimated, which in turn renders the satellite measurements inappropriate for flood forecasting away from the tropics.

For this reason, a new methodology is developed, where (a) all existing satellite measurements are validated, (b) unprocessed satellite measurements undergo a real-time correction using ground measurements and (c) all products, including the initial and corrected sets are fed in a statistical rainfall – runoff model. The model is first calibrated using historical records of runoff measurements taken in two separate locations, Edirne and Delta and then it uses aggregated rainfall to estimate runoff in two predefined outlets.

This procedure was carried out using a series of databases and software models, programmed for this Thesis. The databases are used to store and retrieve satellite and ground measurements. Each data set uses its own dedicated database, which can interact with the software models using the Open Modeling Interface (OpenMI) protocol. The protocol is also used to establish connections between the software models themselves, thus enabling complex simulations using simpler component