Εκτίμηση και προληπτικός σχεδιασμός αντιμετώπισης της ξηρασίας

Abstract

Drought is a recurrent natural phenomenon, which is nowadays considered as a significant natural hazard, attracting the attention of a wide range of scientists, international organisations and governments. Droughts occur in virtually all climatic zones, regardless the high or low rainfall regime in an area and are mainly related to the reduction in the amount of precipitation over a long period of time. Although the water deficient countries, such as those of the third world, are mostly exposed to this hazard, there are signs that even the sufficiently developed countries of the north and especially the countries of the Mediterranean region, will face problems of water availability in the near future partly due to the increased frequency and magnitude of the drought events. The objective of the thesis is to study and analyse the phenomenon of drought, based on two main axes, the identification and characterisation of drought, namely the assessment of its severity, and the proactive planning to combat drought. Through a process of analysing drought as a uni-dimensional phenomenon (instead of a three-dimensional one), the emphasis on the characterisation of the phenomenon is directed towards the assessment of the intensity of drought events. This approach is original and its adoption fundamentally changes the way drought is studied. The thesis is finally facing the phenomenon of drought in such a way as to contribute to its better comprehension, assist in simplifying its simulation and create a framework to face drought based on the philosophy of Proactive Planning. Emphasis is given to the impact analysis and participatory processes for decision-making to combat drought. Furthermore, the thesis develops an innovative drought index, the Reconnaissance Drought Index (RDI), which with its strong theoretical basis may become the only parameter in the uni-dimensional analysis of drought. The RDI, is a simple drought index, however it incorporates two meteorological determinants (cumulative rainfall and potential evapotranspiration) making it an appropriate indicator for drought analysis under the anticipated climate change. In a second level, the thesis presents innovative proposals, related to Planning against Drought with an emphasis in Proactive Planning. Specifically, a system of annual drought forecasting is proposed, based on the RDI values of shorter reference time periods starting from the beginning of the hydrological year. Also, in the framework of the options proposed to combat drought, a rational hierarchical method for satisfying water demands in various sectors was proposed, with an innovative methodology called "brick wall". The method is valid for the distribution of limited available water supplies to various categories of users.

Η ξηρασία είναι ένα επαναλαμβανόμενο φυσικό φαινόμενο, που θεωρείται ότι αποτελεί σημαντικό φυσικό κίνδυνο, προσελκύοντας το ενδιαφέρον πλήθους επιστημόνων, αλλά και διεθνών οργανισμών και κυβερνήσεων. Ξηρασίες εμφανίζονται σε όλες σχεδόν τις κλιματικές ζώνες και σχετίζονται κυρίως με το μειωμένο ύψος βροχόπτωσης για ένα μεγάλο χρονικό διάστημα. Αν και οι χώρες μειωμένης διαθεσιμότητας νερού, όπως αυτές του τρίτου κόσμου, θεωρούνται πως απειλούνται περισσότερο από ξηρασίες, υπάρχουν ενδείξεις ότι ακόμα και οι επαρκώς αναπτυγμένες χώρες του βορρά και κυρίως της Μεσογείου, θα αντιμετωπίσουν σημαντικά προβλήματα διαθεσιμότητας νερού, που θα οφείλονται στην αύξηση της συχνότητας και της έντασης των γεγονότων ξηρασίας. Αντικείμενο της διδακτορικής διατριβής είναι η μελέτη και ανάλυση του φαινομένου της ξηρασίας, που στηρίζεται σε δύο βασικούς άξονες, την αναγνώριση και το χαρακτηρισμό της ξηρασίας, την εκτίμηση δηλαδή της σφοδρότητας της και το σχεδιασμό αντιμετώπισής της. Μέσα από μια διαδικασία ανάλυσης της ξηρασίας ως μονοδιάστατου φαινομένου (από τρισδιάστατο), η έμφαση σχετικά με το χαρακτηρισμό του φαινομένου μεταφέρεται στην εκτίμηση της έντασης των γεγονότων ξηρασίας. Η προσέγγιση αυτή είναι πρωτότυπη και η υιοθέτησή της αλλάζει ουσιαστικά τον τρόπο μελέτης των γεγονότων ξηρασίας. Η διδακτορική διατριβή αντιμετωπίζει τελικά το φαινόμενο της ξηρασίας με τέτοιον τρόπο ώστε να συνεισφέρει στην κατανόησή του, να συμβάλει στην απλοποίηση της προσομοίωσής του και να δημιουργήσει ένα πλαίσιο αντιμετώπισής του στηριζόμενη στη φιλοσοφία του Προληπτικού Σχεδιασμού. Έμφαση δίνεται στην ανάλυση των επιπτώσεων και στις συμμετοχικές διαδικασίες για τη λήψη των αποφάσεων αντιμετώπισης της ξηρασίας. Παράλληλα, η διδακτορική διατριβή αναπτύσσει έναν καινοτόμο δείκτη ξηρασίας, τον Reconnaissance Drought Index (RDI), ο οποίος με την ισχυρή θεωρητική του βάση μπορεί να αποτελέσει την μοναδική παράμετρο στο πλαίσιο της μονοδιάστατης ανάλυσης της ξηρασίας. Ο RDI, ως ένας απλός δείκτης ξηρασίας που ενσωματώνει ωστόσο δύο κλιματικές παραμέτρους (αθροιστική βροχόπτωση και δυνητική εξατμισοδιαπνοή), μπορεί να αποτελέσει και τον κατάλληλο δείκτη διερεύνησης της ξηρασίας στο πλαίσιο της αναμενόμενης κλιματικής αστάθειας. Σε δεύτερο επίπεδο παρουσιάζονται από τη διδακτορική διατριβή καινοτόμες προτάσεις, που αφορούν στον σχεδιασμό αντιμετώπισης της ξηρασίας με έμφαση στον Προληπτικό Σχεδιασμό. Συγκεκριμένα, προτείνεται ένα σύστημα πρόγνωσης της ετήσιας ξηρασίας με βάση τις τιμές του RDI μικρότερων χρονικών περιόδων από την αρχή του υδρολογικού έτους. Επίσης, στο πλαίσιο των επιλογών αντιμετώπισης της ξηρασίας προτείνεται η ορθολογική ιεράρχηση της ικανοποίησης της ζήτησης με την καινοτόμο μεθοδολογία “brick wall” στην περίπτωση διανομής περιορισμένων διαθέσιμων ποσοτήτων νερού σε διάφορες κατηγορίες χρηστών.