Methods and tools supporting operational drought risk management in water stressed areas

Abstract

The overall scope of the research is to develop operational methods and tools for supporting drought risk management in water stressed areas. It aims at linking science to the decision and policy-making process and providing supportive engineering tools. It proposes a holistic methodology based on the basic concepts of mainstreaming and proactive drought risk management, implementing a step-wise approach. Europe has experienced in the past 40 years drought episodes of various severities, with adverse impacts on the environment and the society. Policy actions have been intensified in order to increase the resilience of the affected regions. In this direction, the current research proposes a generic process for DRM mainstreaming, building around four basic steps: Definition of a Drought Risk ProfileIdentify DRM options: design and simulation of mitigation measuresPrioritize DRM options: Optimization and Decision-makingInternalize DRM: Definition of policy targets and ImplementationAcross these four steps, the following tools and methods have been developed:A methodology to map Drought Hazard, based on operational precipitation-derived indicators. A new drought indicator (DHI) has been developed A methodology for the characterization and mapping of Drought Vulnerability. A new drought indicator (DVI) has been developed, which is based on the balance between water resources availability and demandA methodology for developing a Drought Risk Profile (DRP) by overlaying the hazard and vulnerability componentsA generic methodology for designing Demand Management Options (i.e. interventions and measures covering management, technological and economic aspects) for the urban and agricultural sectors, incorporating the development of “cost-effective intervention curves”A methodology for linking interventions to the decision-making process. A Decision Support System (DSS) has been developed, consisting of three components: the WEAP21 (simulation engine), MATLAB (optimization engine), the intervention curves (library of measures)Practical recommendations on internalizing DRM. A methodology for testing the robustness of the optimization results under future climate and socio-economic scenarios has been defined. Practical suggestions on how to define policy targets and how to implement a process for integrating them into development frameworks are drafted.The proposed methodology and tools have been evaluated in the Ali-Efenti River Basin in Greece.

Αντικείμενο της Δ.Δ. είναι η ανάπτυξη επιχειρησιακών μεθόδων και εργαλείων για την υποστήριξη της διαχείρισης του κινδύνου ξηρασίας (ΔΚΞ) σε περιοχές υδατικές πιέσεις. Η έρευνα στοχεύει στη διασύνδεση της επιστήμης με τη διαδικασία λήψης αποφάσεων, και την παροχή υποστηρικτικών εργαλείων. Προτείνει μια ολιστική μέθοδο που στηρίζεται στις βασικές έννοιες της «ενσωμάτωσης” και της προληπτικής ΔΚΞ. Τα τελευταία 40 χρόνια η Ευρώπη έχει βιώσει επεισόδια ξηρασίας ποικίλης βαρύτητας. Οι δράσεις πολιτικής έχουν ενταθεί ώστε να αυξηθεί η προσαρμοστικότητα των πληγεισών περιοχών. Στην κατεύθυνση αυτή, η παρούσα έρευνα προτείνει μια γενικευμένη διαδικασία για την ενσωμάτωση της ΔΚΞ, βασισμένη σε τέσσερα κύρια βήματα:Ορισμός και ανάπτυξη Προφίλ Κινδύνου Ξηρασίας Προσδιορισμός παρεμβάσεων για τη ΔΚΞ: σχεδιασμός και προσομοίωση μέτρων μετριασμού. Ιεράρχηση των παρεμβάσεων και καθορισμός προτεραιοτήτων: Βελτιστοποίηση και λήψη αποφάσεων. Ενσωμάτωση της ΔΚΞ: Ορισμός στόχων πολιτικής και εφαρμογή Για την υποστήριξη και πρακτική εφαρμογή αυτών των βημάτων αναπτύχθηκαν οι ακόλουθες μέθοδοι/εργαλεία:Μεθοδολογία για την χαρτογράφηση της Επικινδυνότητας Ξηρασίας, βάση επιχειρησιακών δεικτών, και ανάπτυξη ενός νέου Δείκτης Επικινδυνότητας Ξηρασίας (DHI) Μεθοδολογία για τη χαρτογράφηση της Τρωτότητας στην Ξηρασία, και ανάπτυξη ενός νέου Δείκτη Τρωτότητας Ξηρασίας (DVI)Μεθοδολογία για την ανάπτυξη Προφίλ Κινδύνου Ξηρασίας, με υπέρθεση της επικινδυνότητας και τρωτότητας Γενικευμένη μεθοδολογία για τον σχεδιασμό Μέτρων Διαχείρισης της Ζήτησης (δηλ. παρεμβάσεων που καλύπτουν διαχειριστικές, τεχνολογικές, οικονομικές πτυχές) για τον αστικό και αγροτικό τομέα, ενσωματώνοντας την ανάπτυξη «καμπύλων παρέμβασης» κόστους-οφέλους. Μεθοδολογία διασύνδεσης μέτρων με τη διαδικασία λήψης αποφάσεων. Αναπτύχθηκε ένα Σύστημα Υποστήριξης Αποφάσεων (ΣΥΑ) που αποτελείται από τρεις συνιστώσες: το WEAP21 (μηχανή προσομοίωσης), το MATLAB (μηχανή βελτιστοποίησης), τις καμπύλες παρέμβασης (βιβλιοθήκη μέτρων), και στοχεύει στην επιλογή της βέλτιστης δέσμης μέτρων διαχείρισης και στόχων πολιτικής. Πρακτικές συστάσεις για την ενσωμάτωση της ΔΚΞ. Καθορίστηκε μια μεθοδολογία για τον έλεγχο της ευρωστίας των αποτελεσμάτων βελτιστοποίησης υπό συνθήκες μελλοντικών κλιματικών και κοινωνικό-οικονομικών σεναρίων. Συντάχθηκαν προτάσεις για τον καθορισμό στόχων πολιτικής και την ενσωμάτωσή τους σε αναπτυξιακά πλαίσια.Η προτεινόμενη μεθοδολογία και τα εργαλεία αξιολογήθηκαν λεκάνη Αλή-Εφέντη στην Ελλάδα.