Υδρολογική διερεύνηση του φράγματος της Πύλης Τρικάλων με εφαρμογή του κλιματικού μοντέλου HIRHAM

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή μελέτη εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Γεωργικής Υδραυλικής της Σχολής Γεωπονικών Επιστημών, Τμήματος Γεωπονίας Φυτικής Παραγωγής και Αγροτικού Περιβάλλοντος, υπό την επίβλεψη του Λέκτορα κ. Χαλκίδη Ηρακλή. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η εκτίμηση των μελλοντικών υδρολογικών συνθηκών, υπό τις οποίες θα λειτουργήσει το υπό κατασκευήν φράγμα πύλης του δήμου Τρικάλων, με βάση τις εκτιμήσεις του κλιματικού μοντέλου Hirham του προγράμματος Prudence. Με αυτό τον τρόπο θα υπολογισθεί ο συνολικός όγκος νερού του φράγματος της περιοχής, που θα είναι διαθέσιμος για την άρδευση των κατάντη καλλιεργούμενων στρεμμάτων. Για την υλοποίηση των παραπάνω, σε πρώτη φάση, κατέστη αναγκαία η χρήση του τοπογραφικού προγράμματος ArcGIS, για την σχηματική απεικόνιση της υδρολογικής λεκάνης καθώς και της θέσης κατασκευής του φράγματος πάνω στον γεωγραφικό χάρτη της περιοχής. Εν συνεχεία ελήφθησαν από το Τμήμα Υδρολογικών Έργων της Περιφέρειας Θεσσαλίας, στοιχεία σχετικά με τα υδρολογικά δεδομένα της περιοχής όπως τα μηνιαία ύψη βροχών, οι απαιτήσεις των τοπικών καλλιεργειών σε νερό και οι υδατικές απώλειες της περιοχής καθώς επίσης και τα χαρακτηριστικά του υπό κατασκευήν φράγματος αλλά και τις συνολικές καλλιεργούμενες εκτάσεις που θα πρέπει να αρδευτούν. Έπειτα, χρησιμοποιήθηκαν οι μηνιαίες τιμές βροχόπτωσης του κλιματικού μοντέλου Hirham για την περίοδο 1960-1990, και με εφαρμογή της μεθόδου διπλής αθροιστικής καμπύλης ανάμεσα στα υδρολογικά δεδομένα του μετεωρολογικού σταθμού της περιοχής και στα δεδομένα του μοντέλου, καταλήξαμε στην εξαγωγή μιας μαθηματικής σχέσης που εκφράζει την συσχέτισή τους. Με αυτό τον τρόπο μπορέσαμε να εξετάσουμε την εγκυρότητα του κλιματικού μοντέλου, ώστε να χρησιμοποιήσουμε την ίδια σχέση και για τα μελλοντικά δεδομένα που προέβλεψε το μοντέλο (2070-2100) και να υπολογίσουμε τα μηνιαία ύψη βροχών για την περιοχή εκείνη την περίοδο. Έτσι, έχοντας πληροφορίες σχετικά με την ποσότητα του νερού που θα εισρεύσει στην περιοχή λόγω βροχοπτώσεων, τις απαιτήσεις των καλλιεργειών σε νερό, τις απώλειες νερού λόγω εξάτμισης και διήθησης και τα χαρακτηριστικά του φράγματος, πραγματοποιήθηκε επεξεργασία αυτών των δεδομένων για να εκτιμηθεί το υδατικό ισοζύγιο στο φράγμα, κατά την αρδευτική περίοδο του διαστήματος 2070-2100. Αφού λοιπόν υπολογίσθηκε το υδατικό ισοζύγιο για την περίοδο 2070-2100, εξετάστηκε το ενδεχόμενο να μην υπάρχουν καθόλου εισροές κατά την διάρκεια των καλοκαιρινών μηνών συν του μήνα Μάίου για την περίοδο αυτή. Ακόμη, ένα άλλο σενάριο που εξετάστηκε, αφορούσε τον υπολογισμό του υδατικού ισοζυγίου του φράγματος για την περίοδο 1960-1990, δεδομένου ότι θα είχε ήδη κατασκευαστεί το φράγμα για να εξεταστεί η αποτελεσματικότητά του και για την περίοδο εκείνη του παρελθόντος. Τέλος, συγκρίθηκαν οι μετρήσεις των υδατικών ισοζυγίων, μεταξύ των δύο αυτών χρονικών διαστημάτων, για να δοθεί έμφαση στις επιδράσεις της κλιματικής αλλαγής στα ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα, αλλά και στην αύξηση της μέσης θερμοκρασίας της Γης, η οποία επηρεάζει άμεσα τις υδατικές ανάγκες των καλλιεργειών. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν, λοιπόν, είναι ότι κατά την μελλοντική περίοδο 2070-2100 το απορρέον νερό στο φράγμα θα είναι αρκετό για την κάλυψη των υδατικών αναγκών των καλλιεργειών και μάλιστα θα υπάρχει πλεόνασμα νερού στο φράγμα ίσο με 1.278.159 πι3 Στην περίπτωση που θα εκλείψουν οι βροχοπτώσεις, κατά την αρδευτική περίοδο (Μάιο - Αύγουστο), η ποσότητα του νερού στο φράγμα θα καλύπτει τις αρδευτικές ανάγκες των καλλιεργειών μερικώς σε ποσοστό 95%. Εν κατακλείδι, με την σύγκριση των όγκων του διαθέσιμου αρδευτικού νερού στο φράγμα ανάμεσα στις περιόδους 1960-1990 και 2070-2100, εξάγουμε το συμπέρασμα ότι είναι μετρίως σημαντική η επίδραση που ασκεί η κλιματική αλλαγή στη διαθεσιμότητα του νερού, καθώς παρατηρείται μείωση της τάξης του 61.579 πι3 του διαθέσιμου όγκου νερού στο φράγμα, ενώ παράλληλα η μέγιστη δυνατή αρδευόμενη έκταση στο μέλλον θα είναι μειωμένη κατά 3,1% της αρχικής (1960- 1990).