Συγκριτική μελέτη προσομοιώσεων υπολογιστικού μοντέλου υδατικού ισοζυγίου σε περιοχές με διαφορετικές κλιματικές συνθήκες και εδαφοϋδρολογικά χαρακτηριστικά

Abstract

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η σύγκριση περιοχών μέσω υπολογιστικού μοντέλου υδατικού ισοζυγίου οι οποίες χαρακτηρίζονται από διαφορετικές κλιματικές συνθήκες καθώς και εδαφοϋδρολογικά χαρακτηριστικά. Το μαθηματικό πρότυπο (υπολογιστικό μοντέλο SESOIL) που χρησιμοποιήθηκε βασίζεται στη δυναμική - στατιστική θεωρία υδατικού ισοζυγίου (θεωρία Eagleson). Οι προσομοιώσεις με το μαθηματικό μοντέλο έγιναν με χρήση μεγάλων χρονοσειρών υφιστάμενων κλιματικών δεδομένων από χαρακτηριστικές περιοχές. Έγινε λεπτομερής περιγραφή της κλιματικής κατάταξης των περιοχών (ταξινόμηση Köppen) και των κλιματικών δεδομένων τους. Ακολούθησε η παραμετροποί ηση του υπολογιστικού μοντέλου. Στη συνέχεια, με τη χρήση του μοντέλου προσδιορίστηκαν οι παράμετροι: διήθηση, εξατμισοδιαπνοή, επιφανειακή απορροή και υπόγεια απορροή για κάθε εδαφικό τύπο σε κάθε περιοχή μελέτης σε ετήσια βάση. Στις περιοχές μελέτης, έγινε συγκριτική ανάλυση των αποτελεσμάτων τόσο σε επίπεδο κλιματικής περιοχής όσο και σε εδαφικό τύπο. Για τη στατιστική επεξεργασία, έγινε ανάλυση διασποράς και έλεγχος Kruskal-Wallis. Συγκεκριμένα, για κάθε μία από τις μεταβλητές πραγματοποιήθηκε: ανάλυση διασποράς με παράγοντα το μετεωρολογικό σταθμό και ανάλυση διασποράς με παράγοντα το έδαφος. Ο μη-παραμετρικός έλεγχος Kruskal-Wallis έγινε για τις μεταβλητές: διήθηση, εξατμισοδιαπνοή, επιφανειακή απορροή και υπόγεια απορροή. Οι εκτιμήσεις των διαφόρων παραμέτρων του υδατικού ισοζυγίου και τα συμπεράσματα που προέκυψαν μπορούν να αποβούν χρήσιμα σε αγροκλιματικές και υδρολογικές εφαρμογές και μελέτες.

The purpose of this study is to compare the computational model water balance in areas characterized by different climatic conditions and soil properties. For the purposes of the present study, the dynamic statistical water balance theory of Eagleson was used which is employed in the SESOIL model. The model was applied to areas with different climatological conditions using long-term climatological data from standard meteorological stations. The data from the meteorological stations were grouped on the basis of climatic region using Köppen’s system. For each climatic region, three different types of soil hydrology conditions were assumed. Then, the parameters: infiltration, evapotranspiration, surface runoff and groundwater runoff were estimated with the use of the model, for each soil type in each study area on annual basis. A comparative analysis of the results regarding climate regions and soil types along with statistical analyses of the results were also performed. The results of the present study may be useful for agrometeorological and agrohydrological applications.