title: Εκτίμηση υδατικού δυναμικού της ανατολικής Κρήτης σε σενάρια κλιματικής αλλαγής με χρήση του λογισμικού ΥΔΡΟΝΟΜΕΑΣ
title: Evaluation of water dynamic of eastern Crete in climate change scenarios using the HYDRONOMEAS software
Creators: name: Ρετσα Αννα
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2016

description: Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας, εκτιμάται το υδατικό δυναμικό της ανατολικής Κρήτης για σενάρια κλιματικής αλλαγής με χρήση του λογισμικού ΥΔΡΟΝΟΜΕΑΣ. Από την πληθώρα κλιματικών μοντέλων και σεναρίων για το μέλλον που έχει αναπτυχθεί για την κατανόηση και αξιολόγηση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στις μετεωρολογικές και υδρολογικές παραμέτρους, στην παρούσα εργασία έχουν χρησιμοποιηθεί 4 Περιοχικά Κλιματικά Μοντέλα (RCMs), σε δύο διαφορετικά αντιπροσωπευτικά μονοπάτια συγκέντρωσης (RCP 4.5 και RCP 8.5).
 
Ως περιοχή μελέτης ορίζεται η περιοχή της ανατολικής Κρήτης, η οποία χαρακτηρίζεται ως περιοχή ευαίσθητη στις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής. Οι πιέσεις είναι τόσο φυσικές, σχετιζόμενες με τις μειωμένες βροχοπτώσεις και τους λιγότερους υδάτινους πόρους που διαθέτει σε σχέση με τη δυτική Κρήτη, όσο και ανθρωπογενείς, με υψηλές ανάγκες άρδευσης και αυξημένες ανάγκες ύδρευσης καθώς περιλαμβάνει το μεγάλο αστικό κέντρο του Ηρακλείου.

Η μεθοδολογία  που ακολουθείται διακρίνεται σε επιμέρους βήματα. Αρχικά γίνεται η σχηματοποίηση του υδροσυστήματος, δηλαδή ο μετασχηματισμός των συνιστωσών του πραγματικού συστήματος της περιοχής μελέτης σε συνιστώσες του μοντέλου «ΥΔΡΟΝΟΜΕΑΣ» που αναπαριστά το εν λόγω σύστημα. Η σχηματοποίηση βασίζεται στο διαχειριστικό ομοίωμα της Κρήτης που αναπτύχθηκε από την Περιφέρεια Κρήτης στο διαχειριστικό μοντέλο RIBASIM (River Basin Simulation Model). Ακολουθεί η εισαγωγή των δεδομένων εισόδου του συστήματος: τα χαρακτηριστικά των συνιστωσών και οι χρονοσειρές εισροών νερού στο δίκτυο αλλά και εισροών και απωλειών των ταμιευτήρων. Ο καθορισμός των στόχων και λειτουργικών προσδιορισμών ολοκληρώνει την ανάπτυξη του μοντέλου. Οι στόχοι αφορούν τις απαιτήσεις σε νερό (ύδρευση και άρδευση) και τη διασφάλιση μιας ελάχιστης παροχής σε υδατορεύματα (οικολογική παροχή).

Η προσομοίωση λειτουργίας του συστήματος γίνεται αρχικά για την ιστορική περίοδο (1978-1996) με δεδομένα παρατήρησης και κατόπιν έγινε η σύγκριση των αποτελεσμάτων με τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την προσομοίωση με δεδομένα των τεσσάρων κλιματικών μοντέλων για την ίδια περίοδο. Η καλή συσχέτιση μεταξύ των αποτελεσμάτων, που προέκυψε, επέτρεψε την ασφαλή συνέχεια στα επόμενα βήματα χωρίς να απαιτείται η προσαρμογή των κλιματικών δεδομένων των μοντέλων. Επομένως, ακολούθησε η προσαρμογή στην μελλοντική κατάσταση συγκεκριμένων δεδομένων του συστήματος (εισροές στο δίκτυο και απαιτήσεις νερού) και τέλος, η προσομοίωση λειτουργίας του συστήματος για τα δύο σενάρια κλιματικής αλλαγής που εξετάζονται: RCP4.5 @ +2oC SSP3 για την περίοδο 2037-2066 και RCP8.5 @ +2oC SSP3 για την περίοδο 2026-2055.

Στα τελικά αποτελέσματα της διερεύνησης των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στον σύστημα παρουσιάζονται οι συγκρίσεις τόσο μεταξύ των σεναρίων κλιματικής αλλαγής όσο και με την ιστορική περίοδο. Κύρια συμπεράσματα είναι τα προκύπτοντα υψηλά ελλείμματα νερού και οι αυξημένες αστοχίες στο σύστημα υπό καθεστώς κλιματικής αλλαγής. Με βάση τα συμπεράσματα της μελέτης διατυπώνονται προτάσεις ορθής διαχείρισης των υδάτων για τον περιορισμό των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής όπως επίσης και προτάσεις για περαιτέρω έρευνα.
description: The present thesis assesses the potential of the water resources system for eastern Crete, for various scenarios of climate change, using the HYDRONOMEAS software. Of the plethora of climate models and future scenarios developed for understanding and evaluating the impact of climate change on the meteorological and hydrological parameters, the present study uses 4 Regional Climatic Models (RCMs), at 2 different Representative Concentration Pathways (RCP 4.5 and RCP 8.5).
 
 Eastern Crete has been considered as the study area, being an area sensitive to the impacts of climate change. Impacts are both natural, concerning the lower rainfalls and the less water resources compared to western Crete, and anthropogenic, concerning the high irrigation needs and the high public water supply needs as this area includes the city of Heraklion.

The study methodology has the following steps: First, schematization of the hydrosystem was done, i.e., the transformation of the components of the original system to the component of the HYDRONOMEAS model that represents the original system. Schematization is based on the water management prototype of Crete developed by Region of Crete in the water management model RIBASIM (River Basin Simulation Model). This step is followed by entry of input data: the features of the components and the time series of water inflows in the network as well as inflows and spills of the reservoirs. The development of the model is concluded by the definition of the targets and operational determinations. Targets concern the water demands (irrigation and public water supply) and the assurance of a minimum river flow during droughts (ecological supply).

The simulation of the original system operation is first conducted for the historical period (1978-1996) with observation data ∙ then the results were compared to the results deriving from the simulation conducted with the data of the four climate models for the same period. The good correlation found between the results, allowed the safe continuation to the following steps without the need to adjust the climate data of the models. Consequently, adjustment to the future state of specific system data was made (inflows in the network and water needs) and, at the end, simulation of the system operation was made for the two scenarios of climate change contemplated in this study: RCP4.5 @ +2oC SSP3 for period 2037-2066 and RCP8.5 @ +2oC SSP3 for period 2026-2055.

The results of the study of climate change impacts on the system show comparisons both between the climate change scenarios and the historical period. The main conclusions include the resulting high water deficit and the increased system failure. Based on the conclusions of this study, suggestions are made pertaining to the correct water management to reduce the impacts of climate change as well as suggestions for further research.