title: Statistical and geostatistical analysis of rainfall at the island of Crete
title: Γεωστατική ανάλυση της βροχόπτωσης στο νησί της Κρήτης
Creators: name: Μιζη Μαρινα
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2017

description: Η συγκεκριμένη πτυχιακή εργασία ασχολείται με τη στατιστική και γεωστατιστική ανάλυση της βροχόπτωσης και της στάθμης των υπόγειων υδάτων στο νησί της Κρήτης. Η μελέτη των βροχοπτώσεων και της στάθμης των υπογείων υδάτων αποτελεί ένα σημαντικό και χρήσιμο εργαλείο για πολλές επιστημονικές ειδικότητες. Η εξαγωγή συμπερασμάτων που αφορούν τις ποιοτικές και ποσοτικές εκτιμήσεις, ο εντοπισμός των περιοχών που πλήττονται από υπερεκμετάλλευση  και υφαλμύριση, η ενδεχόμενη περιοδικότητα στην τάση των βροχοπτώσεων καθώς και οι χάρτες κατανομής της βροχόπτωσης είναι κάποια από τα πιο χρήσιμα εφόδια που προσφέρει η παρούσα διπλωματική εργασία. Η εφαρμογή της στατιστικής και γεωστατιστικής ανάλυσης έγινε βασιζόμενη σε δεδομένα παρατήρησης ογδόντα δύο βροχομετρικών σταθμών  που τοποθετούνται διάσπαρτοι στους τέσσερις νομούς της Κρήτης και οι μετρήσεις αφορούν τη χρονική περίοδο 2007-2016.
Η στατιστική ανάλυση βασίστηκε στην κατασκευή διαγραμμάτων για κάθε ένα υδρολογικό έτος καθώς και για την αντίστοιχη υγρή και ξηρή περίοδο των ετών αυτών. Επιπλέον, μελετήθηκε ο μέσος όρος του συνόλου των βροχοπτώσεων για όλα τα έτη καθώς και ο μέσος όρος συνόλου υγρής και ξηρής περιόδου. Εκτός από την κατασκευή διαγραμμάτων για τις βροχοπτώσεις, μελετηθήκανε και οι υπόγειοι υδροφορείς της Κρήτης. Σύμφωνα με στοιχεία που συλλέχθηκαν από 312 υδροσημεία κυρίως από γεωτρήσεις για τα έτη 2007-2014 κατασκευαστήκαν διαγράμματα σχετικά με τη μεταβολή της στάθμης των υπόγειων νερών. Επίσης, μελετήθηκε η πορεία της βροχόπτωσης σε αυτά τα 9 έτη που χρονικά αποτελούν πολύ πρόσφατες μετρήσεις , τόσο για ολόκληρη την Κρήτη  όσο και μεμονωμένα για το ανατολικό και δυτικό τμήμα της. Στη συνέχεια, μελετήθηκαν οι σταθμοί με τις πολύ υψηλές ή πολύ χαμηλές βροχομετρικές ενδείξεις και δημιουργήθηκαν τα αντίστοιχα συμπεράσματα. Τέλος, εξετάστηκε η συσχέτιση μεταξύ της βροχόπτωσης και του υψομέτρου στο οποίο βρίσκεται ο κάθε βροχομετρικός σταθμός της παρούσας μελέτης  και έγινε φανερό ότι οι σταθμοί που βρίσκονται σε υψόμετρο αρκετά μεγάλο δέχονται και μεγαλύτερη ποσότητα υδατόπτωσης από αυτούς που βρίσκονται σε πολύ χαμηλά υψόμετρα.
Ένας από τους κύριους στόχους της εργασίας, είναι η δημιουργία χωρικής κατανομής της βροχόπτωσης στην επιφάνεια του νησιού αλλά και της στάθμης των υπόγειων υδάτων χρησιμοποιώντας τις κατάλληλες μεθόδους. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν για το σκοπό αυτό είναι οι πιο γνωστές γεωστατιστικές μέθοδοι με την ονομασία Kriging. Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε το εργαλείο Geostatistical Analyst του λογισμικού ARCGIS με το οποίο εξετάστηκαν δύο μέθοδοι για την χωρική εκτίμηση: η πρώτη είναι η μέθοδος Ordinary Kriging και η δεύτερη η μέθοδος Cokriging. Για την εφαρμογή της κάθε μεθόδου έγινε χρήση τεσσάρων ημιβαριογραμμάτων, από τα οποία κάθε φορά επιλεγόταν αυτό που προσέδιδε την μεγαλύτερη ακρίβεια στα αποτελέσματα(μικρότερο σφάλμα), ώστε να κατασκευαστεί ο αντίστοιχος χάρτης απεικόνισης της βροχόπτωσης ή των υπόγειων υδάτων.
Με τη χαρτογράφηση της Κρήτης  απεικονίζεται με μεγαλύτερη ακρίβεια η χωρική κατανομή της βροχόπτωσης και μπορούμε ευκολότερα και πιο παραστατικά να αντλήσουμε τα συμπεράσματά μας.

description: This diploma thesis deals with the statistical and geostatistical analysis of rainfall and groundwater level at the island of Crete. Their study is an important and useful tool for many scientific disciplines. The conclusions on qualitative and quantitative assessments, the identification of areas affected by overexploitation, the potential periodicity of rainfall trends and the rainfall distribution maps are some of the most useful information offered by this diploma thesis. The application of the statistical and geostatistical analysis was based on observation data of eighty two rainfall stations, which are scattered across the four prefectures of Crete and the measurements refer to the period 2007-2016.
The statistical analysis was based on the construction of diagrams for each hydrological year as well as for the respective wet and dry period of these years. In addition, we studied the average of all rainfall for all years as well as the average wet and dry season total. Besides the construction of diagrams for rainfall, the underground aquifers of Crete were also studied. Data from 312 wells for the years 2007-2014, were used to perform a descriptive statistical analysis.
One of the main goals of this work is to create the spatial distribution of the rainfall as well as of groundwater level using the appropriate methods. The methods used for this purpose is the most well known geostatistical methods called Kriging. In particular, the Geostatistical Analyst tool of the ARCGIS software was used, which examined two methods for spatial estimation: the first is the Ordinary Kriging method and the second is the Cokriging method. For the implementation of each method, four semimarograms were applied, while the best one was selected in terms of the highest accuracy (smaller error) to produce the corresponding rain or groundwater level map.