Βελτιστοποίηση ικτύου Υδροµετεωρολογικών Σταθµών

Transcript

1 Ολοκληρωµένη ιαχείριση Υδατικών Πόρων 185 Βελτιστοποίηση ικτύου Υδροµετεωρολογικών Σταθµών Ε. A. ΜΠΑΛΤΑΣ Α. ΕΛΕΥΘΕΡΙΑ ΗΣ Μ.Α. ΜΙΜΙΚΟΥ Επ. Καθηγητής Α.Π.Θ. Τοπογράφος Μηχανικός Καθηγήτρια Ε.Μ.Π. Περίληψη Η λειτουργία ενός καλά οργανωµένου δικτύου υδροµετεωρολογικών σταθµών σε συνδυασµό µε περαιτέρω µετρήσεις (υδρολογικές, κλιµατολογικές κ.λ.π.) αποτελεί τη βασική υποδοµή για την ορθολογική διαχείριση των υδατικών πόρων µίας χώρας. Η αποτελεσµατικότητα των βροχοµετρικών σταθµών εξαρτάται, πέραν της ποιότητας και του είδους των οργάνων, κυρίως από τη σωστή χωροθέτησή τους, η οποία βασίζεται σε ορισµένα κριτήρια. Ως τέτοια θεωρούνται η τοποθέτηση σε εδάφη µε χαµηλές κλίσεις, η προσβασιµότητα καθώς και η εγγύτητα σε σηµεία ειδικού ενδιαφέροντος (οικισµοί, συστάδες γεωτρήσεων, πηγών κ.λ.π.). Παρά την αυξηµένη ανάγκη για διαχείριση των υδατικών πόρων, στην Ελλάδα δεν υπάρχει δίκτυο υδροµετεωρολογικών σταθµών, οργανωµένο υπό κεντρική διοίκηση, το οποίο να λειτουργεί µέσω ενός ενιαίου επιστηµονικού και τεχνικού φορέα. Επιµέρους δίκτυα περιορισµένης κάλυψης έχουν ιδρυθεί από τη ΕΗ ( ηµόσια Επιχείρηση Ηλεκτρισµού), την ΕΜΥ (Εθνική Μτεωρολογική Υπηρεσία), το ΥΠΓΕ (Υπουργείο Γεωργίας), το ΥΠΕΧΩ Ε (Υπουργείο Περιβάλλοντος, Χωροταξίας και ηµοσίων Έργων) και το ΕΑΑ (Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών). Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται µία προσέγγιση ενός βέλτιστου δικτύου υδροµετεωρολογικών σταθµών µε βάση τις προδιαγραφές διεθνών οργανισµών (WMO, SOTER), καθώς και µια σειρά ειδικών κριτηρίων ιδιαίτερης βαρύτητας για τις συνθήκες της Ελλάδας, ώστε να επιτευχθεί η υπέρβαση των µειονεκτηµάτων του υπάρχοντος δικτύου. Abstract The function of a well-organized hydrometeorological stations network in combination with further measurements (hydrological, climatologic etc.) is a basic infrastructure for the rationalization of the aquatic resources of a country. The effectiveness of the rainfall measuring stations depends on the quality and kind of the instruments, but moreover on the correct placement which is based on certain criteria such as the placement on land with even slopes, the accessibility and the closeness to special interest points (settlements, surface waters, drilling and natural resources complexes etc.). Despite the increased need for water management in Greece, there is no hydrometeorological stations network organized under a main administration that works through a unified scientific and technical medium. Various State Services have established sectional networks of limited coverage. These Services are PPC (Public Power Corporation), NMS (National Meteorological Service), YPGE (Ministry of Agriculture), YPEHODE (Ministry of Environment, Land Planning and Public Works) and NOA (National Observatory of Athens). In this study, an approach of an optimal hydrometeorological stations network is presented, based on the specifications of international organizations (WMO, SOTER), and a series of specific standards of special importance for the conditions in Greece, in order to achieve the overstepping of the handicaps in the present network. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στην Ελλάδα δεν υπάρχει ενιαίο δίκτυο παρακολούθησης του φαινοµένου της βροχόπτωσης µέσω υδροµετεωρολογικών σταθµών, που να ελέγχεται από έναν και µόνο φορέα. ίκτυα καταγραφής της βροχόπτωσης έχουν εγκαταστήσει η ΕΗ, το ΥΠΕΧΩ Ε, το ΥΠΓΕ, η ΕΜΥ και το ΕΑΑ µόνο στην Αττική [1, 2]. Αυτό έχει ως αποτέλεσµα την ελλιπή καταγραφή του φαινοµένου εξαιτίας των διαφορετικών οργάνων µέτρησης από υπηρεσία σε υπηρεσία και της µη επαρκούς κάλυψης της χώρας λόγω του περιορισµένου ενδιαφέροντος των υπηρεσιών σε συγκεκριµένες περιοχές. Η ανισοκατανοµή των σταθµών στις διάφορες υψοµετρικές ζώνες είναι εντονότατη. Η υψοµετρική κατηγοριοποίηση της γήινης επιφάνειας ορίζεται σύµφωνα µε τις προδιαγραφές της Υπηρεσίας SOTER (SOil and TERrain Digital Database) του προγράµµατος UNEP (United Nations Environment Programme), και οι υψοµετρικές ζώνες κατανέµονται ως εξής [3-5]: Ζώνη Α: (0-200) m Ζώνη Β: ( ) m Ζώνη Γ: ( ) m Ζώνη : ( ) m Ζώνη Ε: ( ) m. Πλέον του ενός τρίτου των σταθµών βρίσκονται σε υψόµετρα έως και 200 m, σε αντίθεση µε τα υψόµετρα 1200 m έως 2800 m, όπου υπάρχουν µόλις 22 σταθµοί (0.02%). Η κατάσταση αυτή, πέραν από την έλλειψη που καταδεικνύει, µπορεί να χαρακτηριστεί επικίνδυνη για τη

2 186 δηµόσια ασφάλεια, αφού µεγάλες ποσότητες βροχής δεν καταγράφονται και εποµένως δεν συµµετέχουν σε µια ορθή διαχείριση υδατικών πόρων, αλλά κυρίως δεν λαµβάνονται υπόψη για το σχεδιασµό και την κατασκευή αντιπληµµυρικών έργων. Αρκετά συχνά παρατηρείται η ύπαρξη δύο ή και περισσότερων σταθµών που υπάγονται σε διαφορετικές υπηρεσίες, σε πολύ κοντινή απόσταση (έως και ταύτιση), ενώ µόλις οι µισοί σταθµοί εδράζονται σε έδαφος µε ικανοποιητική κλίση, γεγονός που συνεπάγεται τη µειωµένη αξιοπιστία στις καταγραφές τους εξαιτίας των επιδράσεων του ανέµου. Στον Πίνακα 1 φαίνεται η κατηγοριοποίηση των υπαρχόντων σταθµών ανά υπηρεσία βάσει των υψοµετρικών ζωνών που χρησιµοποιήθηκαν. Πίνακας 1: Κατηγοροποίηση των υφιστάµενων σταθµών Ζώνη A (0-200m) Ζώνη B ( m) Ζώνη Γ ( m) Ζώνη ( m) Ζώνη Ε ( m) ΕΗ ΥΠΕΧΩ Ε ΕΜΥ ΥΠΓΕ Σύνολο Σύνολο ΜΕΘΟ ΟΛΟΓΙΑ Για την υλοποίηση της διαδικασίας βελτιστοποίησης απαιτείται η συλλογή υδρολογικών, γεωγραφικών, γεωµορφολογικών και στατιστικών δεδοµένων που αφορούν στα 13 (εκτός των Νήσων) από τα συνολικά 14 υδατικά διαµερίσµατα της χώρας (Σχήµα 1). Τα δεδοµένα αυτά αντλήθηκαν από τις Υπηρεσίες ΥΠΕΧΩ Ε, ΥΠΓΕ, ΕΗ, ΕΜΥ, ΕΑΑ που έχουν στη διάθεσή τους τα χαρακτηριστικά των σταθµών, και από τον ΟΚΧΕ (Οργανισµός Κτηµατολογίου και Χαρτογραφήσεων Ελλάδας - ΥΠΕΧΩ Ε) που έχει τους χάρτες CORINE Landcover. Ειδικότερα χρησιµοποιήθηκαν τα εξής θεµατικά επίπεδα για κάθε υδατικό διαµέρισµα: Filldem250: Κανονικοποιηµένο (raster) επίπεδο ανάλυσης (250 x 250) m 2. Κάθε φατνίο αντιστοιχεί σε µια τιµή του υψοµέτρου και απεικονίζεται µε απόχρωση του γκρίζου. Slope250: Κανονικοποιηµένο (raster) επίπεδο ανάλυσης (250 x 250) m 2. Κάθε φατνίο αντιστοιχεί σε µια τιµή κλίσης και απεικονίζεται µε απόχρωση του γκρίζου. Υδρολογία, Ποιότητα και ιαχείριση Επιφανειακών Νερών Builtupa polygon: ιανυσµατικό (vector) επίπεδο που περιλαµβάνει πολυγωνικές οντότητες από τα όρια των οικισµών. Lakeresa polygon: ιανυσµατικό (vector) επίπεδο που περιλαµβάνει πολυγωνικές οντότητες από τα όρια των λιµνών. Wtrshda polygon: ιανυσµατικό (vector) επίπεδο που περιλαµβάνει πολυγωνικές οντότητες από τα όρια των λεκανών απορροής. Wdistr polygon: ιανυσµατικό (vector) επίπεδο που περιλαµβάνει πολυγωνικές οντότητες από τα όρια του υδατικού διαµερίσµατος. Road arc: ιανυσµατικό (vector) επίπεδο που περιλαµβάνει γραµµικές οντότητες για το οδικό δίκτυο. Aquifer point: ιανυσµατικό (vector) επίπεδο που περιλαµβάνει σηµεία για τις γεωτρήσεις. Wellsprp point: ιανυσµατικό (vector) επίπεδο που περιλαµβάνει σηµεία για τις πηγές. Point500m point: ιανυσµατικό (vector) επίπεδο που περιλαµβάνει σηµεία καννάβου ανά 500 m. Corine250: Κανονικοποιηµένο (raster) επίπεδο ανάλυσης (250 x 250) m 2. Κάθε φατνίο αντιστοιχεί σε µια κατηγορία κάλυψης γης και απεικονίζεται µε διαφορετικό χρώµα. Τα προγράµµατα λογισµικού, τα οποία επιλέχθηκαν για τις διάφορες φάσεις εκπόνησης της εφαρµογής, ήταν το ArcGIS, το AutoCAD και το Excel [6], [7]. Το ArcGIS είναι ένα Σύστηµα Γεωγραφικών Πληροφοριών που χρησιµοποιήθηκε για τη διαχείριση των δεδοµένων. Από το σύνολο των προγραµµάτων του ArcGIS, ειδικότερα χρησιµοποιήθηκε το ArcMAP. Το AutoCAD χρησιµοποιήθηκε για την ψηφιοποίηση των υψογραφικών καµπυλών και τις γραµµικές παρεµβολές επί αυτών. Το Excel χρησιµοποιήθηκε για τη στατιστική επεξεργασία των αποτελεσµάτων της βελτιστοποίησης του δικτύου καθώς και για τις γραφικές απεικονίσεις τους. Αρχικά υπολογίστηκε ο αριθµός των σταθµών ανά υψοµετρική ζώνη βάσει των προδιαγραφών του WMO. Από τα 5 κανονικοποιηµένα (raster) θεµατικά επίπεδα για τις υψοµετρικές ζώνες του ArcMAP, r_0-200 m έως r_ m, εξήχθη ο αριθµός των φατνίων (cells) τους, µεγέθους (250 x 250) m 2. Με βάση την έκταση αυτή σε km 2 και χρησιµοποιώντας το κριτήριο για την πυκνότητα των σταθµών ανά υψοµετρική ζώνη (WMO), προέκυψαν οι αριθµοί των σταθµών που απαιτούνταν για ένα ελάχιστο δίκτυο υδροµετεωρολογικών σταθµών. Ακολούθως, προστέθηκαν ορισµένοι σταθµοί για την κάλυψη των κυριοτέρων λιµνών και πόλεων ανά υδατικό διαµέρισµα, οπότε και πήρε την τελική του µορφή το δίκτυο των προτεινόµενων σταθµών.

3 Ολοκληρωµένη ιαχείριση Υδατικών Πόρων 187 UNEP (United Nations Environment Programme), η κατηγοριοποίηση της γήινης επιφάνειας ανάλογα µε την κλίση της έχει ως εξής: 0-2% Επίπεδο έδαφος 2-5% Οµαλά κυµατιστοί λόφοι 5-8% Κυµατιστοί λόφοι 8-15% Κυµατιστή έκταση 15-30% Μετρίως απότοµη έκταση 30-60% Απότοµη έκταση Ο WMO συνιστά την τοποθέτηση υδροµετεωρολογικών σταθµών σε έδαφος µε κλίση <5%. Συνεπώς για την παρούσα εφαρµογή επιδιώχθηκε, η τοποθέτηση σταθµών να επιτελεστεί πάνω στις δύο πρώτες κατηγορίες κλίσεων, δηλαδή σε επίπεδο έδαφος ή σε οµαλά κυµατιστούς λόφους. Σχήµα 1: Ο υφιστάµενος διαχωρισµός σε 14 υδατικά διαµερίσµατα 3. ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΧΩΡΟΘΕΤΗΣΗΣ ΤΩΝ ΣΤΑΘΜΩΝ Προκειµένου να εντοπιστεί η βέλτιστη θέση και ο αριθµός των σταθµών του υδροµετεωρολογικού δικτύου µε βάση τα διαθέσιµα δεδοµένα, επιλέχθηκε µια σειρά κριτηρίων, τα οποία διακρίνονται στις εξής κατηγορίες: 3.1. Γεωµορφολογικά κριτήρια Υψόµετρα Σύµφωνα µε τον Παγκόσµιο Οργανισµό Μετεωρολογίας WMO (World Meteorological Organization), η πυκνότητα των σταθµών ενός δικτύου εξαρτάται από την υψοµετρική κατηγοριοποίηση της γήινης επιφάνειας [3-5]. Ο συνδυασµός των δύο παραπάνω οµάδων παραµέτρων οδήγησε στην επιλογή των παρακάτω πυκνοτήτων ανά υψοµετρική ζώνη, όπως φαίνεται στον Πίνακα 2. Πίνακας 2: Πυκνότητα σταθµών ανά υψοµετρική ζώνη Ζώνη Α (0-200) m 1 σταθµός ανά 600 km 2 Ζώνη Β ( ) m 1 σταθµός ανά 100 km 2 Ζώνη Γ ( ) m 1 σταθµός ανά 75 km 2 Ζώνη ( ) m 1 σταθµός ανά 50 km 2 Ζώνη Ε ( ) m 1 σταθµός ανά 50 km 2 Για την Αττική ειδικά, λόγω της µεγάλης συγκέντρωσης πληθυσµού σε σχετικά µικρό χώρο, αλλά και της πυκνότητάς του αποφασίστηκε η εφαρµογή ενιαίας πυκνότητας σε κάθε ζώνη, της τάξης του ενός σταθµού ανά 50 km 2. Κλίσεις Σύµφωνα µε τις προδιαγραφές της Υπηρεσίας SOTER (SOil and TERrain Digital Database) του προγράµµατος Λίµνες Ο WMO συνιστά την τοποθέτηση σταθµών σε κοντινή απόσταση από φυσικές και τεχνητές λίµνες. Ο έλεγχος των καταγραφών των σταθµών συµβάλλει στη συσχέτιση βροχόπτωσης και στάθµης λιµνών. Στην παρούσα εφαρµογή επιλέχθηκε η υποχρεωτική τοποθέτηση τουλάχιστον ενός σταθµού στην παραλίµνια ζώνη, για λίµνες εµβαδού µεγαλύτερου από m 2. Μέγεθος λεκάνης απορροής Το ανάγλυφο της Ελλάδας είναι ιδιαιτέρως έντονο και µε µεγάλες διαφοροποιήσεις, οπότε εµφανίζεται πλήθος λεκανών απορροής µε µεγάλες διακυµάνσεις στην έκταση. Στην παρούσα εφαρµογή, κατά σύµβαση, επιλέχθηκε η κάλυψη των λεκανών µε εµβαδόν µεγαλύτερο από 300 km 2, από σταθµούς. Ο συνολικός αριθµός των λεκανών αυτών είναι 100. Φυσικές πηγές Σε περιπτώσεις όπου εµφανίζονται συστάδες φυσικών πηγών, αποφασίστηκε η τοποθέτηση σταθµών, δεδοµένου ότι οι πηγές αποτελούν σηµαντικό τµήµα του υδατικού δυναµικού της χώρας. Κάλυψη γης Μέσω του ερευνητικού προγράµµατος HYDROMET έγινε ο διαχωρισµός των ειδών κάλυψης γης σε τέσσερις κύριες κατηγορίες [8]: Αγροτικές Περιοχές (Agricultural Areas) Τεχνητές Επιφάνειες (Artificial Surfaces) άση και Ηµι-Φυσικές Περιοχές (Forest and Semi- Natural Areas) Θαλάσσια Ύδατα (Marine Waters) Σύµφωνα λοιπόν µε αυτό το διαχωρισµό, έγινε προσπάθεια ώστε οι σταθµοί να τοποθετούνται σε περιοχές που να καλύπτουν όλα τα είδη των τεσσάρων καλύψεων γης.

4 Τεχνικά κριτήρια Οικισµοί Η παρουσία υδροµετεωρολογικών σταθµών πλησίον των µεγάλων οικισµών είναι ιδιαίτερα σηµαντική για την κατασκευή και τον έλεγχο τεχνικών έργων παροχέτευσης οµβρίων. Βάσει του κριτηρίου της οικονοµικότητας αποφασίστηκε η υποχρεωτική τοποθέτηση τουλάχιστον ενός σταθµού στα όρια κάθε οικισµού άνω των κατοίκων. Η απόσταση των σταθµών καθορίστηκε στην ακτίνα των 2000 m από τα όρια των οικισµών, κυρίως για λόγους απρόσκοπτης πρόσβασης των υπευθύνων για τις µετρήσεις και προστασίας των οργάνων. Οδικό δίκτυο Η εγγύτητα των σταθµών στο οδικό δίκτυο θεωρείται απαραίτητη για λόγους πρόσβασης. Στην παρούσα εργασία επιδιώχθηκε η τοποθέτηση σταθµών σε απόσταση έως 500 m από το οδικό δίκτυο. Ιδιαίτερα στα µεγάλα υψόµετρα, όπου το οδικό δίκτυο είναι σχεδόν ανύπαρκτο, γίνονταν δεκτές και µεγαλύτερες αποστάσεις. Γεωτρήσεις Σε περιπτώσεις όπου εµφανίζονται συστάδες γεωτρήσεων, αποφασίστηκε η τοποθέτηση σταθµών για τη βέλτιστη παρακολούθηση της ποσότητας βροχής που κατεισδύει στο έδαφος. Το κριτήριο αυτό ελήφθη ένεκα της οικονοµικής σηµασίας των γεωτρήσεων για τη γεωργία και την ύδρευση των οικισµών ιοικητικά κριτήρια Όρια γεωγραφικού διαµερίσµατος Η ευθύνη για τη διοίκηση και τη λειτουργία των υδροµετεωρολογικών σταθµών υπάγεται σε τοπικούς φορείς, είτε νοµαρχιακούς είτε παραρτήµατα κρατικών υπηρεσιών. Για το λόγο αυτό οι σταθµοί κατανεµήθηκαν, όπου αυτό ήταν εφικτό, ισόρροπα σε επίπεδο γεωγραφικού διαµερίσµατος Γεωµετρικά κριτήρια Για την καλύτερη κάλυψη κάθε υψοµετρικής ζώνης, είναι επιθυµητό οι σταθµοί να ισαπέχουν. Για το λόγο αυτό δόθηκε ιδιαίτερη προσοχή, ώστε οι σταθµοί που επιλέγονταν να καλύπτουν οµοιόµορφα κάθε ζώνη. Με τον τρόπο αυτόν επιτυγχάνονταν τόσο η υψοµετρική αντιπροσώπευση της έκτασης εντός κάθε ζώνης, όσο και η κατανοµή των σταθµών οριζοντιογραφικά. Το πρώτο έχει ως αποτέλεσµα την τοποθέτηση σταθµών ακόµη και σε µεγάλα υψόµετρα, οπότε το φαινόµενο της κατακρήµνισης θα παρατηρείται αποτελεσµατικότερα, ενώ το δεύτερο βοηθά στον διοικητικό και λειτουργικό έλεγχο του δικτύου. Υδρολογία, Ποιότητα και ιαχείριση Επιφανειακών Νερών 4. ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΟΥ ΥΠΑΡΧΟΝΤΟΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟΥ ΙΚΤΥΟΥ Υ ΡΟΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΩΝ ΣΤΑΘΜΩΝ Με βάση τα προαναφερθέντα κριτήρια έγινε αρχικά η χωροθέτηση του συνόλου των σταθµών στα 13 υδατικά διαµερίσµατα και κατόπιν σύγκριση του υπάρχοντος και του προτεινόµενου δικτύου των υδροµετεωρολογικών σταθµών Προσβασιµότητα, κλίσεις και απόσταση από οικισµούς Τα κριτήρια της προσβασιµότητας, των κλίσεων και της απόστασης από οικισµούς αποτελούν τα βασικά χαρακτηριστικά στην αξιολόγηση και σύγκριση των δύο δικτύων. Αρχικά υπολογίστηκαν οι αριθµοί των σταθµών που πληρούσαν τα τρία αυτά κριτήρια ανά υψοµετρική ζώνη και συνολικά, τόσο για το προτεινόµενο δίκτυο, όσο και για το υπάρχον δίκτυο και για κάθε δίκτυο υπηρεσιών χωριστά. Παρατηρήθηκε ότι µόνο οι µισοί από τους σταθµούς του υπάρχοντος δικτύου πληρούν το κριτήριο της θέσης επί εδάφους µε αποδεκτή κλίση, δηλαδή έως 5%. Αν επιπλέον αναλογιστεί κανείς πως περισσότεροι του 1/3 των σταθµών βρίσκονται στα πεδινά (0-200 m), γίνεται αντιληπτό πως το υπάρχον δίκτυο χρήζει βελτίωσης, τουλάχιστον ως προς αυτόν τον τοµέα. Αντιθέτως, ικανοποιητική µπορεί να χαρακτηριστεί η χωροθέτηση των σταθµών ως προς το κριτήριο της προσβασιµότητας και πάρα πολύ καλή ως προς το κριτήριο της απόστασης από οικισµούς. Το προτεινόµενο δίκτυο εµφανίζει πάρα πολύ καλά ποσοστά πλήρωσης του κριτηρίου της κλίσης. Ικανοποιητική είναι η τοποθέτηση των σταθµών πλησίον οικισµών, όµως µέτρια είναι η πλήρωση του κριτηρίου της προσβασιµότητας. Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι ένας µεγάλος αριθµός σταθµών προτάθηκε στα ορεινά, όπου το οδικό δίκτυο είναι περιορισµένο έως και ανύπαρκτο. Συγκρίνοντας τα δύο δίκτυα, διαπιστώνει κανείς την υπεροχή του προτεινόµενου δικτύου έναντι του υπάρχοντος όσον αφορά στις αποδεκτές κλίσεις έως 5%. Αναφορικά µε την απόσταση από οικισµούς και την προσβασιµότητα, το υπάρχον δίκτυο υπερτερεί ελαφρώς του προτεινόµενου. Όµως αυτό, όπως εξηγήθηκε και προηγουµένως, οφείλεται στη µεγάλη διαφορά σταθµών ανάµεσα στα δύο δίκτυα στις ορεινές ζώνες, όπου τόσο το οδικό δίκτυο όσο και η παρουσία οικισµών είναι περιορισµένα. Στο Σχήµα 2 δίνεται συνολικά το ποσοστό κάλυψης των τριών αυτών κριτηρίων.

5 Ολοκληρωµένη ιαχείριση Υδατικών Πόρων Ποσοστά πλήρωσης κριτηρίων στα 13 Υδατικά ιαµερίσµατα Υπάρχον Υδροµετεωρολογικό ίκτυο Προτεινόµενο Υδροµετεωρολογικό ίκτυο Προσβασιµότητα Κλίσεις Οικισµοί Σχήµα 2: Ποσοστό πλήρωσης κριτηρίων στα 13 υδατικά διαµερίσµατα 4.2. Προσβασιµότητα, κλίσεις και απόσταση από οικισµούς ανά υπηρεσία Στη συνέχεια αποτυπώνεται η πλήρωση των τριών κριτηρίων ανά υπηρεσία σε κάθε Υδατικό ιαµέρισµα χωριστά. Αναλυτικότερα, η ΕΗ που έχει υπό την εποπτεία της 305 σταθµούς κυρίως στις υψοµετρικές ζώνες Γ ( m) και ( m), επικεντρώνει το ενδιαφέρον της στη υτική Ελλάδα και πιο συγκεκριµένα στα υδατικά διαµερίσµατα 01, 02, 04, 05 και 09 (Σχήµα 1). Το κριτήριο της απόστασης από οικισµούς ικανοποιείται σε σηµαντικό βαθµό, το κριτήριο της προσβασιµότητας σε µέτριο βαθµό, ενώ οι σταθµοί βρίσκονται σε εδάφη µε µη αποδεκτές κλίσεις. Το ΥΠΕΧΩ Ε αποδεικνύεται η υπηρεσία µε την πιο οµοιογενή κάλυψη της χώρας από σταθµούς. Γενικότερα, οι σταθµοί του χαρακτηρίζονται από την κάλυψη των τεσσάρων πρώτων υψοµετρικών ζωνών. Είναι χαρακτηριστικό ότι δεν υπάρχει σταθµός υπό την εποπτεία του ΥΠΕΧΩ Ε στα ορεινά ( m). Τα κριτήρια της προσβασιµότητας και της απόστασης από οικισµούς πληρούνται σε πάρα πολύ ικανοποιητικό βαθµό, ενώ το κριτήριο των κλίσεων σε µέτριο βαθµό. Η ΕΜΥ έχει το 80% των σταθµών στα πεδινά και κυρίως εντός µεγάλων πόλεων, οπότε, όπως είναι αναµενόµενο, όλα τα κριτήρια πληρούνται σε πολύ ικανοποιητικό βαθµό. Τέλος, το ΥΠΓΕ, όπως είναι φυσικό, καλύπτει τις πεδινές ζώνες όπου υπάρχουν και καλλιέργειες, αδιαφορώντας για τις περιοχές µε υψόµετρα µεγαλύτερα των 800 m. Εντυπωσιακή είναι η παρουσία σταθµών από το ΥΠΓΕ στην Κρήτη (71) και την Ανατολική Πελοπόννησο (55). Τα κριτήρια της προσβασιµότητας και της απόστασης από οικισµούς πληρούνται σε πάρα πολύ ικανοποιητικό βαθµό, ενώ το κριτήριο των κλίσεων σε µέτριο βαθµό Μέγεθος λεκάνης απορροής Tο συνολικό εµβαδόν των λεκανών απορροής µε έκταση µεγαλύτερη από 300 km 2 σε σχέση µε το συνολικό εµβαδόν των 13 υδατικών διαµερισµάτων είναι της τάξης του 70%. Όσον αφορά στο υπάρχον δίκτυο, ο αριθµός των σταθµών που βρίσκεται εντός των λεκανών απορροής µε έκταση µεγαλύτερη από 300 km 2 ανέρχεται στους 774 από τους συνολικά 1047, δηλαδή ποσοστό 74%, ενώ για το προτεινόµενο δίκτυο ο αριθµός των σταθµών που βρίσκεται εντός των λεκανών απορροής µε έκταση µεγαλύτερη από 300 km 2 ανέρχεται στους 1001 από τους συνολικά 1379, δηλαδή ποσοστό 73%. Ως εκ τούτου, το ποσοστό των προτεινόµενων σταθµών που βρίσκονται εντός των λεκανών απορροής µε έκταση µεγαλύτερη από 300 km 2 είναι αντίστοιχο µε αυτό των υπαρχόντων. Αξιοσηµείωτο είναι το γεγονός ότι και τα δύο δίκτυα καλύπτουν σωστά τις εκτάσεις αυτές Κάλυψη γης Οι αγροτικές περιοχές καλύπτονται από παραπλήσιο αριθµό σταθµών από τα δύο δίκτυα. Έντονη όµως είναι η διαφοροποίηση στα δάση και τις ηµι-φυσικές περιοχές. Μπορεί να ειπωθεί χωρίς υπερβολή, ότι οι σταθµοί του προτεινόµενου δικτύου φρόντισαν να καλύψουν τις εκτάσεις αυτές µε µεγαλύτερη ακρίβεια από ό,τι το υπάρχον δίκτυο, αφού αντικειµενικός σκοπός τους ήταν η ορθότερη καταγραφή του φαινοµένου της κατακρήµνισης γενικώς. Αντίθετα, κάθε υπηρεσία ενδιαφερόταν ιδιοτελώς να καταγράψει τις κατακρηµνίσεις µόνο στις περιοχές ενδιαφέροντός της. Η διαφορά που παρουσιάζουν τα δύο δίκτυα στις τεχνητές επιφάνειες οφείλεται στο µεγάλο αριθµό των σταθµών του υπάρχοντος δικτύου εντός της Αθήνας. Ως προς τα θαλάσσια ύδατα και τα δύο δίκτυα εµφανίζουν αντίστοιχες κατανοµές (Πίνακας 3). Πίνακας 3: Κατάταξη υπαρχόντων σταθµών στις 4 κατηγορίες επιφανειών Υπάρχοντες Μετεωρολογικοί Σταθµοί Προτεινόµενοι Υδροµετεωρολογικοί Σταθµοί Αγροτικές Περιοχές άση και Ηµι- Φυσικές Περιοχές Τεχνικές Επιφάνειες Θαλάσσια Ύδατα ιοικητική κατανοµή των σταθµών Η κατανοµή των σταθµών του προτεινόµενου και του υπάρχοντος δικτύου υδροµετεωρολογικών σταθµών στα γεωγραφικά διαµερίσµατα της χώρας φαίνεται στον Πίνακα 4. Η παρούσα κατανοµή κρίνεται ικανοποιητική µε εξαίρεση τη υτική Μακεδονία, η οποία αναλόγως προς την έκτασή της θα έπρεπε να έχει περισσότερους σταθµούς.

6 190 Πίνακας 4: ιοικητική κατανοµή υπάρχοντος και προτεινόµενου δικτύου Γεωγραφικό ιαµέρισµα Υπάρχον ίκτυο Προτεινόµενο ίκτυο Στερεά Ελλάδα Πελοπόννησος Κρήτη Κεντρική Μακεδονία Ιόνια Νησιά 7 11 Θεσσαλία Ήπειρος υτική Μακεδονία υτική Ελλάδα Αττική Ανατολική Μακεδονία και Θράκη Σύνολο ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Το προτεινόµενο δίκτυο µε βάση τα προαναφερθέντα κριτήρια αποτελείται από 1379 υδροµετεωρολογικούς σταθµούς σύµφωνα µε τις προδιαγραφές του Παγκόσµιου Μετεωρολογικού Οργανισµού (WMO), αλλά και τις προδιαγραφές που απαιτούνται για τη σωστή τοποθέτηση τέτοιων σταθµών. Ο αριθµός αυτός προέκυψε χρησιµοποιώντας ως επίπεδο αναφοράς το υδατικό διαµέρισµα και όχι κάποια γεωγραφική έκταση που ενδιαφέρει την εκάστοτε υπηρεσία. Αντιµετωπίστηκε εποµένως το πρόβληµα της χωροθέτησης των σταθµών ενιαία σε όλη την επικράτεια. Οι 1379 υδροµετεωρολογικοί σταθµοί του προτεινόµενου δίκτυου απέχουν σηµαντικά από τους 1047 υπάρχοντες σταθµούς. Η διαφορά των 332 σταθµών που εµφανίζει το προτεινόµενο δίκτυο έναντι του υπάρχοντος συνεπάγεται πολύ µεγαλύτερο κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας. Όµως αυτό κρίνεται απαραίτητο για την ορθότερη κάλυψη του φαινοµένου της κατακρήµνισης στην έκταση που µελετάται. Πέραν της αριθµητικής διαφοράς µεταξύ των δύο δικτύων, παρατηρείται και έντονη ανισοκατανοµή εντός των υψοµετρικών ζωνών που χρησιµοποιήθηκαν. Αναλυτικότερα, στα πεδινά (0-200 m), ο Παγκόσµιος Μετεωρολογικός Οργανισµός (WMO) προτείνει για την ορθή κάλυψη της έκτασης αυτής (41370 km 2 ) 69 σταθµούς. Στην εργασία αυτή, όπως αναφέρθηκε στο κεφάλαιο της µεθοδολογίας, για λόγους ασφάλειας αλλά και για περιβαλλοντικούς λόγους, προστέθηκε σε κάθε πόλη µεγαλύτερη των κατοίκων και σε κάθε λίµνη µεγαλύτερη των m 2 ένας σταθµός. Επίσης, κάθε συστάδα γεωτρήσεων και φυσικών πηγών επιχειρήθηκε να παρακολουθείται από ένα σταθµό. Για την πρώτη υψοµετρική ζώνη, λοιπόν, προτάθηκαν επιπλέον 119 σταθµοί, µε συνέπεια ο συνολικός αριθµός των σταθµών να ανέρχεται σε 188. Ακόµη όµως και µε αυτήν την προσαύξηση, οι 343 υπάρχοντες σταθµοί είναι Υδρολογία, Ποιότητα και ιαχείριση Επιφανειακών Νερών σχεδόν διπλάσιοι των προτεινόµενων, γεγονός που καθιστά το υπάρχον δίκτυο υπερβολικό και κυρίως δαπανηρό. Αντιθέτως, στις υψοµετρικές ζώνες Β ( m), Γ ( m) και ( m) παρατηρείται έλλειµµα σταθµών. Ιδιαίτερα στην υψοµετρική ζώνη το έλλειµµα αυτό ανέρχεται στους 147 σταθµούς, γεγονός που αποδεικνύει ότι το υπάρχον δίκτυο δεν καλύπτει επαρκώς µία έκταση της τάξης του 15% περίπου. Τέλος, στην υψοµετρική ζώνη Ε ( m) είναι εµφανής η απουσία σταθµών. Αν και είναι γνωστό πως η κατακρήµνιση αυξάνεται µε την αύξηση του υψοµέτρου, οπότε και θα έπρεπε να καταγράφεται λεπτοµερώς, παρατηρείται πλήρης απουσία σταθµών από το υπάρχον δίκτυο. Πρόκειται σαφώς για σηµαντικότατη έλλειψη του υπάρχοντος δικτύου. Χαρακτηριστικό είναι ότι η διαφορά των 179 σταθµών µεταξύ προτεινόµενου και υπάρχοντος δικτύου, σε αυτήν την υψοµετρική ζώνη, είναι παραπάνω από τη µισή διαφορά που έχουν τα δύο αυτά δίκτυα σε όλη την έκταση των 13 υδατικών διαµερισµάτων. Στον Πίνακα 5 δίνεται ο αριθµός των φατνίων, η επιφάνεια των ζωνών, ο αριθµός των σταθµών που αντιστοιχεί στην επιφάνεια σύµφωνα µε τον WMO και η τελική κατανοµή των σταθµών του προτεινόµενου δικτύου σε σχέση µε εκείνη του υπάρχοντος για κάθε µία ζώνη. Πίνακας 5: Κατανοµή σταθµών του υπάρχοντος και του προτεινόµενου δικτύου Ζώνες Αριθµός φατνίων Έκταση (km 2 ) Αριθµός σταθµών Προτεινόµενοι σταθµοί Υπάρχοντες σταθµοί m m-500 m m-800 m m-1200m m-2800 m Άθροισµα Στον Πίνακα 6 φαίνονται οι υπάρχοντες σταθµοί που περιέχουν τουλάχιστον έναν προτεινόµενο σταθµό εντός ζώνης δύο χιλιοµέτρων, οπότε και υπάρχει διατήρηση του σταθµού µε βάση την απόσταση, ενώ στη διπλανή στήλη φαίνεται πόσοι από αυτούς πληρούν επιπλέον και το κριτήριο της υψοµετρικής διαφοράς ανά υψοµετρική ζώνη, δηλαδή καλύπτουν οµοιόµορφα την υψογραφική καµπύλη. Η κατανοµή των σταθµών αυτών στις τέσσερις πρώτες ζώνες είναι αντίστοιχη και κυµαίνεται από 19% έως 23% του συνόλου των υπαρχόντων σταθµών. Στα

7 Ολοκληρωµένη ιαχείριση Υδατικών Πόρων 191 ορεινά το ποσοστό αυτό αυξάνεται στο 32%. Όµως σε καµία υψοµετρική ζώνη δεν µπορεί να ειπωθεί ότι υπάρχει ικανοποιητική διατήρηση υπαρχόντων σταθµών στο προτεινόµενο δίκτυο. Μία πιθανή εξήγηση µπορεί να θεωρηθεί η επιλογή αυστηρών κριτηρίων. Πίνακας 6: ιατήρηση υπαρχόντων σταθµών στο προτεινόµενο δίκτυο Ζώνες Προτεινόµενος αριθµός σταθµών Υπάρχοντες σταθµοί ιατήρηση µε βάση την απόσταση ιατήρηση µε βάση το υψόµετρο m m-500 m m-800 m m-1200 m m-2800 m Άθροισµα Τέλος, στο προτεινόµενο δίκτυο διατηρείται περίπου το 1/5 των υπαρχόντων σταθµών. Από αυτούς, η ΕΜΥ έχει το µεγαλύτερο ποσοστό πλήρωσης (31%) των κριτηρίων απόστασης και υψοµετρικής διαφοράς από γειτονικούς προτεινόµενους. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι σχεδόν όλοι είναι τοποθετηµένοι σε µεγάλες πόλεις, όπου έχουν προταθεί σταθµοί για το βέλτιστο δίκτυο. Ακολουθεί το ΥΠΕΧΩ Ε µε ποσοστό 21%, το ΥΠΓΕ µε 19% και τέλος η ΕΗ µε 17%. Όµως η ΕΗ σχεδόν όλους τους εµφανίζει στις µεγάλες υψοµετρικές ζώνες, αν και έχει άσχηµα ποσοστά στα πεδινά. Στο Σχήµα 3 φαίνεται η κατηγοριοποίηση των παραµενόντων σταθµών, σύµφωνα µε τα προαναφερθέντα κριτήρια, στο προτεινόµενο δίκτυο ανά υψοµετρική ζώνη και υπηρεσία ΕΗ ΥΠΕΧΩ Ε ΕΜΥ ΥΠΓΕ Σταθµοί ανά υπηρεσία που παραµένουν στο προτεινόµενο δίκτυο Ζώνη Α (0-200)m Ζώνη Β ( )m Ζώνη Γ ( )m Ζώνη ( )m Ζώνη Ε ( )m Άθροισµα Σχήµα 3: Σταθµοί ανά υπηρεσία που παραµένουν στο προτεινόµενο δίκτυο ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Τα συµπεράσµατα και οι προτάσεις της παρούσας εργασίας έχουν ως εξής: Ο συνολικός αριθµός των υδροµετεωρολογικών σταθµών που καλύπτει τα 13 (εκτός νήσων) από τα 14 συνολικά υδατικά διαµερίσµατα ανέρχεται σε 1379, απέχοντας σηµαντικά από τον αριθµό 1047 των υπαρχόντων σταθµών. Ο αριθµός αυτός προέκυψε χρησιµοποιώντας ως επίπεδο αναφοράς το υδατικό διαµέρισµα και όχι κάποια γεωγραφική έκταση που ενδιαφέρει την εκάστοτε υπηρεσία και σύµφωνα µε τα κριτήρια του Παγκόσµιου Μετεωρολογικού Οργανισµού (WMO) για κάθε υψοµετρική ζώνη, αλλά και τις προδιαγραφές που απαιτούνται για τη σωστή τοποθέτηση τέτοιων σταθµών. Η τοποθέτηση των σταθµών έγινε σε πέντε υψοµετρικές ζώνες σύµφωνα µε τον προτεινόµενο διαχωρισµό από τον SOTER (Soil and Terrain Organization). Η κατανοµή των σταθµών στα εδάφη έγινε συστηµατικά και µε ενιαίο τρόπο, ελαχιστοποιώντας ουσιαστικά σφάλµατα του υπάρχοντος δικτύου. Για παράδειγµα, στην υψοµετρική ζώνη των 1200 m έως 2800 m τοποθετήθηκαν 200 σταθµοί αντί των µόλις 22 σταθµών που υπάρχουν, ενώ στη ζώνη των m προτάθηκαν 188 σταθµοί αντί του υπερβολικού και χωρίς ιδιαίτερη αποτελεσµατικότητα αριθµού των 343 σταθµών του υπάρχοντος δικτύου. Το 90% των προτεινόµενων σταθµών βρίσκεται σε έδαφος µε αποδεκτές κλίσεις, το 66% διαθέτει προσβασιµότητα, ενώ κοντά σε οικισµούς βρίσκεται το 74%. Τα ποσοστά αυτά οφείλονται στην τοποθέτηση µεγάλου αριθµού σταθµών σε µεγάλα υψόµετρα, όπου η ύπαρξη οικισµών αλλά και οδικού δικτύου είναι περιορισµένη. Το προτεινόµενο δίκτυο καλύπτει όλα τα είδη εδαφών και η διοικητική κατανοµή του ανά γεωγραφικό διαµέρισµα συµβαδίζει απόλυτα µε την έκταση και το ανάγλυφο του κάθε διαµερίσµατος, αφού ο αριθµός των σταθµών έχει εξαχθεί µε βάση αυτά τα κριτήρια. Στο προτεινόµενο δίκτυο διατηρείται περίπου το 1/5 των υπαρχόντων σταθµών. Ιδιαίτερα οι σταθµοί που βρίσκονται υπό την εποπτεία της ΕΜΥ διατηρούνται σε µεγάλο ποσοστό. Η δηµιουργία ενός ενιαίου φορέα θα συµβάλλει ουσιαστικά στη λειτουργία ενός εθνικού δικτύου υδροµετεωρολογικών σταθµών, στη συστηµατική παρακολούθηση των εγγραφών των οργάνων µε ηλεκτρονικά µέσα, καθώς και στο σχεδιασµό µίας πλήρους και ολοκληρωµένης βάσης δεδοµένων που θα ενηµερώνεται σε πραγµατικό χρόνο µε δυνατότητα ανάκτησης αυτών (µέσω διαδικτύου) από τους ενδιαφερόµενους.

8 192 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Μιµίκου Μ., (2000). «Εθνική Τράπεζα Υδρολογικής και Μετεωρολογικής Πληροφορίας (Ε.Τ.Υ.Μ.Π.)», Τελική έκθεση, ΕΜΠ, Αθήνα. 2. Κουµούλη Β., (2001). «Γεωµορφολογική και Υδρολογική ιερεύνηση για Επαναπροσδιορισµό των Υδατικών ιαµερισµάτων της Χώρας», Μεταπτυχιακή Εργασία, ΕΜΠ. 3. World Meteorological Organization, (1972). Casebook on Hydrological Network Design Practice. WMO-No.324, Geneva. Υδρολογία, Ποιότητα και ιαχείριση Επιφανειακών Νερών 4. World Meteorological Organization, (1982). Concepts and Techniques in Hydrological Network Design (H.E.Moss) Operational Hydrology Report No.19, WMO-No.580, Geneva. 5. World Meteorological Organization, (1983). Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation. Fifth edition, Chapter 7, WMO-No. 8, Geneva. 6. GIS by ESRI, (1996). Using ArcView GIS. 7. GIS by ESRI, (2001). Using ArcGIS Spatial Analyst. 8. Mimikou M. and Baltas E., (2001), HydroMET, Final report. Ε. A. Μπαλτάς, Επίκουρος Καθηγητής, Τοµέας Εγγείων Βελτιώσεων, Εδαφολογίας και Γεωργικής Μηχανικής, Τµήµα Γεωπονίας, ΑΠΘ, Θεσσαλονίκη ΤΚ 54006, Τηλ , Εmail: A. Ελευθεριάδης, Τοπογράφος Μηχανικός, Τοµέας Υδατικών Πόρων, Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, ΕΜΠ, Ηρώων Πολυτεχνείου 9, Ζωγράφου, ΤΚ Μ. A. Μιµίκου, Καθηγήτρια, Τοµέας Υδατικών Πόρων, Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, ΕΜΠ, Ηρώων Πολυτεχνείου 9, Ζωγράφου, ΤΚ 15780, Τηλ ,