Ημερίδα Δικτύου Υδρομέδων ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ ΚΑΙ ΥΔΡΑΥΛΙΚΑ ΕΡΓΑ: Νέες προσεγγίσεις στον σχεδιασμό και τη λειτουργία υποδομών και δικτύων Κλιματική Αλλαγή και Επιπτώσεις στους Υδατικούς Πόρους Η Ελληνική πραγματικότητα M.Α. Μιμίκου Καθηγήτρια Ε.Μ.Π. 11/11/2011
Ορισμός - Αίτια Κλιματική αλλαγή: η συστηματική διαφοροποίηση των κλιματικών μεταβλητών Οφείλεται: σε μεταβολές των φυσικών συνθηκών σε ανθρώπινες δραστηριότητες Αύξηση συγκέντρωσης CO 2 N 2 O CH 4 CFCs Μείωση της διαφεύγουσας ακτινοβολίας Φ α ι ν ό μ ε ν ο του Αύξηση της θερμοκρασίας στην επιφάνεια της γης Θ ε ρ μ ο κ η π ί ο υ
Προβλέψεις Σύγχρονες προβλέψεις των κλιματικών μοντέλων: διπλασιασμός [CO2] μέση αύξηση της θερμοκρασίας κατά 3ºC μέχρι το 2050 πιθανή αύξηση της μέσης θερμοκρασίας κατά 2ºC Σύμφωνα με το γνωστό «Πρωτόκολλο του Κιότο» το 1997: Δέσμευση για το έτος 2010 Ευρωπαϊκή ένωση Μείωση εκπομπών κατά 8% Ελλάδα αύξηση εκπομπών κατά 25% (έτος αναφοράς: 1990)
Ελληνική Συνολικές εκπομπές αερίων θερμοκηπίου στην Ελλάδα (kt CO2 eq.) Έτος 1990 1995 2000 2005 Εκπομπές 109 εκ.τόνοι 113 εκ.τόνοι 132 εκ.τόνοι 139 εκ.τόνοι Αύξηση 4% 21% 28% Πηγή: ΥΠΕΧΩΔΕ, Greece-national inventory report 2007 Σύμφωνα με μελέτες ΥΠΕΧΩΔΕ: Σενάριο αναφοράς: μέχρι το 2050 228 εκ.τόνοι (= 110% των επιπέδων του 1990) Σενάριο παγωμένων επιδόσεων : μέχρι το 2050 328 εκ.τόνοι (= 201% των επιπέδων του 1990)
Ελληνική Πηγή: WWF 2008, Λύσεις για την κλιματική αλλαγή, Όραμα βιωσιμότητας για την Ελλάδα του 2050 - Σενάριο αναφοράς: περιλαμβάνει πολιτικές που υλοποιούνται αυτή τη στιγμή για μείωση των εκπομπών -Σενάριο παγωμένων επιδόσεων: η ενεργειακή απόδοση των ήδη διαθέσιμων τεχνολογιών παραμένει η ίδια με το 2005 και δεν εφαρμόζεται κα νενα μέτρα γραμμική αύξηση ανάλογη του ΑΕΠ - Όραμα βιωσιμότητας: περιλαμβάνει «προσιτές σφήνες» και «σφήνες καινοτομίας» για τη μείωση των εκπομπών
Επιπτώσεις στον Υδρολογικό Κύκλο Η κλιματική αλλαγή επιδρά στον Υδρολογικό Κύκλο και επιφέρει σημαντικές αλλαγές στα συστήματα υδατικών πόρων μεταβολές Αύξηση της θερμοκρασίας κατακρήμνιση εξατμισοδιαπνοή αλυσιδωτές αλλαγές επιφανειακή απορροή εδαφική υγρασία υπόγεια νερά υδατικό ισοζύγιο
Επιπτώσεις στη Διαχείριση των Υδατικών Πόρων Οι επιπλοκές στη μελλοντική διαχείριση των υδατικών πόρων είναι σημαντικές και αφορούν: τροφοδοσία νερού γεωργική χρήση του νερού ρυθμιστικά αποθέματα υπόγειου νερού αντιπλημμυρική προστασία διαχείριση υδροβιότοπων λειτουργία ταμιευτηρίων παραγωγή ενέργειας υφαλμύρινση παράκτιων & νησιωτικών περιοχών υποβάθμιση της ποιότητας των νερών
Η παγκόσμια κατάσταση Παγκόσμιες εκτιμήσεις: Μεταβολή της βροχόπτωσης (ανάλογα με τη γεωγραφική θέση και την εποχή) Αύξηση της έντασης των ακραίων καιρικών φαινομένων (πλημμύρες, ξηρασία) Αύξηση της εξατμισοδιαπνοής Μείωση του ποσοστού χιονόπτωσης ως προς τη συνολική κατακρήμνιση Μετατόπιση της περιόδου λιωσίματος του χιονιού προς το χειμώνα επιμήκυνση της ξηρής περιόδου αύξηση της μέσης στάθμης της θάλασσας (λιώσιμο των πολικών πάγων, θερμική επέκταση των ωκεανών) με αποτέλεσμα: την εδαφική απώλεια παράκτιων περιοχών τη διείσδυση θαλασσινού νερού σε υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες την αλλαγή των εκβολών των ποταμών
Αύξηση της μέσης Θερμοκρασίας (1990-2050) (Πηγή: DG Environment) Η Κατάσταση στην Ευρώπη Θερμοκρασία Προβλεπόμενες αλλαγές στη Θερμοκρασία για το 2080 (σεσχέσημετημέσηθ1961-1990 (Πηγή: IPCC)
Η Κατάσταση στην Ευρώπη Κατακρήμνιση Προβλεπόμενες αλλαγές (%) στη Θερινή Κατακρήμνιση για το 2080 +(7 έως 10)% -(9 έως 42)% Αλλαγές (%) στην Ετήσια Κατακρήμνιση 1900-2000 (Πηγή: IPCC) Μαύροι κύκλοι = υγρότερες περιοχές Άσπροι κύκλοι = ξηρότερες περιοχές
Η Κατάσταση στην Ευρώπη Παροχή Ποταμών Ποσοστιαίες μεταβολές στη μέση ετήσια Παροχή των ποταμών για το 2070 σε σύγκριση με το 2000, για τα κλιματικά μοντέλα ECHAM4 και HadCM3 (Πηγή: Universität Kassel) Έως 25% μείωση Έως 50 % μείωση
Η Κατάσταση στην Ευρώπη Πλημμύρες Αριθμός πλημμυρικών επεισοδίων, 1971-2001 Συχνότητα εμφάνισης πλημμυρικών επεισοδίων 1998-2005 (Πηγή: EΟΠ) Αριθμός θανάτων ανά πλημμυρικό επεισόδιο 1971-2001 21 Μαρτίου 2007 (Πηγή: World Health Organization Regional Office for Europe)
Η Κατάσταση στην Ευρώπη Διαθεσιμότητα Νερού Τρέχουσα διαθεσιμότητα νερού (μέση ετήσια) και προβλεπόμενες αλλαγές για το 2030 (Πηγή: EΟΠ) Τρέχουσα κατάσταση Έτος 2030 Ποσοστιαία Μείωση 10 έως 25 %
Η Κατάσταση στην Ελλάδα Ύψος Βροχής (ΕΤΥΜΠ) Μέση Κατακρήμνιση=849 χιλιοστά/έτος Αττική~400mm Η Δυτική Ελλάδα δέχεται το μεγαλύτερο ύψος βροχής Η Ανατολική Ελλάδα και τα νησιά, το μικρότερο ύψος βροχής
Η Κατάσταση στην Ευρώπη Αγροτική και Συνολική Ζήτηση Νερού Ανά Διαμέρισμα ΔΥΤΙΚΗ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΣ ΒΟΡΕΙΑ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΣ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΣ ΔΥΤΙΚΗ ΣΤΕΡΕΑ ΕΛΛΑΔΑ ΗΠΕΙΡΟΣ ΑΤΤΙΚΗ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗ ΣΤΕΡΕΑ ΕΛΛΑΔΑ ΘΕΣΣΑΛΙΑ ΔΥΤΙΚΗ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑ ΘΡΑΚΗ ΚΡΗΤΗ ΝΗΣΙΑ ΑΙΓΑΙΟΥ Αγροτική Αγροτική ζήτηση Ζήτηση Συνολική Συνολική ζήτηση Ζήτηση 10 6 m 3 /έτος 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 Οι μεγαλύτεροι χρήστες νερού βρίσκονται στο ανατολικό μέρος της χώρας το οποίο μειονεκτεί από πλευράς φυσικού εμπλουτισμού 10 6 m 3 / έτος
Η Κατάσταση στην Ελλάδα Συγκριτικός Πίνακας Βροχόπτωσης-Συνόλου Υδατικών Πόρων Βροχόπτωση Σύνολο Υδατικών Πόρων Χώρες (mio m3) Χώρες (mio m3) 1.Τουρκία 501000 1.Τουρκία 234300 2.Γαλλία 488427 2.Γαλλία 189048 3.Ισπανία 346527 3.Σουηδία 179000 4.Σουηδία 335600 4.Ιταλία 175000 5.Ιταλία 296000 5.Ισλανδία 170000 6.Αγγλία 268214 6.Αγγλία 160630 7.Φινλανδία 222000 7.Ισπανία 111133 8.Ισλανδία 200000 8.Ολλανδία 89680 9.Πολωνία 193100 9.Αυστρία 84000 10.Ρουμανία 154000 10.Σλοβακία 80326 11.Ελλάδα 115000 11Πορτογαλία 73593 12. Αυστρία 98000 12. Ελλάδα 72000 Πηγή: Eurostat 2006 - Περίοδος Ανάλυσης: Πάνω από 20 έτη Εργαστήριο Υδρολογίας & Διαχείρισης Υδατικών Πόρων ΕΜΠ
Σκανδιναβικές Χώρες Η Κατάσταση στην Ελλάδα Συγκριτική Αναλογία Κατά Κεφαλή Μέσες Τιμές Επιφανειακών και Υπόγειων Υδατικών Πόρων στην Ευρώπη (όγκος γλυκού νερού σε 1000m 3 κατά κεφαλή) Ελλάδα Πορτογαλία Ιταλία Ισπανία Ολλανδία Πολωνία Βουλγαρία Ρουμανία Αγγλία Πηγή: Eurostat 2006 Περίοδος ανάλυσης: Πάνω από 20 έτη Τουρκία
Η Κατάσταση στην Ελλάδα Το Εργαστήριο Υδρολογίας & Υδατικών Πόρων του ΕΜΠ μέσα από μια σειρά Ευρωπαϊκών Ερευνητικών Προγραμμάτων έχει μελετήσει τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής σε διάφορα Ελληνικά ποτάμια: I-adapt: Innovative approaches to halt desertification in Pinios: Piloting emerging technologies (DG Environment), 2011-2012 Integrated water resources management, development and comparison of common transnational methodologies to combat drought in the MEDOCC regions MEDDMAN (European Regional Development Fund, ERDF), 2006-2008. European Topic Center on Water ETC (European Environmental Agency EEA).2007-2010 EEA Climate Change Report 2008 Climate change and water management: managing European water resources in an uncertain future ENRICH (European Commission DGXII: Joint Call for Proposals on Environment-Water), 1999-2001. Climate Hydrochemistry and Economics of Surface - Water Systems CHESS (EC FP4: Environment and Climate (IVFP)). 1998-2001.
Η Κατάσταση στην Ελλάδα (συνέχεια) European River Flood Occurrence & Total Risk Assessment System EUROTAS (EC FP4: Environment and Climate (IVFP)), 1998-2000. Impact of Climate Change on Hydrological and Water Resource Systems in the European Community (European Commission DGXII: Environment & Climate), 1994-1996. Εθνικά Προγράμματα: Ανάλυση Ευαισθησίας Υδατικών Πόρων και Έργων Αξιοποίησής τους σε Μελλοντικά Υδρολογικά Σενάρια με Συνεκτίμηση της Κλιματικής Αλλαγής (ΓΓΕΤ), 1988-1990 Ανάπτυξη τεχνολογικής υποδομής για την προστασία του υδατικού περιβάλλοντος κάτω από κλιματικά αλλαγμένες συνθήκες (ΔΑΠΕ), 1999-2001
Η Κατάσταση στην Ελλάδα Κλιματικά Μοντέλα: equilibrium: UKHI, CCC transient: HadCM2, UKTR, ECHAM, CSIRO, CGCM Λεκάνες απορροής: Αλιάκμονας Πηνειός Αχελώος Αώος Ταμιευτήρες: Αλιάκμονας Πολύφυτο Μεσοχώρα Συκιά Πύλη Μουζάκι Τερματικά έτη: 2050 2080 2100
Η Κατάσταση στην Ελλάδα Αλιάκμονας Ενδεικτικά για τη Βόρεια Ελλάδα και τη λεκάνη του ποταμού Αλιάκμονα έχει εκτιμηθεί ότι μέχρι το έτος 2080: θα μειωθεί η μέση ετήσια απορροή κατά 30% (κυρίως τη θερινή περίοδο) θα αυξηθεί η εξατμισοδιαπνοή θα μειωθεί η εδαφική υγρασία θα μειωθεί η επικείμενη χιονόπτωση η υγρή περίοδος θα μετατοπιστεί προς το Δεκέμβριο με αποτέλεσμα σημαντική επιμήκυνση της ξηρής περιόδου (με βάση τα κλιματικά μοντέλα UKTR και CCC)
Η Κατάσταση στην Ελλάδα Πηνειός ΣτηλεκάνητουποταμούΠηνειού ανάλογες μελέτες κλιματικής αλλαγής μέχρι το έτος 2050 εκτιμούν ότι: θα μειωθεί η μέση ετήσια βροχόπτωση κατά 7% περίπου, θα μειωθεί η μέση ετήσια χιονόπτωση ποσοστό της τάξης του 30%. θα μειωθεί αισθητά η μέση μηνιαία απορροή καθ όλη τη διάρκεια του έτους (λιγότερο τους φθινοπωρινούς και με μέγιστο κατά τους καλοκαιρινού μήνες, θα αυξηθεί εξατμισοδιαπνοή θα υποβιβασθεί η ποιότητα του νερού (μείωση των τιμών του οξυγόνου DO, και ποσοστιαία αύξηση της ζήτησης οξυγόνου BOD και του αμμωνίου NH4+) λόγω της μείωση της βροχόπτωσης και της απορροής κατά τους θερινούς μήνες (με χρήση των μοντέλων UKHI και HadCM2)
Η Κατάσταση στην Ελλάδα Αώος Στο υδατικό διαμέρισμα της Ηπείρου και τη λεκάνη ποταμού Αώου εκτιμάται ότι μέχρι το 2050: Η μέση μηνιαία υπερετήσια απορροή θα παρουσιάσει μικρή αύξηση μεγέθους 2,5% κατά τους χειμερινούς μήνες, ενώ θα μειωθεί κατά 3-17% τους υπόλοιπους μήνες. Η μέση μηνιαία απορροή θα παρουσιάσει γενικά μείωση 10-65% Η εξατμισοδιαπνοή θα αυξηθεί (με βάση το μοντέλο HadCM3)1
Η Κατάσταση στην Ελλάδα Αχελώος Ενδεικτικά για τη Βόρεια Ελλάδα και τη λεκάνη του ποταμού Αχελώου έχει εκτιμηθεί ότι για αλλαγές θερμοκρασίας1-4 C και κατακρήμνισης (20%): θα μειωθεί σημαντικά η μέση ετήσια απορροή, κυρίως τη θερινή περίοδο θα αυξηθεί η εξατμισοδιαπνοή θα μειωθεί η επικείμενη χιονόπτωση το χιόνι είναι ο καθοριστικότερος παράγοντας στην απόκριση της λεκάνης στην κλιματική αλλαγή η μέση ετήσια χειμερινή απορροή παρουσιάζει τοπικές διακυμάνσεις ανάλογα με τα ορογραφικά χαρακτηριστικά της περιοχής (παράγοντας χιονιού) Εργαστήριο Υδρολογίας & ΑξιοποίησηςΥδατικών Πόρων ΕΜΠ
Κλιματικές Προβλέψεις για το έτος 2050 Υδρολογική Λεκάνη Μέση Ετήσια Κατακρή μνιση Μέση Ετήσια Χιονόπτω ση Η Κατάσταση στην Ελλάδα Συγκεντρωτικά Υδρολογικές Παράμετροι Μέση Ετήσια Εξατμισο διαπνοή Μέση Ετήσια Απορροή Μέση Ετήσια Θερινή Απορροή Μέση Ετήσια Χειμερινή Απορροή Αλιάκμονας - - + - - - Αχελώος - - + - - τοπική διακύμανση Πηνειός - - + - - - Αώος - - + - - + (μικρή)
Η Κατάσταση στην Ελλάδα Γενικά σε όλες τις περιοχές της Ελλάδας φαίνεται ότι θα υπάρξει: Κατακρήμνιση Χιονόπτωση Μέση Ετήσια Θερινή Απορροή Μέση Ετήσια Απορροή Εδαφική Υγρασία Μέση Θερμοκρασία Μέση Εξατμισοδιαπνοή Μέση Ετήσια Χειμερινή Απορροή σημαντική επιδείνωση της επικινδυνότητας των πλημμυρών κατά τη χειμερινή περίοδο σημαντική επιδείνωση της δριμύτητας της ξηρασίας κατά την καλοκαιρινή περίοδο υποβάθμιση της ποιότητας των υδάτων
Η Κατάσταση στην Ελλάδα (συνέχεια) Ταμιευτήρες: προβλήματα στη λειτουργία και αξιοπιστία των συστημάτων αύξηση στα επίπεδα διακινδύνευσης της ετήσιας εγγυημένης παραγωγής νερού αύξηση στα επίπεδα διακινδύνευσης της ετήσιας εγγυημένης παραγωγής ενέργειας
Η Κατάσταση στην Ελλάδα ΤΟΜΕΑΣ Δημόσια υδροδότηση Ζήτηση για δημόσια υδροδότηση Αρδευτικό νερό ΠΙΘΑΝΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ Μείωση της αξιοπιστίας των άμεσων απολαβών από τα επιφανειακά νερά Αλλαγή στην αξιοπιστία των ταμιευτήρων (αύξηση της διακινδύνευσης, εξάρτηση από την εποχιακή παροχή) Μείωση της αξιοπιστίας των δικτύων διανομής νερού Αύξηση της οικιακής χρήσης/ζήτησης νερού Αύξηση της ζήτησης Μείωση της διαθεσιμότητας κυρίως κατά τη θερινή περίοδο Μείωση της αξιοπιστίας των αρδευτικών ταμιευτήρων
Η Κατάσταση στην Ελλάδα ΤΟΜΕΑΣ Παραγωγή ενέργειας Πλημμυρικός κίνδυνος Περιβαλλοντικές επιπτώσεις ΠΙΘΑΝΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ Ετήσιες ακανόνιστες εναλλαγές στο ενεργειακό δυναμικό Αύξηση στα επίπεδα διακινδύνευσης της ετήσιας εγγυημένης παραγωγής ενέργειας Μείωση της διαθεσιμότητας νερού ψύξης κατά τους θερινούς μήνες Αύξηση πλημμυρικού κινδύνου και καταστροφών Αύξησης αστικών πλημμυρών από αστοχία των αγωγών ομβρίων Επιπτώσεις στην χλωρίδα και πανίδα των ποτάμιων συστημάτων και υγροβιότοπων
Η Κατάσταση στην Ελλάδα Η κλιματική αλλαγή επηρεάζει αισθητά τον κύκλο του νερού και τα συστήματα αξιοποίησης των υδατικών πόρων της Ελλάδας Οι επιπτώσεις είναι εμφανείς τόσο στα φυσικά συστήματα (π.χ. μείωση βασικής απορροής διατάραξη της καλής οικολογικής κατάστασης των ποταμών συνέπειες σε ολόκληρο το οικοσύστημα), όσο και στις χρήσεις του ύδατος (water stress) (π.χ. έλλειψη σε αρδευτικό νερό) Αυστηρή πολιτική πρέπει να εφαρμοστεί για την ορθολογική διαχείριση των υδατικών πόρων και την κατάρτιση Σχεδίων Διαχείρισης των ελληνικών λεκανών απορροής τα οποία θα πρέπει να περιλαμβάνουν και μελλοντικά σενάρια κλιματικής αλλαγής και εναλλακτικού τρόπους αντιμετώπισης αυτών Στην επίτευξη του παραπάνω στόχου συντονισμός και συνεργασία μεταξύ των φορέων/αρχών/χρηστών είναι απαραίτητη
Υδρολογικό Παρατηρητήριο της Αθήνας Υδρομετεωρολογικό δίκτυο που περιλαμβάνει: 10 πλήρεις αυτόματους τηλεμετρικούς υδρομετεωρολογικούς σταθμούς 3 σταθμηγράφους 2 αυτόνομους βροχογράφους Οι αισθητήρες του δικτύου καταγράφουν: βροχόπτωση, θερμοκρασία, σχετική υγρασία, εξάτμιση, πίεση αέρα, ταχύτητα, ριπή και διεύθυνση ανέμου, ηλιακή ακτινοβολία, καθαρή ακτινοβολία, διάρκεια ηλιοφάνειας και υγρασία εδάφους. Τα δεδομένα καταχωρούνται σε βάση δεδομένων που επικαιροποιείται κάθε 1 ώρα, επεξεργάζονται περαιτέρω και παρέχονται στην ιστοσελίδα του ΥΠΑ (http://hoa.ntua.gr). Έτσι, εξασφαλίζεται η παρακολούθηση των υδρομετεωρολογικών και βιοκλιματικών συνθηκών της Αττικής και η καταγραφή ιστορικών δεδομένων από το 2003 (έτος εγκατάστασης πρώτων σταθμών).
Κλιματική αλλαγή και Υδατικοί Πόροι: Η Ελληνική Πρόσθετος εξοπλισμός Εργαστηρίου Εξειδικευμένο προσωπικό αναλαμβάνει επί τόπου και εργαστηριακά υδρολογικές, υδρογεωλογικές μετρήσεις και μετρήσεις χημικών χαρακτηριστικών του νερού χρήσει του εξοπλισμένου κατάλληλου οχήματος. Βάσει των μετρήσεων υπολογίζονται, καταγράφονται και διατίθενται ιστορικά δεδομένα για πλήθος ποσοτικών και ποιοτικών παραμέτρων του νερού, όπως: η διηθητική ικανότητα και η υδραυλική αγωγιμότητα του εδάφους η στάθμη των υπογείων υδάτων οι τιμές βασικών ποιοτικών παραμέτρων του νερού (ph, T, αλατότητα, Ca, Mg, νιτρώδη, χλωριούχα, περιεκτικότητα σε φώσφορο κ.α.)