Drought analysis and short-term forecast in the Aison River Basin (Greece)

A combined regional drought analysis and forecast is elaborated and applied to the Aison River Basin (Greece). The historical frequency, duration and severity were estimated using the standardized precipitation index (SPI) computed on variable time scales, while short-term drought forecast was investigated by means of 3-D loglinear models. A quasi-association model with homogenous diagonal effect was proposed to fit the observed frequencies of class transitions of the SPI values computed on the 12-month time scale. Then, an adapted submodel was selected for each data set through the backward elimination method. The analysis and forecast of the drought class transition probabilities were based on the odds of the expected frequencies, estimated by these submodels, and the respective confidence intervals of these odds. The parsimonious forecast models fitted adequately the observed data. Results gave a comprehensive insight on drought behavior, highlighting a dominant drought period (1988–1991) with extreme drought events and revealing, in most cases, smooth drought class transitions. The proposed approach can be an efficient tool in regional water resources management and short-term drought warning, especially in irrigated districts

ΥΔΑΤΙΚΟ ΑΠΟΤΥΠΩΜΑ ΤΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΩΝ ΤΗΣ ΠΕΔΙΑΔΑΣ ΤΟΥ ΝΕΣΤΟΥ ΣΥΜΦΩΝΑ ΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ

Η αλόγιστη χρήση των υδατικών αποθεμάτων μιας περιοχής για την άρδευση καλλιεργειών μπορεί να οδηγήσει σε εξάντληση των πόρων της περιοχής και συνεπώς σε αναποτελεσματική άρδευση. Επίσης, η εφαρμογή της καλλιέργειας μπορεί να οδηγήσει και σε υποβάθμιση των υδατικών πόρων, λόγω μεταφοράς συστατικών των λιπασμάτων στα υδατικά σώματα. Η αλληλεξάρτηση αυτή καλλιέργειας και οικοσυστήματος καλλιεργούμενης περιοχής, μπορεί να αποτυπωθεί και ποσοτικοποιηθεί μέσω του Υδατικού Αποτυπώματος της καλλιέργειας, σύμφωνα με τις αρχές της Εκτίμησης Κύκλου Ζωής. Στην παρούσα εργασία προσδιορίζεται το Υδατικό Αποτύπωμα των καλλιεργειών της πεδιάδας του ποταμού Νέστου. Τα αποτελέσματα της μελέτης στοχεύουν στην αποτελεσματική άρδευση της περιοχής, μέσω της ολοκληρωμένης και βιώσιμης διαχείρισης των υδατικών της πόρων

BENCHMARK PROBLEMS FOR TESTING OPTIMIZATION METHODS APPLIED AT WATER RESOURCES MANAGEMENT PROBLEMS

Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται δύο προβλήματα βελτιστοποίησης, που σχετίζονται με θέματα διαχείρισης υδατικών πόρων και έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: α) Το ολικό βέλτιστο είναι γνωστό β) Η περιοχή διακύμανσης των τιμών της αντικειμενικής συνάρτησης είναι γνωστή γ) Παρουσιάζουν άπειρα τοπικά ακρότατα δ) Η εφαρμογή τους είναι εύκολη και ε) Ο υπολογιστικός όγκος για την εύρεση τιμών της αντικειμενικής συνάρτησης είναι περιορισμένος. Επιπλέον, ο βαθμός δυσκολίας του ενός από αυτά είναι μεταβλητός και μπορεί να ρυθμιστεί μέσω των δεδομένων, χωρίς να αλλάξει το ολικό βέλτιστο. Λόγω αυτών των χαρακτηριστικών, τα παρουσιαζόμενα προβλήματα είναι κατάλληλα για την αξιολόγηση μεθόδων βελτιστοποίησης, ιδιαίτερα μάλιστα κατά την εφαρμογή τους σε θέματα διαχείρισης υδατικών πόρων.In this paper, two problems are presented and investigated, which are relevant to water resources management. These problems have the following features: a) Their global optimum is known b) The range of the values of the objective function is known c) The number of local optima is infinite d) Their application is easy and e) The computational effort that is required for the calculation of objective function values is low. Moreover, the difficulty of one of them can be adjusted, through the input parameters, without changing global optimum. Due to these favourite features, the two presented problems are suitable for evaluation of the performance of optimization techniques, in particular when applied to water resources management issues

Changes in the variability and periodicity of precipitation in Scotland

This paper analyses the temporal and spatial changes in the amount and variability of rainfall in Scotland. The sequential Mann–Kendall test reveals that total annual precipitation has increased across Scotland since the 1970s with increasing trends in variability beginning between the mid-1960s and the mid-1970s. Whilst temporally consistent increasing trends in precipitation totals prevail in the West, many weather stations in the East have experienced subsequent trend turning points in the following two decades, explaining the larger magnitude of the trends in western Scotland in recent decades. Trend analyses on six measures of rainfall variability indicate an increase in rainfall variability during the period 1961–2000, as measured by the intra-annual variance, the winter to summer precipitation ratio and the annual cumulative sum range, with decreasing trends observed in the number of dry days. Periodicities associated with the North Atlantic Oscillation and the Atlantic Multidecadal Oscillation could explain the observed temporal variability of rainfall