Εφαρμογή του υδρολογικού μοντέλου HEC- HMS για εκτίμηση πλημμυρών με χρήση του Σ.Γ.Π. HEC-GeoHMS στη λεκάνη του Άνω Αράχθου

Transcript

1 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΔΙΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ «ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ» Εφαρμογή του υδρολογικού μοντέλου HEC- HMS για εκτίμηση πλημμυρών με χρήση του Σ.Γ.Π. HEC-GeoHMS στη λεκάνη του Άνω Αράχθου Εκπόνηση: Πηγή Ε. Κρικοχωρίτη Επίβλεψη: Μ.Α. Μιμίκου, Καθηγήτρια Ε.Μ.Π. ΑΘΗΝΑ, Σεπτέμβριος 2005

2 Σκοπός Διερεύνηση των σχέσεων βροχής-απορροής με την εφαρμογή του υδρολογικού μοντέλου HEC-HMS, στην λεκάνη του ποταμού Άνω Αράχθου Σύνδεση της χωρικής πληροφορίας με το υδρολογικό μοντέλο HEC-HMS μέσω του προγράμματος Συστήματος Γεωγραφικών Πληροφοριών HEC-GeoHMS Εκτίμηση των υδρολογικών παραμέτρων της λεκάνης και αξιολόγησή τους με τη βοήθεια του HEC-HMS, για την πρόβλεψη απορροών συγκεκριμένων γεγονότων βροχής. Π.Κρικοχωρίτη

3 Διάρθρωση μεταπτυχιακής εργασίας Επιλογή λεκάνης εφαρμογής του προγράμματος HEC-HMS Επιλογή βροχομετρικών και σταθμημετρικών σταθμών και επεισοδίων βροχής Εφαρμογή του προγράμματος Σ.Γ.Π HEC-GeoHMS στην λεκάνη του Άνω Αράχθου Προσομοίωση του μοντέλου HEC-HMS στην λεκάνη του Άνω Αράχθου για τα δυο πλημμυρικά επεισόδια Εφαρμογή των υπομοντέλων του Υδρολογικού Ομοιώματος HEC HMS και καθορισμός παραμέτρων Αποτελέσματα και συμπεράσματα

4 Λεκάνη Άνω Αράχθου (1) Η Λεκάνη απορροής του Άνω Αράχθου βρίσκεται στην Ήπειρο και συνορεύει με το όρος Μιτσικέλι στα δυτικά και με τα βουνά της Πίνδου στα Ανατολικά. Λεκάνη Άνω Πιστιάνα (R40W10) Λεκάνη Μετσοβίτικου (R20W20) Η λεκάνη διαμορφώνεται πάνω στο πετρογραφικό σύμπλεγμα του φλύσχη εκτός από το βορειότερο τμήμα που είναι πάνω σε ασβεστολιθικά πετρώματα. Συνολική έκταση 630 km 2 και έξοδο στη γέφυρα Τσιμόβου όπου λειτουργεί σταθμηγράφος Λίμνη Ιωαννίνων Η λεκάνη χωρίστηκε σε τρεις επιμέρους υπολεκάνες (ημικατανεμημένη μορφή μοντέλου) Έξοδος λεκάνης γέφυρα Τσιμόβου Λεκάνη Κάτω Πιστιάνα (R50W50)

5 Λεκάνη Άνω Αράχθου (2) Λεκάνες : Μετσοβίτικου με έκταση 211,35 km 2, Λεκάνη Άνω Πιστιάνα με έκταση 329,61 km 2 και Λεκάνη Κάτω Πιστιάνα με έκταση 89,10 km 2 Λεκάνη Άνω Πιστιάνα (R40W10) Λεκάνη Μετσοβίτικου (R20W20) Βροχομετρικοί σταθμοί : Ελατοχωρίου, Ποταμιάς, Μ.Περιστερίου και Ανατολικής με 30λεπτα ύψη βροχής Επεισόδια βροχόπτωσης : 17 Οκτωβρίου 1996 και 16 Μαρτίου 1996 Λίμνη Ιωαννίνων Παρατηρημένα πλημμυρογραφήματα : Από τις καμπύλες στάθμης-παροχής ανά μισάωρο, στην γέφυρα Τσιμόβου Έξοδος λεκάνης γέφυρα Τσιμόβου Λεκάνη Κάτω Πιστιάνα (R50W50)

6 Πρόγραμμα Σ.Γ.Π. HEC-GeoHMS (1) Το Σ.Γ.Π. HEC-GeoHMS αναπτύχθηκε από το Υδρολογικό Κέντρο της Αμερικής (HEC) σαν ένα υδρολογικό εργαλείο χωρικής ανάλυσης το οποίο χρησιμοποιεί την πλατφόρμα του Arc-View GIS 3.x. Δυνατότητες προγράμματος Επιτρέπει την απεικόνιση της χωρικής πληροφορίας Επιτυγχάνει τη σύνδεση της γεωγραφικής πληροφορίας με μια υδρολογική χωρική βάση δεδομένων Επιτρέπει την περιγραφή και επεξεργασία (ενοποίηση ή διαχωρισμό) των υπολεκανών και των παραποτάμων Π.Κρικοχωρίτη

7 Πρόγραμμα Σ.Γ.Π. HEC-GeoHMS (2) Εξασφαλίζει τη σύνδεση και την μετάφραση της χωρικής πληροφορίας στο υδρολογικό μοντέλο HEC-HMS δημιουργώντας κατάλληλα αρχεία που χρησιμοποιούνται άμεσα από το μοντέλο Επιπλέον παρέχει την δυνατότητα διαμερισμού της λεκάνης σε τετραγωνικά κύτταρα (φατνία) έτσι ώστε να αντιμετωπίζεται η λεκάνη στην πλήρως κατανεμημένη της μορφή Π.Κρικοχωρίτη

8 Εφαρμογή του Σ.Γ.Π. HEC-GeoHMS στην Λεκάνη του Άνω Αράχθου Αρχικό ψηφιακό μοντέλο εδάφους (DEM) της συνολικής λεκάνης του Αράχθου δηλαδή μέχρι την έξοδό του στον Αμβρακικό κόλπο Λεκάνη Άνω Αράχθου Γέφυρα Τσιμόβου Τελικός διαχωρισμός και μορφοποίηση της υπό εξέταση Λεκάνης με έξοδο τη γέφυρα Τσιμόβου από το πρόγραμμα HEC-GeoHMS Γέφυρα Τσιμόβου

9 Τελική μορφή της υπό εξέταση λεκάνης χωρισμένη σε τρεις υπολεκάνες όπως χρησιμοποιείται από το υδρολογικό μοντέλο HEC-HMS Λεκάνη Άνω Πιστιάνα (R40W10) Λεκάνη Μετσοβίτικου (R20W20) Συμβολή Υπολεκάνη Πηγή Ταμιευτήρας Εκτροπή Δεξαμενή Έξοδος λεκάνης γέφυρα Τσιμόβου Λεκάνη Κάτω Πιστιάνα (R50W50)

10 Υδρολογικό Ομοίωμα Προσομοίωσης και πρόγνωσης Πλημμυρών HEC-HMS (1) Το HEC-HMS είναι ένα προσδιοριστικό-παραμετρικό μοντέλο προσομοίωσης και πρόγνωσης πλημμυρών το οποίο βασίζεται στη θεωρία του μοναδιαίου υδρογραφήματος και άρα προϋποθέτει γραμμική σχέση βροχής-απορροής Αναπτύχθηκε από το Υδρολογικό Κέντρο της Αμερικής (HEC) (U.S Army Corps of Engineers) και είναι η εξέλιξη του υδρολογικού μοντέλου HEC-1 Δυνατότητες μοντέλου Σχεδιάστηκε για την πρόγνωση πλημμυρών σε πραγματικό χρόνο και σε καθορισμένα σημεία ελέγχου της πλημμύρας κατά τη ροή του ποταμού Υπάρχει η δυνατότητα πρόγνωσης πλημμύρας για υπολεκάνες χωρίς σταθμηγράφο με την δημιουργία συνθετικών υδρογραφημάτων στις εξόδους των υπολεκανών Π.Κρικοχωρίτη

11 Υδρολογικό Ομοίωμα Προσομοίωσης και πρόγνωσης Πλημμυρών HEC-HMS (2) Δυνατότητες μοντέλου (συνέχεια) Επιτρέπει την διόδευση των πλημμυρογραφημάτων κάθε υπολεκάνης και Επιτρέπει την επαλληλία αυτών και την σύγκριση (blending) τους με τα παρατηρημένα και τον κατάλληλο χρονικά συνδυασμό όλων αυτών Καινοτομίες μοντέλου HEC-HMS σε σχέση με το HEC-1 Μπορεί πλέον να επιτευχθεί συνεχής υδρολογική προσομοίωση για μεγάλα χρονικά διαστήματα και Συνεργάζεται άμεσα με Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών και συγκεκριμένα με το πρόγραμμα HEC-GeoHMS έτσι ώστε το μοντέλο να λειτουργεί και στην ημικατανεμημένη του ή πλήρως κατανεμημένη του μορφή διασφαλίζοντας έτσι την χωρική κατανομή της πληροφορίας και την καλύτερη προσέγγιση των φυσικών διεργασιών Π.Κρικοχωρίτη

12 Υπομοντέλα Υδρολογικού Ομοιώματος HEC- HMS Το μοντέλο HEC-HMS χρησιμοποιεί ένα χωριστό πρότυπο (υπομοντέλο) κάθε φορά για να αντιπροσωπεύσει κάθε διαδικασία της απορροής όπως φαίνεται στο σχήμα Υπομοντέλα HEC-HMS ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΔΙΑΠΝΟΗ Πρότυπα υπολογισμού των απωλειών και τελικά του ενεργού ύψους βροχής Πρότυπα υπολογισμού της άμεσης απορροής (επιφανειακή και ενδιάμεση απορροή) ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΕΔΑΦΟΥΣ ΕΔΑΦΟΣ ΔΙΗΘΗΣΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΚΑΙ ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΑΠΟΡΡΟΗ ΟΓΚΟΣ ΝΕΡΟΥ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗΣ ΠΟΤΑΜΙ Πρότυπα υπολογισμού της βασικής ροής Πρότυπα υπολογισμού διόδευσης πλημμυρών ΥΔΡΟΦΟΡΟ ΣΤΡΩΜΑ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΝΕΡΩΝ ΒΑΣΙΚΗ ΑΠΟΡΡΟΗ Π.Κρικοχωρίτη ΑΠΟΡΡΟΗ ΛΕΚΑΝΗΣ

13 Εφαρμογή του Υδρολογικού μοντέλου HEC-HMS στη λεκάνη του Άνω Αράχθου Βήματα Εφαρμογής μοντέλου HEC-HMS 1) Εισαγωγή των δυο κατάλληλων αρχείων από το πρόγραμμα HEC- GeoHMS: α) αρχείο χάρτη(background map file) που περιέχει τους ποταμούς και παραποτάμους καθώς και τα όρια των υπολεκανών β) το συγκεντρωτικό αρχείο λεκάνης(lumped basin model) που περιέχει τα υδρολογικά στοιχεία που αντιπροσωπεύουν την κίνηση του νερού μέσα από το σύστημα απορροής της λεκάνης 4) Είσοδοι στο μοντέλο : Τα 30λεπτα ύψη βροχής για κάθε σταθμό για τις επιμέρους λεκάνες και τα παρατηρημένα πλημμυρογραφήματα στην έξοδο στη γέφυρα Τσιμόβου για τα δυο επεισόδια βροχής 5) Επιλογή υπομοντέλων : που θα χρησιμοποιήσει το πρόγραμμα για κάθε διεργασία του φυσικού κύκλου 6) Προσομοίωση (simulation) και βαθμονόμηση (calibration) του μοντέλου

14 Βαθμονόμηση Υδρολογικού μοντέλου HEC-HMS Η συστηματική διαδικασία αξιολόγησης εναλλακτικών συνδυασμών παραμέτρων καλείται βαθμονόμηση (calibration) Διαδικασία βαθμονόμησης : Βελτιστοποίηση της προσαρμογής των υπολογισμένων από το μοντέλο υδρογραφημάτων με τα παρατηρημένα Αξιολόγηση βαθμονόμησης : Επιβάλλεται ο καθορισμός ενός μέτρου καλής προσαρμογής που συνιστά την αντικειμενική συνάρτηση του μοντέλου βελτιστοποίησης (objective function) Στόχος βαθμονόμησης : Η εύρεση λογικών τιμών παραμέτρων που προσομοιώνουν καλύτερα την πραγματικότητα και ελαχιστοποιούν τις τιμές της αντικειμενικής συνάρτησης Δυσκολία στη βαθμονόμηση : η ύπαρξη πληθώρας συνδυασμών τιμών παραμέτρων, οι οποίες παράγουν ισοδύναμα καλές αποκρίσεις (peak-weighted root mean square error) Αντικειμενική συνάρτηση που χρησιμοποιείται από το HEC-HMS

15 Ρύθμιση Υδρολογικού μοντέλου HEC-HMS Ρύθμιση μοντέλου : Συνδυασμός δοκιμαστικής και αυτοματοποιημένης ρύθμισης Βροχή Φυσική λεκάνη Μαθηματικό ομοίωμα Η αυτοματοποιημένη ρύθμιση μπορεί να αρχίσει να εφαρμόζεται από ένα σύνολο αρχικών τιμών παραμέτρων, που όμως έχουν εκτιμηθεί από μια αρχική δοκιμαστική διαδικασία ρύθμισης Μετρημένες παροχές Διαφορές Κριτήριο ακρίβειας προσαρμογής Συνθετικές παροχές Διόρθωση παραμέτρων

16 1. Μοντέλο υπολογισμού Απωλειών Οι ποσότητες του νερού που συμμετέχουν στις φυσικές διεργασίες της κατακράτησης και διήθησης θεωρούνται ως υδρολογικά ελλείμματα ή γενικά απώλειες (losses) Γνωρίζοντας την ολική ένταση βροχής και τα ολικά ελλείμματα, προσδιορίζεται το τμήμα της ολικής βροχόπτωσης που μετατρέπεται σε απορροή, γνωστό ως ενεργό βροχόπτωση (effective rainfall) ή πλεόνασμα βροχόπτωσης (rainfall excess) και στον τελικό υπολογισμό του όγκου απορροής Για την εκτίμηση των απωλειών χρησιμοποιείται η μέθοδος του δείκτη φ με αρχικό έλλειμμα, σύμφωνα με την οποία ένα αρχικό ύψος βροχής ha 0, ανεξάρτητα από την ένταση αποτελεί έλλειμμα Παράμετροι του μοντέλου : ο δείκτης φ (σταθερός ρυθμός διήθησης) και οι αρχικές απώλειες

17 1α.Καθορισμός παραμέτρων μοντέλου απωλειών Η εκτίμηση των παραμέτρων μπορεί να γίνει από τις αναλύσεις των υδρογραφημάτων λαμβάνοντας υπόψη το πλημμυρογράφημα στην έξοδο της λεκάνης και το αντίστοιχο βροχογράφημα που το προκάλεσε. Έτσι για την βροχόπτωση Οκτωβρίου προκύπτει 70% απώλειες και 30% απορροή ενώ για το Μάρτιο 60% απώλειες και 40% απορροή Επεισόδιο βροχόπτωσης της 17/10/1996 Επεισόδιο βροχόπτωσης της 16/3/1996 Υπολεκάνες (Subbasin ID) Αρχικές/Τελικές απώλειες (Initial Loss) Συντελεστής διήθησης ή Ρυθμός απωλειών (Const. Loss) Υπολεκάνες ( Subbasin ID) Αρχικές/Τελικές Απώλειες (Initial Loss) Συντελεστής διήθησης ή Ρυθμός απωλειών (Const. Loss) mm (αρχικές-τελικές) mm/hr (αρχικός-τελικός) mm (αρχικές-τελικές) mm/hr (αρχικόςτελικός) R20W20 8,36-16,72 3,80-3,50 R20W20 2,08-2,08 1,27-1,27 R40W10 7,03-14,06 3,80-2,50 R40W10 2,62-2,62 1,27-1,27 R50W50 9,85-19,72 3,80-3,00 R50W50 3,27-3,27 1,27-1,50

18 2. Μοντέλο υπολογισμού Βασικής ροής Ένα μέρος των κατακρημνισμάτων ακολουθεί μια πολύ αργή υπόγεια διαδρομή η οποία ονομάζεται βασική ή βραδεία απορροή (baseflow) C Κατά τη διαδικασία υδρολογικής ανάλυσης είναι αναγκαίο να χωρισθεί το υδρογράφημα στην άμεση και βασική απορροή Α Β D E Η βασική ροή αντιπροσωπεύεται με τον κλάδο ΑΒ του υδρογραφήματος (κλάδος στείρευσης) και περιγράφεται μαθηματικά από μια εξίσωση εκθετικής μείωσης ως προς το χρόνο Q t =Q 0 k t όπου Q 0 είναι η αρχική βασική ροή και k μια σταθερά εκθετικής μείωσης Απαραίτητος είναι ο προσδιορισμός του χρόνου έναρξης και λήξης της άμεσης απορροής (σημείο Β και D αντίστοιχα)

19 2α.Καθορισμός παραμέτρων μοντέλου βασικής ροής Για το επεισόδιο της βροχόπτωσης της 17/10/1996 χρησιμοποιείται το εκθετικό μοντέλο μείωσης με παραμέτρους την αρχική βασική ροή, τη σταθερά μείωσης και την παροχή στο σημείο λήξης της άμεσης απορροής Για τη βροχόπτωση της 16/3/1996 επιλέγεται το μοντέλο της μηνιαίας- σταθερής βασικής απορροής με σταθερές τιμές μηνιαίας παροχής για το μήνα Μάρτιο Υπολεκάνες ( Subbasin ID) Επεισόδιο βροχόπτωσης της 17/10/1996 Βασική ροή (Baseflow model) Αρχική Παροχή (Initial Q) Σταθερά μείωσης (Recess. Const.) Σημείο λήξης άμεσης απορροής (Threshold) Επεισόδιο βροχόπτωσης της 16/3/1996 Υπολεκάνες ( Subbasin ID) Σταθερή Μηνιαία Παροχή m3/sec (αρχικέςτελικές) Ratio-to peak (αρχικέςτελικές) (αρχικέςτελικές) m3/sec R20W R20W20 R40W10 R50W R40W10 R50W

20 3. Μοντέλο υπολογισμού άμεσης απορροής Το HEC-HMS αναφέρεται στη διαδικασία μετατροπής της ενεργού βροχής σε άμεση απορροή με την ονομασία «μετασχηματισμός» (transformation) παροχή Στις θέσεις όπου δεν υπάρχουν μετρήσεις, όπως εδώ στις εξόδους των υπολεκανών, για την εύρεση των υδρογραφημάτων χρησιμοποιούνται τα συνθετικά μοναδιαία υδρογραφήματα χρόνος Ένα από τα πιο γνωστά συνθετικά εμπειρικά υδρογραφήματα είναι και του Snyder που χρησιμοποιείται εδώ. Σχετίζει τα χαρακτηριστικά του Μ.Υ όπως η παροχή αιχμής Qp, ο χρόνος αιχμής και ο χρόνος υστέρησης tp με τα χαρακτηριστικά της λεκάνης

21 3α. Καθορισμός παραμέτρων μοντέλου άμεσης απορροής Οι παράμετροι που απαιτούνται είναι : α) ο χρόνος υστέρησης tp και β) ο συντελεστής Cp που εξαρτάται από τις μονάδες και τα χαρακτηριστικά της λεκάνης Είναι απαγορευτική η μεταφορά παραμέτρων από άλλες περιοχές γιατί έχει αποδειχτεί ότι είναι έντονα εντοπικές Υπολεκάνες ( Subbasin ID) Cp t p (από σχέση Snyder) (h) t p (από εντοπικές σχέσεις για τη Δ και ΒΔ Ελλάδα) (h) Επεισόδιο βροχόπτωσης της 17/10/1996 T p (από βαθμονόμηση μοντέλου) (h) Cp (από βαθμονόμηση μοντέλου) Επεισόδιο βροχόπτωσης της 16/3/1996 T p (από βαθμονόμηση μοντέλου) (h) Cp (από βαθμονόμηση μοντέλου) R20W20 0,65 10,29 4,03 7,60 0,95 3,9 0,64 R40W10 0,65 11,74 4,85 6,67 0,99 8,7 0,10 R50W50 0,65 7,17 2,80 6,36 0,10 5,10 0,10

22 4. Μοντέλο διόδευσης πλημμυρών Η διόδευση ασχολείται με το χωροχρονικό προσδιορισμό του πλημμυρικού κύματος, καθώς αυτό μετακινείται μέσα σε τμήμα ποταμού Είναι συνήθως γνωστό το υδρογράφημα σε ένα σημείο ανάντη του ποταμού και ζητείται το κατάντη Οι υδραυλικοί μέθοδοι διόδευσης χρησιμοποιούν τις γνωστές εξισώσεις ροής σε ανοικτούς αγωγούς (Saint Venant). Η επίδραση της αποθήκευσης περιγράφεται με την εξίσωση συνέχειας και η επίδραση των ανωμαλιών και της τραχύτητας της κοίτης με την εξίσωση ροπών Διόδευση Εδώ χρησιμοποιείται το μοντέλο διόδευσης πλημμυρών Muskingum

23 4α. Καθορισμός παραμέτρων μοντέλου διόδευσης πλημμυρών Η παράμετρος Κ (Travel Time) είναι συντελεστής με διαστάσεις χρόνου και εκφράζει το χρόνο που χρειάζεται το πλημμυρικό κύμα για να διανύσει το συγκεκριμένο τμήμα του ποταμού και είναι περίπου ίσο με τη χρονική απόσταση των αιχμών των πλημμυρογραφημάτων εισόδου και εξόδου Η παράμετρος x είναι ένα αδιάστατο μέγεθος. Λαμβάνει τιμές από 0 έως 0.5 και εκφράζει την εξασθένιση του πλημμυρικού κύματος καθώς και τη συμμετοχή της εισροής και εκροής στην αποθηκευτικότητα του τμήματος του ποταμού. Μια μέση τιμή 0.25 χρησιμοποείται γενικά για τα φυσικά υδατορεύματα Αρχικές παράμετροι Κ(h) 11 x 0,25 Μετά τη βαθμονόμηση του μοντέλου Κ(h) 14 x 0,34 Αρχικές παράμετροι Κ(h) 5 x 0,25 Μετά τη βαθμονόμηση του μοντέλου Κ(h) 5,7 x 0,25

24 1Υετόγραμμα & συνθετικό υδρογράφημα Λεκάνης Άνω Πιστιάνα (R40W10) Υδρολογική Προσομοίωση στη Λεκάνη του Άνω Αράχθου για το επεισόδιο της 17/10/ Υετόγραμμα & συνθετικό υδρογράφημα Λεκάνης Μετσοβίτικου (R20W20) 3 Επαλληλία των δύο συνθετικών υδρογραφημάτων των ανάντη υπολεκανών στη συμβολή JR50 4 Υετόγραμμα & συνθετικό υδρογράφημα Λεκάνης Κάτω Πιστιάνα (R20W20) 5 Διόδευση του πλημμυρογραφήματος της συμβολής JR50 ως την έξοδο της Λεκάνης (Outlet Tsimov.) Γέφυρα Τσιμόβου

25 Τελική προσομοίωση: Επαλληλία υδρογραφημάτων των τριών υπολεκανών στην έξοδο της λεκάνης στη γέφυρα Τσιμόβου για το επεισόδιο της 17/10/1996 Παρατηρημένο Υπολογισμένο Πλημμυρογράφημα από τη διόδευση των δυο ανάντη υπολεκανών Πλημμυρογρ. Λεκάνης Κάτω Πιστιάνα Π.Κρικοχωρίτη

26 Τελική προσομοίωση: Σύγκριση παρατηρημένου και υπολογισμένου υδρογραφήματος στην έξοδο της λεκάνης στη γέφυρα Τσιμόβου για το επεισόδιο της 17/10/1996 Παρατηρημένο Υπολογισμένο

27 1Υετόγραμμα & συνθετικό υδρογράφημα Λεκάνης Άνω Πιστιάνα (R40W10) Υδρολογική Προσομοίωση στη Λεκάνη του Άνω Αράχθου για το επεισόδιο της 16/3/ Υετόγραμμα & συνθετικό υδρογράφημα Λεκάνης Μετσοβίτικου (R20W20) 3 Επαλληλία των δύο συνθετικών υδρογραφημάτων των ανάντη υπολεκανών στη συμβολή JR50 4 Υετόγραμμα & συνθετικό υδρογράφημα Λεκάνης Κάτω Πιστιάνα (R20W20) 5 Διόδευση του πλημμυρογραφήματος της συμβολής JR50 ως την έξοδο της Λεκάνης (Outlet Tsimov.) Γέφυρα Τσιμόβου

28 Τελική προσομοίωση: Επαλληλία υδρογραφημάτων των τριών υπολεκανών στην έξοδο της λεκάνης στη γέφυρα Τσιμόβου για το επεισόδιο της 16/3/1996 Παρατηρημένο Υπολογισμένο Πλημμυρογράφημα από τη διόδευση των δυο ανάντη υπολεκανών Πλημμυρογρ. Λεκάνης Κάτω Πιστιάνα

29 Τελική προσομοίωση: Σύγκριση παρατηρημένου και υπολογισμένου υδρογραφήματος στην έξοδο της λεκάνης στη γέφυρα Τσιμόβου για το επεισόδιο της 16/3/1996 Παρατηρημένο Υπολογισμένο

30 Συμπεράσματα Η σύγκριση των υπολογισμένων και των παρατηρημένων υδρογραφημάτων στην έξοδο της λεκάνης, δείχνει ότι η επίδοση του μοντέλου είναι αρκετά ικανοποιητική Όσο καλύτερη είναι η εκτίμηση των αρχικών παραμέτρων τόσο πιο γρήγορα το μοντέλο συγκλίνει στις πραγματικές παρατηρήσεις Η εκτίμηση των παραμέτρων συνιστά ένα από τα πλέον δύσκολα προβλήματα. Αναζητείται κάθε φορά η πλέον συμβιβαστική λύση (best-compromise) δηλαδή ένας μοναδικός συνδυασμός παραμέτρων που θεωρείται αποδεκτός με βάση τη κρίση του μελετητή. Μετά την προσομοίωση και βαθμονόμηση του μοντέλου οι τελικές βελτιστοποιημένες τιμές των παραμέτρων του μοντέλου προσεγγίζουν κατά πολύ τις αρχικές δοκιμαστικές τιμές Το μοντέλο λόγω του κατανεμημένου χαρακτήρα και της ανάπτυξης του σε περιβάλλον Σ.Γ.Π. έχει δυνατότητα να δίνει τη χωρική κατανομή όλων των μεταβλητών, που εμπλέκονται, πλεονεκτώντας έναντι του συγκεντρωτικού

31 Προτάσεις Λεπτομερή χωρική και χρονική κατανομή της πληροφορίας σε επίπεδο κυττάρου (grid) μέσα από το πρόγραμμα Σ.Γ.Π. HEC-GeoHMS Εκτίμηση αρχικών υδρολογικών παραμέτρων μέσα από το Σ.Γ.Π. HEC- GeoHMS Λειτουργία του μοντέλου HEC-HMS ως πλήρους κατανεμημένου (fulldistributed) σε επίπεδο κυττάρου Εφαρμογή όλων των υπομοντέλων που παρέχει το HEC-HMS (μοντέλα απωλειών, βασικής ροής, υπολογισμού υδρογραφημάτων και διόδευσης πλημμυρικού κύματος) και σύγκριση των αποτελεσμάτων τους Έρευνα και ανάλυση της υδρολογικής συμπεριφοράς της λεκάνης στην περίπτωση παρουσίας χιονιού, μια διαδικασία η οποία αναμένεται να περιλαμβάνεται στην τελευταία έκδοση του υδρολογικού μοντέλου HEC-HMS

32 Τ Ε Λ Ο Σ