Η επίδραση της δειγματοληπτικής αβεβαιότητας των εισροών στη στοχαστική προσομοίωση ταμιευτήρα

Σχετικά έγγραφα
Κασταλία Σύστηµα στοχαστικής προσοµοίωσης υδρολογικών µεταβλητών

ΠΛΑΙΣΙΟ ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΩΝ & ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ

Υδρολογική διερεύνηση λειτουργίας ταµιευτήρα Πλαστήρα

Το υπολογιστικό σύστηµα Υδρονοµέας και η εφαρµογή του στην µελέτη των έργων εκτροπής του Αχελώου

Το υπολογιστικό σύστηµα Υδρονοµέας και η εφαρµογή του στην µελέτη των έργων εκτροπής του Αχελώου

Υδρολογική διερεύνηση της διαχείρισης της λίµνης Πλαστήρα

Υδρολογική διερεύνηση της διαχείρισης της λίµνης Πλαστήρα

Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα

Στοχαστική ανάλυση και προσοµοίωση υδροµετεωρολογικών διεργασιών σχετικών µε την αιολική και ηλιακή ενέργεια

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Υδρονοµέας Σύστηµα υποστήριξης της διαχείρισης υδατικών πόρων

Ε Θ Ν Ι Κ Ο Μ Ε Τ Σ Ο Β Ι Ο Π Ο Λ Υ Τ Ε Χ Ν Ε Ι Ο

Συστήματα υποστήριξης αποφάσεων στη διαχείριση υδατικών πόρων: Η περίπτωση του υδροδοτικού συστήματος της Αθήνας

Υ ΡΟΓΑΙΑ. Λογισµικό ιαχείρισης Υδατικών Πόρων. Υ ΡΟΝΟΜΕΑΣ: : Βέλτιστη διαχείριση υδροσυστηµάτων

Συστήματα υποστήριξης αποφάσεων στη διαχείριση υδατικών πόρων: Η περίπτωση του υδροδοτικού συστήματος της Αθήνας

Ιωάννα Ανυφαντή, Μηχανικός Περιβάλλοντος Επιβλέπων: Α. Ευστρατιάδης, ΕΔΙΠ ΕΜΠ. Αθήνα, Ιούλιος 2018

Υδρολογική και ποιοτική θεώρηση της λειτουργίας του ταμιευτήρα Πλαστήρα

ιάρθρωση παρουσίασης 1. Ιστορικό διαχείρισης της λίµνης Πλαστήρα 2. Συλλογή και επεξεργασία δεδοµένων 3. Μεθοδολογική προσέγγιση

Από το μεμονωμένο υδραυλικό έργο στο υδροσύστημα: Το παράδειγμα του υδρολογικού σχεδιασμού των έργων Ευήνου

ΜΑΡΚΟΠΟΥΛΟΣ ΑΠΟΣΤΟΛΟΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΙΟΥΛΙΟΣ 2017

ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ

Ε.Μ.Π Τομέας Υδατικών Πόρων Υδραυλικών & Θαλασσίων Έργων Μάθημα: Τεχνολογία Συστημάτων Υδατικών Πόρων 9 ο Εξάμηνο Πολ. Μηχανικών Ε. Μπαλτάς.

Εισαγωγή στην υδροπληροφορική και βελτιστοποίηση συστημάτων υδατικών πόρων

Εισαγωγή στην υδροπληροφορική και βελτιστοποίηση συστημάτων υδατικών πόρων

Υδροηλεκτρικά Έργα. 8ο εξάμηνο Σχολής Πολιτικών Μηχανικών. Ταμιευτήρες. Ανδρέας Ευστρατιάδης, Νίκος Μαμάσης, & Δημήτρης Κουτσογιάννης

Διονύσης Νικολόπουλος

ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΤΗΣ ΧΩΡΙΚΗΣ ΔΟΜΗΣ ΤΗΣ ΒΡΟΧΗΣ. Παρουσίαση διπλωματικής εργασίας Αθανάσιος Πασχάλης Επιβλέπων καθηγητής: Δημήτρης Κουτσογιάννης

Περίπου ίση µε την ελάχιστη τιµή του δείγµατος.

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Από το μεμονωμένο υδραυλικό έργο στο υδροσύστημα: Το παράδειγμα του υδρολογικού σχεδιασμού των έργων Ευήνου

Διαχείριση Υδατικών Πόρων Εισαγωγή στη βελτιστοποίηση συστημάτων υδατικών πόρων

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Το µαθηµατικό µοντέλο του Υδρονοµέα

15η Πανελλήνια Συνάντηση Χρηστών Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών ArcGIS Ο ΥΣΣΕΥΣ

Ένα φειδωλό μοντέλο για την πρόβλεψη των χαμηλών ροών σε μεσογειακά υδατορεύματα

Υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες

Στοχαστική προσομοίωση και βελτιστοποίηση υβριδικού συστήματος ανανεώσιμης ενέργειας

Διερεύνηση προσομοίωσης πλημμύρας για το σχεδιασμό σε λεκάνες χειμαρρικής δίαιτας Εφαρμογή στη λεκάνη του Σαρανταπόταμου

ΔΥΠ χρησιμοποιώντας πολύκριτηριακές μεθόδους

Τυπικές και εξειδικευµένες υδρολογικές αναλύσεις

Διαχείριση Υδατικών Πόρων

Υδατικοί πόροι και έργα αξιοποίησης

ΕΡΓΑΣΙΑ 3: ΠΟΛΥΚΡΙΤΙΡΙΑΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ ΠΛΑΣΤΗΡΑ

Υδροηλεκτρικά έργα. Εφαρμογές Σχεδιασμού Μικρών Υδροηλεκτρικών Έργων

Εφαρμογή προσομοίωσης Monte Carlo για την παραγωγή πλημμυρικών υδρογραφημάτων σε Μεσογειακές λεκάνες

ΤΕΧΝΙΚΗ ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ Πιθανοτική προσέγγιση των υδρολογικών μεταβλητών

Διάρθρωση παρουσίασης

Υ ΑΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ. Πιθανοτική προσέγγιση υδρολογικών µεταβλητών

ΕΚΣΥΓΧΡΟΝΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΕΠΟΠΤΕΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΤΩΝ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΥΔΡΕΥΣΗΣ ΤΗΣ ΑΘΗΝΑΣ

Ο ΥΣΣΕΥΣ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΗ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΣΕ ΣΥΖΕΥΞΗ ΜΕ ΕΞΕΛΙΓΜΕΝΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ

Τυπικές και εξειδικευµένες υδρολογικές αναλύσεις

Αριάδνη-Μαρία Φιλιππίδου Επιβλέπων: Δ. Κουτσογιάννης, Καθηγητής ΕΜΠ Αθήνα, Ιούλιος 2015

Κλιματική αλλαγή, δυναμική Hurst- Kolmogorov και αβεβαιότητα

Το υπολογιστικό σύστηµα Υδρονοµέας και η εφαρµογή του στην προσοµοίωση συστηµάτων ταµιευτήρων

Στοχαστική διερεύνηση της ατμοσφαιρικής υγρασίας σε παγκόσμια κλίμακα

Στοχαστικές Μέθοδοι στους Υδατικούς Πόρους Φασματική ανάλυση χρονοσειρών

Καταθλιπτικοί αγωγοί και αντλιοστάσια

Α. Επανάληψη και εμπλουτισμός εννοιών Β. Ζήτηση νερού Γ. Επιφανειακό Εκμεταλλεύσιμο Υδατικό Δυναμικό

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Ο ΥΣΣΕΥΣ ΦΠ18

Επικαιροποίηση των οικονοµικών µεγεθών που συνδέονται µε τη λειτουργία των έργων εκτροπής Αχελώου

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

Νερό για την πόλη: Στρατηγικός σχεδιασμός, διαχείριση της ζήτησης και έλεγχος των διαρροών στα δίκτυα

Μη μετρούμενες λεκάνες απορροής: Διερεύνηση στη λεκάνη του Πηνειού Θεσσαλίας, στη θέση Σαρακίνα

Αστικά υδραυλικά έργα

15η Πανελλήνια Συνάντηση Χρηστών Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών ArcGIS Ο ΥΣΣΕΥΣ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΝΧΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΜΠ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΑΤΙΝΩΝ ΠΟΡΩΝ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

ΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΠΟ ΟΣΕΩΣ ΤΩΝ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΩΝ

Τοποθέτηση προβλήματος

ιαχείριση και επεξεργασία χρονοσειρών

ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΨΗΛΗΣ ΣΤΑΘΜΗΣ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΙΕΙΣ ΥΣΗΣ ΣΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΜΕ

Υδραυλική & Υδραυλικά Έργα. Παροχές ακαθάρτων. Ανδρέας Ευστρατιάδης & Δημήτρης Κουτσογιάννης

Σύγχρονα συστήµατα προβλέψεων και µοντελοποίησης. Τµήµα Στατιστικής και Αναλογιστικών Χρηµατοοικονοµικών Μαθηµατικών

Χρονικές σειρές 2 Ο μάθημα: Εισαγωγή στις χρονοσειρές

ΘΕΜΑ: Ανδρέας Λαγγούσης. Αθήνα, Ιούλιος 2003 Επιβλέπων:. Κουτσογιάννης, Αναπληρωτής Καθηγητής

βροχοπτώσεων 1 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Μεγάλων Φραγµάτων Νοεµβρίου 2008, Λάρισα Ενότητα: Φράγµατα, θέµατα Υδραυλικής-Υδρολογίας

Παράρτημα Α Αναλυτικά αποτελέσματα βελτιστοποίησης

ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΟΥ ΙΣΟΖΥΓΙΟΥ ΠΡΟΣΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΖΗΤΗΣΗΣ ΝΕΡΟΥ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΚΑΡ ΙΤΣΑΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ MIKE BASIN

Στοχαστικές Μέθοδοι στους Υδατικούς Πόρους Τυχαίες μεταβλητές, στοχαστικές ανελίξεις και χρονοσειρές

Διαχείριση Ταμιευτήρα

4. Προσοµοίωση της λειτουργίας του ταµιευτήρα Γαδουρά

5 ο Πανελλήνιο Συνέδριο ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ και ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ. Ινώ ΠΑΠΑΓΕΩΡΓΑΚΗ * & Ιωάννης ΝΑΛΜΠΑΝΤΗΣ

Αστικά υδραυλικά έργα

Ανάλυση Δεδομένων με χρήση του Στατιστικού Πακέτου R

Το µοντέλο Ζυγός. Α. Ευστρατιάδης & Ν. Μαµάσης. Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Τοµέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος

ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ. Ενότητα 3:Στατιστική και πιθανοτική ανάλυση υδρομετεωρολογικών μεταβλητών- Ασκήσεις. Καθ. Αθανάσιος Λουκάς

ιερεύνηση εµπειρικών σχέσεων για την εκτίµηση των πληµµυρικών αιχµών στην Κύπρο Γαλιούνα Ελένη, Πολιτικός Μηχανικός ΕΜΠ Φεβρουάριος 2011

Κεφάλαιο 14: Διαστασιολόγηση αγωγών και έλεγχος πιέσεων δικτύων διανομής

Υ ΡΟΓΑΙΑ. Συνοπτική περιγραφή υπολογιστικών συστηµάτων και συστηµάτων πληροφοριών ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ

Ταµιευτήρας Πλαστήρα

Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο

Ανάλυση δικτύων διανομής

Ανάπτυξη και δηµιουργία µοντέλων προσοµοίωσης ροής και µεταφοράς µάζας υπογείων υδάτων σε καρστικούς υδροφορείς µε χρήση θεωρίας νευρωνικών δικτύων

Όµβριες καµπύλες για το οδικό έργο Καναβάρι- οµβαίνα-πρόδροµος

Ποσοτικές Μέθοδοι., Εισηγητής: Ν.Κυρίτσης, MBA, Ph.D. Candidate,,

Περιεχόμενα. Πρόλογος... 15

ΑΣΚΗΣΗ 2 Στην έξοδο λεκάνης απορροής µετρήθηκε το παρακάτω καθαρό πληµµυρογράφηµα (έχει αφαιρεθεί η βασική ροή):

Κεφάλαιο 10 Εισαγωγή στην Εκτίμηση

Περιεχόμενα. 1. Ειδικές συναρτήσεις. 2. Μιγαδικές Συναρτήσεις. 3. Η Έννοια του Τελεστή. Κεφάλαιο - Ενότητα

ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ. Ενότητα 9: Μέθοδοι εκτίμησης πλημμύρας σχεδιασμού- Ασκήσεις. Καθ. Αθανάσιος Λουκάς. Εργαστήριο Υδρολογίας και Ανάλυσης Υδατικών Συστημάτων

Αστικά υδραυλικά έργα

Transcript:

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ Η επίδραση της δειγματοληπτικής αβεβαιότητας των εισροών στη στοχαστική προσομοίωση ταμιευτήρα Ελένη Ζαχαροπούλου Επιβλέπων: Α. Ευστρατιάδης Υπεύθυνος Καθηγητής: Δ. Κουτσογιάννης Αθήνα, Οκτώβριος 2017 6/11/2017 1

Εισαγωγή Τοποθέτηση Προβλήματος (1) Πρόκληση: Αντιμετώπιση των αβεβαιοτήτων των υδρολογικών διεργασιών και των μεταξύ τους σχέσεων, κατά τον σχεδιασμό και τη διαχείριση ταμιευτήρων. Καταλληλότερη προσέγγιση: στοχαστική προσομοίωση συνήθως μικρού μήκους (20-50 έτη) Ζητούμενα: 1 2 Διατήρηση ουσιωδών στατιστικών χαρακτηριστικών ιστορικής Διατήρηση υδρολογικής εμμονής (φαινόμενο Hurst) Μεγάλου μήκους (τάξη χιλιάδων ετών) Ιστορικό δείγμα Μοντέλο προσομοίωσης Συνθετικές χρονοσειρές Μοντέλο προσομοίωσης ταμιευτήρων (σχεδιασμός ή διαχείρηση) 6/11/2017 2

Α π ο ρ ρ ο ή Εισαγωγή Τοποθέτηση Προβλήματος (2) Ποιά θα ήταν η απόκριση του συστήματος για ένα τυχαίο δείγμα, ίδιου μήκους με το ιστορικό; Χ ρ ό ν ο ς 6/11/2017 3

StD [X] StD [X] StD [X] Εκτίμηση δειγματικής αβεβαιότητας - Βιβλιογραφική επισκόπηση Ύπαρξη θεωρητικών σχέσεων για εκτίμηση της αβεβαιότητας σε ειδικές περιπτώσεις (π.χ. τυπική απόκλιση της δειγματικής μέσης τιμής) μαρκοβιανή προσέγγιση κλασική στατιστική Πολύπλοκες και μη γενικευμένες θεωρητικές σχέσεις για άλλα στατιστικά χαρακτηριστικά και κατανομές (πολυπλοκότητα, απαίτηση συγκεκριμένων συνθηκών) Κλασσική στατιστική 0 0.2 0.4 ρ 0.6 0.8 1 1 0.8 ρ=0 ρ=0,2 0.6 ρ=0,6 ρ=-0,3 0.4 StD X = σ n 0.2 Προσέγγιση Μαρκώφ StD X = σ n Προσέγγιση HK 1 ρ 2 StD X = 2ρ(1 ρ n )/n (1 ρ) 2 σ n 1 H ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΗ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑ Ν 6/11/2017 4 0 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 10 25 40 55 70 85 100 Ν Η=0,5 Η=0,8 Η=0,7 Η=0,4 10 25 40 55 70 85 100

Προτεινόμενη προσέγγιση Στόχος: Υλοποίηση: «απεξάρτηση» από στατιστικά χαρακτηριστικά παρατηρημένου δείγματος δημιουργία πλήθους «ψευδοϊστορικών» χρονοσειρών (αναπαράγοντας στατιστικά χαρακτηριστικά ιστορικής) συνθετικές χρονοσειρές μεγάλου μήκους (αναπαράγοντας στατιστικά ψευδοϊστορικών) Ανάπτυξη κώδικα σε γλώσσα R Χρήση CastaliaR (Ι.Τσουκαλάς & Π.Κοσσιέρης) Παρατηρημένο δείγμα n N * n Δημιουργία συνθετικής μεγάλου μήκους (στασιμότητα) Επιμερισμός σε χρονοσειρές μήκους n n n n n n n n n n n n n Εφαρμογή: Σε χρονοσειρά απορροής του Αχελώου, στα Κρεμαστά, με μήκος n = 28 έτη [ Ν ] Δημιουργία πολλαπλών χρονοσειρών μήκους S N = 100 M-C αναλύσεις S = 1000 έτη Διερεύνηση: επίδρασης μήκους δείγματος (n = 28, n = 20 και n = 50 έτη) επίδρασης υδρολογικής εμμονής (Η = 0.5, Η = 0.7 και Η = 0.9 ) ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΗ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑ 6/11/2017 5 [ S ] [ N ]

Αποτελέσματα Αναλύσεων ( n=28 έτη, Η= 0.7 ) Μέση τιμή Τυπική απόκλιση Συντελεστής ασυμμετρίας Συντελεστής αυτοσυσχέτισης ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΗ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑ 6/11/2017 6

StD [X] StD [X] StD [X] Συμπεράσματα - Αβεβαιότητα δειγματικής μέσης τιμής Η=0.5 Η=0.7 n=28 Τυπική Κλασική ρ1 Απόκλιση (σ n ) Stdev[X] Οκτώβριος 84,12 0,20 15,90 17,36 Φεβρουάριος 225,54 0,57 42,62 58,54 Οκτώβριος 86,41 0,16 16,33 18,13 Φεβρουάριος 216,25 0,56 40,87 65,30 Η=0.9 Οκτώβριος 83,22 0,16 15,73 22,33 Φεβρουάριος 206,93 0,53 39,11 95,14 Η τυπική σχέση για την αβεβαιότητα της δειγματικής μέσης τιμής επαληθεύεται μόνο για μικρούς συντελεστές αυτοσυσχέτισης και Hurst (Η=0.5). Εντοπίζονται μεγάλες αποκλίσεις όσο αυξάνει ο συντελεστής Hurst. 8 6 4 2 8 6 4 2 15 10 5 ΜΉΝΕς ΜΉΝΕς Classic Stdev[X] Η=0.5 Classic Stdev[X] Η=0.5 Classic Stdev[X] ΜΉΝΕς ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΗ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑ 7 Η=0.5

Μεταβλητότητα Μεταβλητότητα Μεταβλητότητα Συμπεράσματα Μεταβλητότητα στατιστικών χαρακτηριστικών 6.00 Μέση τιμή 8.00 6.00 Μέση τιμή 4.00 2.00-2.00 Τυπική απόκλιση Ασυμμετρία Αυτοσυσχέτιση ρ1 Η=0.5 4.00 2.00-2.00-4.00 Τυπική Απόκλιση Ασυμμετρία Αυτοσυσχέτιση ρ1 Η=0.7 8.00 4.00-4.00-8.00-12.00-16.00 Μέση τιμή Τυπική Απόκλιση Ασυμμετρία Αυτοσυσχέτιση ρ1 Η=0.9 Διαφορετική συμπεριφορά για κάθε στατιστικό μέγεθος: Η μεταβλητότητα της τυπικής απόκλισης και του συντελεστή αυτοσυσχέτισης, εν μέρει, είναι αντίστοιχη της μέσης τιμής. Η μεταβλητότητα του συντελεστή ασυμμετρίας είναι ιδιαίτερα υψηλή Προβληματισμός για καταλληλότητα αναπαραγωγής δειγματικών ασυμμετριών σε συνθετικές χρονοσειρές Cv = σ μ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΗ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑ 8

Μεταβλητότητα Μεταβλητότητα Μεταβλητότητα Μεταβλητότητα Συμπεράσματα Επίδραση μήκους στη μεταβλητότητα 0.40 0.30 0.20 0.10 0.30 Μ έ σ η τ ι μ ή Τ υ π ι κ ή α π ό κ λ ι σ η n=28 n=20 n=50 2.00 1.50 1.00 0.50 Α υ τ ο σ υ σ χ έ τ ι σ η ρ 1 n=28 n=20 n=50 0.20 n=28 0.10 1 Σ υ ν τ ε λ ε σ τ ή ς α σ υ μ μ ε τ ρ ί α ς n=20 n=50 Άυξηση μήκους δείγματος Μείωση συντελεστή μεταβλητότητας -1-2 -3 n=28 n=20 n=50 (αναμενόμενο) -4 ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΗ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑ 6/11/2017 9

Μεταβλητότητα Μεταβλητότητα Μεταβλητότητα Μεταβλητότητα Συμπεράσματα Επίδραση εμμονής στη μεταβλητότητα 0.30 0.20 0.10 0.30 Μ έ σ η τ ι μ ή Τ υ π ι κ ή α π ό κ λ ι σ η H=0.5 H=0.7 H=0.9 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 Α υ τ ο σ υ σ χ έ τ ι σ η ρ 1 Η=0.5 Η=0.7 Η=0.9 0.25 0.20 H=0.5 0.15 0.10 0.05 1 Σ υ ν τ ε λ ε σ τ ή ς α σ υ μ μ ε τ ρ ί α ς H=0.7 H=0.9 Άυξηση συντελεστή Hurst Τάση αύξησης συντελεστή μεταβλητότητας 5.00-5.00-1 Η=0.5 Η=0.7 Η=0.9-15.00 ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΗ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑ 6/11/2017 10

Επίδραση δειγματοληπτικής αβεβαιότητας στο σχεδιασμό Βασικό εργαλείο : Σχέση Χωρητικότητας Απόληψης Αξιοπιστίας (ΧΑΑ) συνοψίζει τα χαρακτηριστικά ενός ταμιευτήρα Τοποθέτηση προβλήματος: απαραίτητη σε μελέτες σχεδιασμού (ζητούμενο η χωρητικότα Κ) απαραίτητη σε μελέτες διαχείρισης (ζητούμενο η ασφαλής απόληψη D ή η αξιοπιστία) Υπολογισμός απαιτούμενης χωρητικότητας ταμιευτήρα για την ικανοποίηση υδατικών αναγκών D με αξιοπιστία α, βάσει ιστορικών παρατηρήσεων απορροής σε μια λεκάνη απορροής Παραδοχές : Σταθερή ζήτηση D Δεν έχει νόημα θέσπιση υψηλότερης τιμής αφού θα οδηγεί σε μη απόδεκτές αστοχίες Μέγιστη ετήσια ζήτηση δεν ξεπερνά τη μέση ετήσια απορροή Η αξιοπιστία υπολογίζεται σε ετήσια βάση ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΗΣ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑΣ ΣΤΟΝ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΩΝ 6/11/2017 11

Μεθοδολογία Επίλυσης Βήμα 1 ο : Κατάστρωση Σεναρίων Ζήτησης Έγιναν αναλύσεις για δώδεκα σενάρια, υπολογισμένα ως ποσοστά της μέγιστης ζήτησης (μέση ετήσια απορροή). Συγκεκριμένα: 100 % 91.87 % 83.74 % 75.61 % 67.48 % 59.35 % 51.22 % 43.09% 34.96 % 26.83% 18.7 % 10.57% Σενάρια Αξιοπιστίας Έγιναν επιλύσεις για πέντε επίπεδα αξιοπιστίας 80% 85% 90% 95% 99% Υλοποίηση: Ανάπτυξη κώδικα σε γλώσσα R Εφαρμογή: Στις χρονοσειρές που δημιουργήθηκαν με την νεα πρόσέγγιση, βασισμένες στα στατιστικά χαρακτηριστκά του Αχελώου (Κρεμαστά) Βήμα 2 ο : Ισοζύγιο ταμιευτήρα Απλό ισοζύγιο εισροών / εκροών Αγνοήθηκαν εξατμίσεις και άλλες απώλειες ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΗΣ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑΣ ΣΤΟΝ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΩΝ 6/11/2017 12

Μεθοδολογία Επίλυσης το Πρόβλημα της Βελτιστοποιήσησης Χ Βήμα 3 ο : Επιδιώκεται η εύρεση «βέλτιστης» χωρητικότητας με τη χρήση έτοιμων αλγορίθμων που προσφέρονται ως λογισμικά πακέτα της R. Ωστόσο, τα αποτελέσματα που πρέκυπταν ήταν ασύμβατα με τη λογική. Η απαίτηση να οριστεί ανώτατο όριο για τη βελτιστοποίηση, οδήγησε σε τεράστιους όγκους ακόμη και για πολύ μικρές ζητήσεις Το πρόβλημα φαίνεται να οφείλεται στη μη συνεχή μορφή της καμπύλης ΧΑΑ, που έκανε τον αλγόριθμο να «εγκλωβίζεται» σε μη βέλτιστες λύσεις. Βήμα 3 ο : Κατάρτιση ολόκληρης της καμπύλης ΧΑΑ. Γίνονται 1000 επιμερισμοί στην καμπύλη, αποδεχόμενοι αυτή την ακρίβειά Ως άνω όριο ορίζεται η χωρητικότητα τετραπλάσια της ετήσιας απορροής της λεκάνης ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΗΣ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑΣ ΣΤΟΝ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΩΝ 6/11/2017 13

Σχολιασμός αποτελεσμάτων Επίδραση ζήτησης (1) Η αβεβαιότητα της εκτίμησης της ωφέλιμης χωρητικότητας του ταμιευτήρα μεγιστοποιείται για ετήσια ζήτηση που προσεγγίζει τη μέση ετήσια απορροή και υψηλά επιθυμητά επίπεδα αξιοπιστίας (95-99%) Εντυπωσιακά μεγάλο εύρος μεταξύ ορίου 5 % - 95 % της απαιτούμενης χωρητικότητας ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΗΣ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑΣ ΣΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΩΝ 6/11/2017 14

Σχολιασμός αποτελεσμάτων Επίδραση χωρητικότητας (2) Ταμιευτήρες με χωρητικότητα αρκετά μεγαλύτερη της μέσης ετήσιας απορροήςεπιτυγχάνουν πολύ υψηλά επίπεδα αξιοπιστίας για οποιαδήποτε ζήτηση, με πολύ μικρή αβεβαιότητα ως προς την εκτίμηση της αξιοπιστίας. Σημαντική αύξηση στις εκτιμήσεις της αξιοπιστίας, όταν η χωρητικότητα κυμαίνεται γύρω από τα επίπεδα της μέσης ετήσιας απορροής,ακόμη και για μικρές ζητήσεις. αδιαστατοποιημένος άξονας Κ* = Κ μ σ Για πολύ μικρές χωρητικότητας, υπάρχει απότομη μείωση της αξιοπιστίας, σε μη αποδεκτά επίπεδα ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΗΣ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑΣ ΣΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΩΝ 6/11/2017 15

Σχολιασμός αποτελεσμάτων Επιδόσεις κλασικής προσέγγισης (3) Η κλασική στοχαστική προσέγγιση δίνει αρκετά συντηρητικές εκτιμήσεις, αρκετά πάνω από το μέσο σενάριο. Ωστόσο, όσο αυξάνει ο συντελεστής Ηurst, η απόκλιση από το μέσο σενάριο μειώνεται. n = 50, H =0.7 n = 50, H =0.9 ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΠΤΙΚΗΣ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑΣ ΣΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΩΝ 6/11/2017 16

Ανακεφαλαίωση Προτάσεις για περαιτέρω διερεύνηση Εγγενείς αβεβαιότητες δείγματος, σημαντικό πεδίο έρευνας με σημαντική επίδραση στις παραγόμενες συνθετικές χρονοσειρές και τελικά στο σχεδιασμό ταμιευτήρων. 1. Οι θεωρητικές εκτιμήσεις της αβεβαιότητας περιορίζονται σε κάποιες ειδικές περιπτώσεις 2. Η τυπική σχέση για την αβεβαιότητα της δειγματικής μέσης τιμής επαληθεύεται μόνο στην περίπτωση μικρών συντελεστών αυτοσυσχέτισης και Hurst 3. Η μεταβλητότητα του συντελεστή ασυμμετρίας είναι υψηλή, καθιστώντας προβληματική την υπόθεση αναπαραγωγής της σε συνθετικές χρονοσειρές 4. Η αβεβαιότητα εκτίμησης της ωφέλιμης χωρητικότητας μεγιστοποιείται όταν επιδιώκεται πλήρης εκμετάλλευση του υδατικού δυναμικου της λεκάνης, με πολύ υψηλή αξιοπιστία (95-99%) 5. Χωρητικότητα αρκετά μεγαλύτερη της μέσης ετήσιας απορροής, επιτυγχάνει μεγάλη αξιοπιστία,με μικρή αβεβαιότητα. Όταν η χωρητικότητα κυμαίνεται γύρω από τα επίπεδα της μέσης ετήσιας απορροής, η αβεβαιότητα στις εκτιμήσεις αυξάνει αισθητά. 6. Η κλασική στοχαστική προσέγγιση δίνει αρκετά συντηρητικές εκτιμήσεις, αρκετά πάνω από το μέσο σενάριο. Με αύξηση του συντελεστή Ηurst, η απόκλιση από το μέσο σενάριο μειώνεται. 6/11/2017 17

Προτάσεις για περαιτέρω διερεύνηση Επέκταση σε συσχετισμένες μεταβλητές και μικρές χρονικές κλίμακες ή κλίμακες με ιδιαιτερότητες (π.χ. διαλείπουσα συμπεριφορά και οι πολύ μεγάλες ασυμμετρίες) Εφαρμογή αντίστοιχης μεθοδολογίας σε άλλες λεκάνες, ώστε να αποτυπωθούν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά κάθε περιοχής, αλλά και σε άλλες υδρομετεωρολογικές διεργασίες. Εφαρμογή της προτεινόμενης προσέγγισης σε κάποιο επιχερησιακό διαχειριστικό πρόβλημα, δηλαδή σε κλίμακα υδροσυστήματος, ώστε να διερενηθεί η επίδραση της δειγματικής αβεβαιότητας των δεδομένων εισόδου στις διάφορες διεργασίες του υδροσυστήματος. 6/11/2017 18

Ευχαριστώ πολύ για την προσοσχή σας! 6/11/2017 19