Πλημμύρες & αντιπλημμυρικά έργα

Σχετικά έγγραφα
Πλημμύρες Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS

Πληµµύρες και αντιπληµµυρικά έργα

Προχωρημένη Υδρολογία Γεωμορφολογία και απορροή

ΤΕΧΝΙΚΗ ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΥΔΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΑ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ ΔΙΗΘΗΣΗ

Πλημμύρες & αντιπλημμυρικά έργα

ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ-ΘΕΩΡΙΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΕΞΕΤΑΣΗΣ: 30 ΛΕΠΤΑ ΜΟΝΑΔΕΣ: 3 ΚΛΕΙΣΤΑ ΒΙΒΛΙΑ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ. Ενότητα 8:Υδρογραφήματα-ΜοναδιαίοΥδρογράφημα - Συνθετικό Μοναδιαίο Υδρογράφημα: Ασκήσεις. Καθ. Αθανάσιος Λουκάς

Υδροµετεωρολογία. Εισαγωγή στα υδρογραφήµατα. Νίκος Μαµάσης, Αθήνα 2009 ΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΑ

υδρογραφήματος Μάθημα: ΥΔΡΟΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Φώτιος Π. Μάρης, Αναπλ. Καθηγητής Δ.Π.Θ. 11 η Διάλεξη : Μοντελοποίηση μοναδιαίου Πολυτεχνική Σχολή

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

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

Πλημμύρες Φυσικό πλαίσιο-γεωμορφολογία και απορροή

ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Τεχνική Υδρολογία Διαγώνισμα κανονικής εξέτασης

ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Τεχνική Υδρολογία Διαγώνισμα κανονικής εξέτασης

Εφαρµογές γεωγραφικών επεξεργασιών

ΤΕΧΝΙΚΗ Υ ΡΟΛΟΓΙΑ. Εισαγωγή στην Υδρολογία. Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων

Εφαρμογές πληροφορικής σε θέματα πολιτικού μηχανικού

ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ. Ενότητα 2: Στοιχεία Μετεωρολογίας Υετόπτωση: Ασκήσεις. Καθ. Αθανάσιος Λουκάς. Εργαστήριο Υδρολογίας και Ανάλυσης Υδατικών Συστημάτων

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ 5. ΑΠΟΡΡΟΗ

Πλημμύρες & αντιπλημμυρικά έργα

Η συμβολή των Συστημάτων Γεωγραφικής Πληροφορίας στον υδρολογικό σχεδιασμό

Γιατί μας ενδιαφέρει; Αντιπλημμυρική προστασία. Παροχή νερού ύδρευση άρδευση

«ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΠΟΙΗΣΗΣ ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΟΥ ΥΠΟΜΟΝΤΕΛΟΥ ΤΟΥ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΥΔΡΟΓΕΙΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΗ ΛΕΚΑΝΗ ΤΟΥ ΒΟΙΩΤΙΚΟΥ ΚΗΦΙΣΟΥ»

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

ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΣΤΟ ΕΔΑΦΟΣ

Εισαγωγή στα υδρογραφήµατα

Εφαρμογές Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Διαχείριση Υδατικών Πόρων Συνοπτική επισκόπηση της διαχείρισης των υδατικών πόρων στην Ελλάδα

ΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΗ Υ ΡΟΛΟΓΙΑ. Εκτίµηση εισερχόµενης ηλιακής ακτινοβολίας σε λεκάνη απορροής µε χρήσησγπ

Εφαρμογές πληροφορικής σε θέματα πολιτικού μηχανικού

Τα υδρολογικά µοντέλα του Υδροσκοπίου

ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ. Ενότητα 1: Εισαγωγή στις υδρολογικές διεργασίες- Ασκήσεις. Καθ. Αθανάσιος Λουκάς. Εργαστήριο Υδρολογίας και Ανάλυσης Υδατικών Συστημάτων

ΨΗΦΙΑΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ Ε ΑΦΟΥΣ

ΧΑΡΟΚΟΠΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΓΡΑΦΙΑΣ. Πεντέρης Δημήτρης, Καλογερόπουλος Κλεομένης, Χαλκιάς Χρίστος

15η Πανελλήνια Συνάντηση Χρηστών Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών ArcGIS Ο ΥΣΣΕΥΣ

ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ. Ενότητα 4: Όμβριες Καμπύλες. Καθ. Αθανάσιος Λουκάς. Εργαστήριο Υδρολογίας και Ανάλυσης Υδατικών Συστημάτων. Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών

Αστικά υδραυλικά έργα

ΤΕΧΝΙΚΗ Υ ΡΟΛΟΓΙΑ. Εισαγωγή στην Υδρολογία (1η Άσκηση)

Χρήση των ArcGIS, ArcHYDRO Tools και HEC GeoRASγια τον προσδιορισµό των Ζωνών Προστασίας των φραγµάτων ύδρευσης της Κύπρου.

Διαχείριση Υδατικών Πόρων Εισαγωγή στη βελτιστοποίηση συστημάτων υδατικών πόρων

ΑΣΚΗΣΗ 5A.4 (Εφαρμογή 5.1 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΥΔΡΟΛΟΓΙΑΣ, Κωνσταντίνου Μπέλλου, 2005)

υδρογεωλογικών διεργασιών και λειτουργίας υδροσυστήµατος υτικής Θεσσαλίας

Αστικά υδραυλικά έργα

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

Πλημμύρες & αντιπλημμυρικά έργα

ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ. Ενότητα 4: Όμβριες Καμπύλες - Ασκήσεις. Καθ. Αθανάσιος Λουκάς. Εργαστήριο Υδρολογίας και Ανάλυσης Υδατικών Συστημάτων

Το νερό είναι το μάτι ενός τοπίου. ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΡΕΜΑΤΩΝ Από τον Γεώργιο Ζαΐμη

Τεχνική Υδρολογία (Ασκήσεις)

Ατομικά Δίκτυα Αρδεύσεων


ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

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

Γεωµορφοµετρικά Χαρακτηριστικά των Υδρολογικών Λεκανών της Ελλάδας

Κώστας Αριστείδου Msc Env. Eng. UIUC Διπλ. Πολ. Μηχ. ΕΜΠ. Η χρήση ΓΣΠ στις εργασίες της Υπηρεσίας Υδρολογίας & Υδρογεωλογίας του ΤΑΥ

Υδρογραφήματα υδρορρευμάτων δείχνει την παροχή ενός ποταμού σε μια απλή θέση ως συνάρτηση του χρόνου

Πλημμύρες & αντιπλημμυρικά έργα

Δ. Κουτσογιάννης & Θ. Ξανθόπουλος Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο - Τομέας Υδατικών Πόρων Ι Ê Η Ñ Ο Λ Ï. Έκδοση 3 Αθήνα 1999

Υδροµετεωρολογία. Yδρογραφήµατα- ιόδευση. Νίκος Μαµάσης, Αθήνα 2009 ΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΑ- ΙΟ ΕΥΣΗ ΜΟΝΑ ΙΑΙΟ Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑ

1. ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ & ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Εξάμηνο: Κωδικός μαθήματος:

Τυπικές και εξειδικευµένες υδρολογικές αναλύσεις

ΠΛΗΜΜΥΡΕΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΠΛΗΜΜΥΡΙΚΑ ΕΡΓΑ ΑΝΑΣΚΟΠΙΣΗ Υ ΡΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΜΜΥΡΩΝ

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

Σχολή Περιβάλλοντος, Γεωγραφίας & Εφαρμοσμένων Οικονομικών. Τμήμα Γεωγραφίας. Εφαρμογές Γεωπληροφορικής στην διαχείριση καταστροφών

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

Διαχείριση Υδατικών Πόρων

ΤΕΧΝΙΚΗ Υ ΡΟΛΟΓΙΑ. Απορροή, Κατακράτηση και ιήθηση (4 η Άσκηση)

Μηχανές Πλοίου ΙΙ (Ε)

Γεωµορφοµετρικά Χαρακτηριστικά των Υδρολογικών Λεκανών της Ελλάδας

ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕ ΧΡΗΣΗ Η/Υ

Πλημμύρες & αντιπλημμυρικά έργα

ΜΑΘΗΜΑ ΠΛΗΜΜΥΡΕΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΠΛΗΜΜΥΡΙΚΑ ΕΡΓΑ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου. Ενότητα Α: Γραμμικά Συστήματα

Ατομικά Δίκτυα Αρδεύσεων

Εξάτμιση και Διαπνοή

Πίνακας 1: Μ.ΥΓ. 6 ωρών

Τεχνική Υδρολογία - Αντιπλημμυρικά Έργα

Αστικά υδραυλικά έργα

Αστικά υδραυλικά έργα

ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΗ ΚΑΙ ΒΙΩΣΙΜΗ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΠΛΗΜΜΥΡΙΚΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΣΕ ΕΠΙΠΕ Ο ΛΕΚΑΝΗΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΚΑΙ GIS

Περιβαλλοντική Γεωτεχνική Θεματική Ενότητα 7 Μεταφορά ρύπων στο υπόγειο νερό

Αστικά δίκτυα αποχέτευσης ομβρίων

Οδοποιία ΙΙI (Σχεδιασμός & Λειτουργία κόμβων)

Τεχνική Υδρολογία (Ασκήσεις)

Μοντέλο Υδατικού Ισοζυγίου

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Β. Διαφορικός Λογισμός

Φυσικοί και Περιβαλλοντικοί Κίνδυνοι (Εργαστήριο) Ενότητα 7 Πλημμύρες πλημμυρικές απορροές ρ. Θεοχάρης Μενέλαος

ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ. Ενότητα 1: Εισαγωγή στις υδρολογικές διεργασίες. Καθ. Αθανάσιος Λουκάς. Εργαστήριο Υδρολογίας και Ανάλυσης Υδατικών Συστημάτων

Αστικά υδραυλικά έργα

Εφαρμογές Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών

Τεχνικό Τοπογραφικό Σχέδιο

Έλεγχος Ποιότητας και Τεχνολογία Δομικών Υλικών

ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ ΠΡΟΤΥΠΩΝ. ΕΝΟΤΗΤΑ: Γραμμικές Συναρτήσεις Διάκρισης. ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ: Βλάμος Π. Αυλωνίτης Μ. ΙΟΝΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

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

Υδρεύσεις Αποχετεύσεις - Αρδεύσεις

Διαχείριση Υδατικών Πόρων

ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ:

Εκμετάλλευση και Προστασία των Υπόγειων Υδατικών Πόρων

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Πρόλογος... xi Foreword... xv ΠΗΓΕΣ ΚΑΙ ΔΟΜΕΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

Transcript:

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος Πλημμύρες & αντιπλημμυρικά έργα Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS Νίκος Μαμάσης, Επίκουρος Καθηγητής ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών

Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

Πλημμύρες Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS Νίκος Μαμάσης Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων Αθήνα 2014

Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS (1/10) Η τεχνολογία των Συστημάτων Γεωγραφικής Πληροφορίας (ΣΓΠ ή GIS), τα οποία διαχειρίζονται με χρήση υπολογιστών την τοπογραφική και άλλη γεωγραφικά κατανεμημένη πληροφορία (αντικαθιστώντας τους παραδοσιακούς χάρτες με ψηφιακά αρχεία), επιτρέπει την αντιμετώπιση ποικίλων υδρολογικών προβλημάτων. Οι τεχνικές που υποστηρίζονται από τα ΣΓΠ επιτρέπουν την υλοποίηση εφαρμογών όπως: Παρεμβολή και επιφανειακή ολοκλήρωση υδρολογικών μεταβλητών Εισερχόμενη ακτινοβολία και δυνητική διάρκεια ηλιοφάνειας σε λεκάνη απορροής, λαμβάνοντας υπόψη την σκίαση και τις κλίσεις του ανάγλυφου Εξαγωγή μορφολογικών χαρακτηριστικών λεκάνης απορροής Εξαγωγή υδρολογικών ιδιοτήτων λεκάνης απορροής με βάση τον κάνναβο του υψομέτρου (συγκέντρωση ροής, υδρογραφικό δίκτυο) Υποβοήθηση της κατάρτισης μοναδιαίου υδρογραφήματος Χωροχρονική εκτίμηση πλημμυρών Συσχέτιση απορροής με δεδομένα λεκάνης (εδαφολογία, φυτοκάλυψη, γεωλογία, χρήσεις γης κλπ) Γενικά 4

Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS (2/10) Συναρτήσεις ανάλυσης επιφανειών Οι συναρτήσεις αυτές είναι διαδεδομένες σε όλα σχεδόν τα ΣΓΠ, δεδομένου ότι χρησιμοποιούνται σε πολλές κατηγορίες εφαρμογών. Εφαρμόζονται στον κάνναβο υψομέτρου και δημιουργούν έναν παράγωγο κάνναβο με τα ίδια χαρακτηριστικά (διαστάσεις, μέγεθος κυττάρου), ο οποίος περιέχει τις υπολογισμένες από τη συνάρτηση τιμές Άποψη (aspect) Προσδιορίζει την διεύθυνση της μεγαλύτερης κλίσης κάθε κυττάρου σε σχέση με τα οκτώ γειτονικά του. Οι τιμές στον υπολογισμένο κάνναβο συνήθως κυμαίνονται από 0-360 (διεύθυνση σε μοίρες) Κλίση (slope) Προσδιορίζει την μεγαλύτερη κλίση κάθε κυττάρου σε σχέση με τα οκτώ γειτονικά του. Οι τιμές στον υπολογισμένο κάνναβο κυμαίνονται από 1-100 (κλίση %) Σκίαση αναγλύφου (hillshade) Προσδιορίζει τον φωτισμό της επιφάνειας. Με την συνάρτηση αυτή μπορεί να υπολογιστεί η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας σε κάθε θέση. Οι τιμές στον υπολογισμένο κάναβο κυμαίνονται από 1-256 (αυθαίρετη κλίμακα, όπου το 1 αντιστοιχεί σε πλήρη σκίαση) Ισοϋψείς (contours) Προσδιορίζει τις ισοϋψείς καμπύλες για επιλεγμένη ισοδιάσταση. Δεν δημιουργεί κάνναβο αλλά γραμμικό επίπεδο πληροφορίας 5

Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS (3/10) Σχήμα 2: Κάναβος υψομέτρου (m) Σχήμα 1: Θέση λεκάνης Μεσοχωρίου 0-300 300-600 600-900 900-1200 1200-1500 1500-1800 1800-2100 2100-2400 > 2400 6

Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS (4/10) Σχήμα 3: Άποψης (μοίρες) Σχήμα 4: Κλίσης (%) Σχήμα 5: Σκίασης ανάγλυφου (1-256) Ε π ί π ε δ ο ( - 1 ) Β ό ρ ε ι α ( 0-2 2. 5, 3 3 7. 5-3 6 0 ) Β ο ρ ε ι α ν α τ ο λ ι κ ή ( 2 2. 5-6 7. 5 ) Α ν α τ ο λ ι κ ή ( 6 7. 5-1 1 2. 5 ) Ν ο τ ι α ν α τ ο λ ι κ ή ( 1 1 2. 5-1 5 7. 5 ) Ν ό τ ι α ( 1 5 7. 5-2 0 2. 5 ) Ν ο τ ι ο δ υ τ ι κ ή 2 0 2. 5-2 4 7. 5 ) Δ υ τ ι κ ή ( 2 4 7. 5-2 9 2. 5 ) Β ο ρ ε ι ο δ υ τ ι κ ή ( 2 9 2. 5-3 3 7. 5 ) 0-5 5-10 10-15 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40 > 40 7

Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS (5/10) Οι υδρολογικές συναρτήσεις εφαρμόζονται στον κάνναβο υψομέτρου είτε σε παράγωγους, και δημιουργούν έναν άλλο παράγωγο κάνναβο με τα ίδια χαρακτηριστικά (διαστάσεις, μέγεθος κυττάρου), ο οποίος περιέχει τις υπολογισμένες από την συνάρτηση τιμές. Κοιλοτήτων (sink) Εφαρμόζεται στον κάνναβο υψομέτρου και εντοπίζει τα κύτταρα που είναι χαμηλότερα και από τα οκτώ γειτονικά (κοιλότητες) Εξάλειψη κοιλοτήτων (Fill) Εφαρμόζεται στον κάνναβο υψομέτρου και εξαλείφει τις κοιλότητες Σχήμα 6: Υδρολογικές συναρτήσεις Πηγή: ArcGIS 10 Help 8

Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS (6/10) Διεύθυνση ροής (flow direction). Εφαρμόζεται στον κάνναβο υψομέτρου και υπολογίζει για κάθε κύτταρο προς τα που θα κατευθυνθεί η ροή. Συγκέντρωση ροής (flow accumulation) Εφαρμόζεται στον κάνναβο διεύθυνσης ροής και υπολογίζει σε κάθε κύτταρο τον αριθμό των κυττάρων που απορρέουν σε αυτόν Υψομέτρου (m) Διεύθυνσης ροής Συγκέντρωσης ροής Υπολογισμός μέγιστης κλίσης Θεωρώντας κάνναβο διάστασης 100 m υπολογίζονται οι κλίσεις προς τα οκτώ γειτονικά κύτταρα και η ροή κατευθύνεται προς τη μεγαλύτερη. Η απόσταση μεταξύ διαγωνίων κυττάρων είναι 100*2 0.5 Σχήμα 7: Κάνναβοι ροής 9

Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS (7/10) Υπολεκάνη απορροής (watershed) Προσδιορίζει τις υπολεκάνες απορροής σε συγκεκριμένα σημεία του χώρου Μήκος ροής (flowlength) Εφαρμόζεται στον κάνναβο διεύθυνσης ροής και υπολογίζει το μήκος της ροής κάθε κυττάρου μέχρι την έξοδο της λεκάνης Τάξη ρεμάτων (Stream order) Ταξινόμηση υδατορευμάτων κατά Strahler (1957) και Shreve (1966). Σχήμα 8: Κάνναβοι ροής Πηγή: ArcGIS 10 Help 10

Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS (8/10) Περιοχή μελέτης Σχήμα 9: Θέση λεκάνης Πύλης Σχήμα 10: Κάναβος υψομέτρου (m) 0-300 300-600 600-900 900-1200 1200-1500 1500-1800 1800-2100 2100-2400 > 2400 11

PiflowacPilhbas.shpPiflowacPilhbas.shpPiflowacPilhbas.shpPiflowacPilhbas.shpPiflowacPilhbas.shpPiflowacPilhbas.shpPiflowacPilhbas.shp Διεύθυνσης ροής Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS (9/10) Συγκέντρωσης ροής Υδρογραφικού δικτύου Απόστασης ροής (km) 1 2 4 8 16 32 64 128 Σχήμα 11: Παράγωγοι κάνναβοι 0-1000 1000-5000 5000-7500 7500-10000 > 10000 ΨΗΦΙΟΠΟΙΗΜΕΝΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΕΝΟ 0-4 4-7 7-10 10-13 13-16 16-19 19-22 22-25 25-28 12

Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS (10/10) Σχήμα 12: Λεκάνη Αράχθου στη θέση Τσίμοβο 13

Χρήσεις γης Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους Διεύθυνση ροής Ταχύτητες χερσαίας ροής (m/s) Τάξεις υδρογραφικού δικτύου κατά Strahler Συγκέντρωση ροής Συνολικές ταχύτητες ροής (m/s) Σχήμα 13: Εκτίμηση απορροής με τη χρήση ισοχρόνων καμπυλών 14

Συνολικές ταχύτητες ροής (m/s) Παροχή m3/s Αριθμός κυττάρων Χρόνοι απορροής (hr) 300 200 100 Μοναδιαίο υδρογράφημα 1h Ui m 3 /s =Ni * 0.01 m * 62500 m 2 / 3600 s Όγκος: 6.2 hm 3 (10 mm * 624 km 2 ) 1600 1200 800 400 Αριθμός κυττάρων που απορρέουν κάθε ώρα Σύνολο: 9988 Επιφάνεια: 62500 m 2 Έκταση: 624 km 2 0 0 5 10 15 20 Χρόνος (hr) Σχήμα 14: Εκτίμηση απορροής με τη χρήση ισοχρόνων καμπυλών (συνέχεια) 0 0 5 10 15 20 Χρόνος (hr) 15

Διάσταση: 250 m Αριθμός κυττάρων: 9988 Σχήμα 15: Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους 16

Σχήμα 16: Κλίσεις εδάφους 17

Σχήμα 17: Χρήσεις γης, Συντελεστής κ*100 18

Σχήμα 18: Συντελεστής κ*100 19

V (m/s)=k*s (m/m) 1/2 Σχήμα 19: Ταχύτητες χερσαίας ροής (m/s) 20

Σχήμα 20: Διεύθυνση ροής 21

Σχήμα 21: Συγκέντρωση ροής 22

Κατώφλι κυττάρων: 1600 Κατώφλι κυττάρων: 400 Κατώφλι κυττάρων: 50 Σχήμα 22: Υδρογραφικό δίκτυο 23

Κατώφλι κυττάρων: 30 Σχήμα 23: Υδρογραφικό δίκτυο 24

Ταχύτητες ροής υδρογραφικού δικτύου ανά τάξη (m/s) 1 0.8 2 1 3 1.2 4 1.4 Σχήμα 24: Τάξεις υδρογραφικού δικτύου κατά Strahler 25

Σχήμα 25: Συνολικές ταχύτητες ροής (m/s) 26

Σχήμα 26: Χρόνοι απορροής (hr) 27

Παροχή m3/s Αριθμός κυττάρων 1600 1200 Αριθμός κυττάρων που απορρέουν κάθε ώρα Ni Σύνολο κυττάρων: 9988 Επιφάνεια κυττάρου: 62500 m 2 Έκταση: 624 km 2 800 400 0 0 5 10 15 20 Χρόνος (hr) Σχήμα 27: Αριθμός κυττάρων που απορρέουν κάθε ώρα Ni 300 Ui m 3 /s =Ni * 0.01 m * 62500 m 2 / 3600 s Μοναδιαίο υδρογράφημα 1h Όγκος: 10 mm * 624 km 2 = 6.2 hm 3 200 100 0 0 5 10 15 20 Χρόνος (hr) Σχήμα 28: Μοναδιαίο υδρογράφημα 1h 28

Παροχή m3/s Παροχή m3/s Παροχή m3/s 2000 1500 1000 500 0 2000 1500 1000 0 10 20 30 40 50 Χρόνος (hr) Σχήμα 29: Yδρογράφημα βροχής 30 ωρών σταθερής έντασης 10 mm/hr 2000 1500 1000 500 0-500 0 10 20 30 40 50 Χρόνος (hr) 500 0-500 0 10 20 30 40 50 Χρόνος (hr) Σχήμα 30: Yδρογράφημα βροχής 12 ωρών σταθερής έντασης 10 mm/hr Σχήμα 31: Yδρογράφημα βροχής 21 ωρών σταθερής έντασης 10 mm/hr 29

Παροχή (m3/s) Παρατηρημένο υετόγραμμα (15.5mm) 5 4 Όγκος μοναδιαίου: 6.24 hm 3 Όγκος βροχής 15.5 mm: 9.77 hm 3 Καθαρή βροχή: (2.18/9.77)*15.5=3.5 mm 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 Καθαρός όγκος απορροής: 2.18 hm 3 100 80 60 40 20 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Χρόνος (hr) Σχήμα 32: Παρατηρημένο υδρογράφημα 30

Παροχή (m3/s) Καθαρό υετόγραμμα (3.5mm) 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 Υπολογισμένο καθαρό υδρογράφημα (2.18 hm 3 ) 100 80 60 Παρατηρημένο καθαρό υδρογράφημα (2.18 hm 3 ) 40 20 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 Χρόνος (hr) Σχήμα 33: Υπολογισμένο και παρατηρημένο καθαρό υδρογράφημα 31

Διάγραμμα υπολογισμού ταχυτήτων χερσαίας ροής (m/s) 32

Διάγραμμα υπολογισμού ταχυτήτων υδρογραφικού δικτύου (m/s) 33

Διάγραμμα υπολογισμού χρόνων απορροής (s) 34

Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS (1/4) Κατάρτιση μοναδιαίου υδρογραφήματος με κανναβικά δεδομένα DEM Πλήρωση βυθισμάτων DEM Κάναβος τραχύτητας εδάφους Ταχύτητα χερσαίας ροής Κλίσεις εδάφους Διεύθυνση ροής Ταχύτητα ροής υδρογραφικού δικτύου Κατώφλι Συγκέντρωση ροής Μήκος ροής Αθροιστικές ταχύτητες ροής Υδρογραφικό δίκτυο Αντιστροφή Βάρη Τιμές ταχύτητας Κατάταξη υδρογραφικού δικτύου Χρόνοι απορροής Πηγή: Καββαδά Ο., Ανάλυση μεθόδων βροχής απορροής σε υδρολογικά μοντέλα με χρήση Σ.Γ.Π., Μεταπτυχιακή εργασία, ΕΜΠ, 2012 Ιστόγραμμα 35

Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS (2/4) LANDUSE DEM SLOPE OVERLAND FLOW FLOW DIRECTION CHANNEL FLOW VELOCITY FLOW ACCUMULATION Σχήμα 34: Μέθοδος χρόνου - επιφάνειας STRAHLER ACCUM TIME 36

Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS (3/4) Υπολογισμός παροχής Σταθμοί βροχόπτωσης IDW Επιφανειακή κατανομή βροχόπτωσης Χρόνοι απορροής Pixel που απορρέουν σε 1, 2, 3 ώρες Pixel με χιλιοστά βροχής που δέχονται Πηγή: Καββαδά Ο., Ανάλυση μεθόδων βροχής απορροής σε υδρολογικά μοντέλα με χρήση Σ.Γ.Π., Μεταπτυχιακή εργασία, ΕΜΠ, 2012 Επεξεργασία πίνακα περιγραφικών χαρακτηριστικών Υπολογισμός παροχής Επαναληπτική διαδικασία Πλημμυρογράφημα Πίνακας Συνολικής Παροχής 37

ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΣΓΠ (1/2) ΣΤΑΘΜΟΙ ΕΠΙΦ. ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΧΡΟΝΟΙ ΑΠΟΡΡΟΗΣ ΑΠΟΡΡΟΗ ΣΕ 5h ΑΠΟΡΡΟΗ ΣΕ 5h με mm βροχής Σχήμα 35: Υπολογισμός παροχής Πηγή: Καββαδά Ο., Ανάλυση μεθόδων βροχής απορροής σε υδρολογικά μοντέλα με χρήση Σ.Γ.Π., Μεταπτυχιακή εργασία, ΕΜΠ, 2012 38 ΠΛΗΜΜΥΡΟΓΡΑΦΗΜΑ

ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΣΓΠ (2/2) Σχήμα 36: Επίδραση συντελεστή τραχύτητας στο μοναδιαίο υδρογράφημα Πηγή: Καββαδά Ο., Ανάλυση μεθόδων βροχής απορροής σε υδρολογικά μοντέλα με χρήση Σ.Γ.Π., Μεταπτυχιακή εργασία, ΕΜΠ, 2012 39

Υδρολογικές εφαρμογές με τη χρήση GIS (4/4) Σχήμα 37: Επίδραση κατωφλίου στο μοναδιαίο υδρογράφημα 40 Πηγή: Καββαδά Ο., Ανάλυση μεθόδων βροχής απορροής σε υδρολογικά μοντέλα με χρήση Σ.Γ.Π., Μεταπτυχιακή εργασία, ΕΜΠ, 2012

Μοντέλο Υδατικού Ισοζυγίου Κατακρήμνιση P Μέγιστη μέση ημερήσια θερμοκρασία Τ min Ελάχιστη μέση ημερήσια θερμοκρασία Τ min Δυνητική Εξατμοδιαπνοή E p Μέση θερμοκρασία T m Πραγματική Εξατμοδιαπνοή E p Ποσοστό αδιαπέρατης επιφάνειας ν Χωρητικότητα δεξαμενής εδαφικής υγρασίας Κ Απόθεμα δεξαμενής εδαφικής υγρασίας S Συντελεστής στείρευσης εδαφικής υγρασίας κ Συνολική απορροή Q Απόθεμα δεξαμενής υπόγειου νερού G Συντελεστής στείρευσης υπόγειου νερού λ Σχήμα 38: Λειτουργία του μοντέλου 41

Η Εφαρμογή στο ΣΓΠ (1/5) Λεκάνη Κρεμαστών Σχήμα 39: Περιοχή μελέτης 42

Η Εφαρμογή στο ΣΓΠ (2/5) Σχήμα 40: Δημιουργία επιφάνειας κατακρήμνισης με Kriging 43

Η Εφαρμογή στο ΣΓΠ (3/5) Επιφάνεια θερμοκρασίας T i T c* H cell H Σχήμα 41: Επιφάνεια θερμοκρασίας Σχήμα 42: Επιφάνεια δυνητικής εξατμοδιαπνοής T i θερμοκρασία στα κύτταρα της λεκάνης Τ Σ θερμοκρασία στο υψόμετρο του σταθμού H cell υψόμετρο κυττάρου από DTM Η Σ υψόμετρο σταθμού c θερμοβαθμίδα Επιφάνεια δυνητικής εξατμοδιαπνοής Υπολογισμός εξατμοδιαπνοής: Μέθοδος Penman Υπολογισμός επιφανειών: Γραμμική παλινδρόμηση με εξαρτημένη μεταβλητή την εξατμοδιαπνοή (E D) και ανεξάρτητες το υψόμετρο (Ζ) και τη θερμοκρασία (Τ m ) E D = -0.342*Z -0.0064*T m + 30.684 44

Η Εφαρμογή στο ΣΓΠ (4/5) T min 0 o C X=0 & R=P T max <0 o C X= P & R= 0 T min <0 o C & T max 0 o C X= Sc i *P & R= (1-Sc i )*P Sc i T T min T max min Κατακρήμνιση P Βροχόπτωση R Χιονόπτωση X Σχήμα 43: Επιμερισμός κατακρήμνισης σε βροχόπτωση και χιονόπτωση 45

Η Εφαρμογή στο ΣΓΠ (5/5) SM DDF* Tm* ND Τήξη χιονιού: Spro DDF παράγων βαθμοημερών σε mm/ o C/day Tm κάναβος μέσης θερμοκρασίας ND αριθμός ημερών μήνα Sπρο απόθεμα στην αρχή του μήνα Απόθεμα στο τέλος του μήνα =Απόθεμα στην αρχή του μήνα -Τήξη χιονιού Σχήμα 44: Επιφάνεια τήξης χιονιού 46

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Σχήμα 6: Υδρολογικές συναρτήσεις, ArcGIS 10 Help, CC: BY-NC-SA Σχήμα 8: Κάνναβοι ροής, ArcGIS 10 Help, CC: BY-NC-SA Σχήμα 35: Υπολογισμός παροχής, Καββαδά Ο., Ανάλυση μεθόδων βροχής απορροής σε υδρολογικά μοντέλα με χρήση Σ.Γ.Π., Μεταπτυχιακή εργασία, ΕΜΠ, 2012, CC: BY-NC-SA Σχήμα 36: Επίδραση συντελεστή τραχύτητας στο μοναδιαίο υδρογράφημα, Καββαδά Ο., Ανάλυση μεθόδων βροχής απορροής σε υδρολογικά μοντέλα με χρήση Σ.Γ.Π., Μεταπτυχιακή εργασία, ΕΜΠ, 2012, CC: BY-NC-SA Σχήμα 37: Επίδραση κατωφλίου στο μοναδιαίο υδρογράφημα, Καββαδά Ο., Ανάλυση μεθόδων βροχής απορροής σε υδρολογικά μοντέλα με χρήση Σ.Γ.Π., Μεταπτυχιακή εργασία, ΕΜΠ, 2012, CC: BY-NC-SA 47

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Ε.Μ.Π.» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.