Υδρολογική και υδραυλική προσομοίωση της Ρεματιάς Χαλανδρίου

Τζέμης, Γεώργιος; Tzemis, Georgios

dc.contributor.author	Τζέμης, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Tzemis, Georgios	en
dc.date.accessioned	2017-07-10T12:15:03Z
dc.date.available	2017-07-10T12:15:03Z
dc.date.issued	2017-07-10
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/45158
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14286
dc.rights	Default License
dc.subject	Υδραυλική	el
dc.subject	Υδρολογική	el
dc.subject	Προσμοίωση	el
dc.subject	Ανάλυση	el
dc.subject	Ευαισθησία	el
dc.subject	HEC-HMS	en
dc.subject	HEC-RAS	en
dc.subject	Simulation	en
dc.subject	Hydraulics	en
dc.subject	Hydrology	en
dc.title	Υδρολογική και υδραυλική προσομοίωση της Ρεματιάς Χαλανδρίου	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Διαχείριση υδατικών πόρων	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/a58c8679e0caeaa39a905eb4c5facaad96bd8dce
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-03-20
heal.abstract	Το αντικείμενο της εργασίας είναι η ολοκληρωμένη περιγραφή της υδρολογικής προσομοίωσης της ρεματιάς Χαλανδρίου, η κατ' επέκταση υδραυλική προσομοίωση της ρεματιάς και τελικά η σύνθεση χαρτών πλημμύρας.Στην παρούσα εργασία περιγράφεται η διαδικασία ανάλυσης πλημμύρας, μέσω των διαδικασιών της υδρολογικής προσομοίωσης λεκάνης πορροής ποταμού και της μετέπειτα υδραυλικής προσομοίωσης των υδατορευμάτων, με τελικό στόχο την εξαγωγή χαρτών πλημμυρικής κατάκλυσης. Η περιοχή μελέτης που επιλέχθηκε βρίσκεται στο Υδατικό Διαμέρισμα Αττικής και συγκεκριμένα στο βορειοανατολικό τμήμα του Νομού, μεταξύ των Δήμων Χαλανδρίου, Βριλησσίων, Πεντέλης και Αμαρουσίου. Η περιοχή χαρακτηρίζεται κυρίως πεδινή. Αφού, πραγματοποιήθηκε η συλλογή πρωτογενών δεδομένων, δηλαδή το ψηφιακό μοντέλο εδάφους, οι χάρτες χρήσεων γης και οι τύποι εδάφους, ξεκίνησε η προεπεξεργασία των πρωτογενών δεδομένων και η οπτικοποίηση των αποτελεσμάτων υπό μορφή χαρτών στο σύστημα γεωγραφικών πληροφοριών ArcGIS, με την χρήση των αντίστοιχων εργαλειοθηκών (επεκτάσεων) HEC-GeoHMS και HEC- GeoRAS. Ακολούθησε η υδρολογική προσομοίωση με την χρήση του λογισμικού HEC-HMS και η υδραυλική προσομοίωση με το HEC-RAS. Συγκεκριμένα, το πρώτο εφαρμόζεται για την προσομοίωση των διεργασιών βροχόπτωσης-απορροής σε λεκάνες απορροής, ενώ το δεύτερο επιτρέπει τη μονοδιάστατη ανάλυση και την προσομοίωση φυσικών υδατορευμάτων ή τεχνητών συστημάτων. Τα προγράμματα HEC-RAS, HEC-HMS, καθώς και οι επεκτάσεις HEC-GeoHMS και HEC-GeoRAS του ArcGIS, είναι σχεδιασμένα από το Σώμα Μηχανικών του Αμερικανικού Στρατού και διατίθενται δωρεάν. Η υδρολογική προσομοίωση πραγματοποιήθηκε για 6 περιόδους αναφοράς Τ=2,5,10,25,50 και 100 έτη μέσω όμβριων καμπυλών. Τα αποτελέσματα ήταν η εξαγωγή πλημμυρογραφημάτων για κάθε υδρολογικό σενάριο, των οποίων οι παροχές αιχμής εισήχθησαν στο λογισμικό HEC-RAS για την υδραυλική ποσομοίωση. Η υδραυλική προσομοίωση του υδατορεύματος διεξήχθη σε συνθήκες μόνιμης ροής έχοντας ως αποτέλεσμα τις γραμμές ενέργειας και τα πιεζομετρικά βάθη για κάθε περίοδο επαναφοράς. Το τελικό προϊόν της υδραυλικής προσομοίωσης ήταν η των πιεζομετρικών επιφανειών, οι οποίες συγκρινόμενες με το ψηφιακό μοντέλο εδάφους υπολόγισαν τα βάθη του νερού. Με τον 16 τρόπο αυτό, ορίστηκαν τα όρια της κατάκλυσης της πλημμύρας και πραγματοποιήθηκε η χαρτογράφηση της πλημμύρας στο πρόγραμμα HEC-RAS για κάθε υδρολογικό σενάριο. Από τα αποτελέσματα προέκυψε σχετικά μικρό πεδίο πλημμυρικών κατακλύσεων με μικρή αύξηση του εμβαδού των κατακλυζόμενων εκτάσεων με την αύξηση της περιόδου επαναφοράς.Τέλος, για την αποτίμηση της βαρύτητας των υδρολογικών παραμέτρων στη λειτουργία των μοντέλων, επιχειρήθηκε μέσω της μεθόδου διακύμανσης μιας παραμέτρου τη φορά (OAT), η ανάλυση ευαισθησίας υδρολογικών παραμέτρων του HEC-HMS και των υδραυλικών παραμέτρων του HEC-RAS και επίδρασή τους στην παροχή αιχμής της βροχόπτωσης 6 ωρών και περιόδου επαναφοράς 50 ετών.	el
heal.abstract	The aim of this thesis is the flood analysis process, through the processes of hydrological river basin simulation and the hydraulic simulation of stream sections and finally the export of flood depth maps and floodplain polygon maps. The study was accomplished through the use of the software, developed by the Hydrologic Engineering Center of the U.S. Army corps of Engineers. Specifically, the methodology takes advantage of the software HEC-HMS, which simulates the hydrologic processes of river basins and determines the design flood hydrographs in several return periods and the software HEC-RAS, which simulates open channel flow (river systems) and computes the energy gradients and piezometric levels along the river. Both packages are compatible with the well-known geographical information system ArcGIS, which can be used for further data processing and visualization for cartographical purposes. The chosen study area is located in the northeastern part of the county of Attica, between the municipalities of Halandri, Vrilissia, Penteli and Maroussi. It’s covering an area of 18,8 km2 and it is divided into 5 sub-basins.For this area the collected raw data, consisted of the digital elevation data, as well as the land use and soil type maps. Since the collection of primary data was carried out, such as digital elevation model, land use and soil type maps, started the pre-procession of raw data and the visualization of results in the form of maps in geographical information system ArcGIS using the respective toolbars (extensions) HEC-GeoHMS and HEC-GeoRAS. After that, the hydrologic simulation was performed through the use of the HEC-HMS software. The representation of watershed hydrologic processes was based in the formulation of models of the computation of rainfall losses, direct runoff and channel flow routing. Baseflow components were omitted on purpose, as a result of their minor role in the final target of the thesis. There are many methods to compute the different models. The selection of the methods was determined by the shorage of the reliable data of the area. Specifically, the SCS method was applied for the computation of rainfall losses and the SCS Unit Hydrograph was applied for the calculation of the direct runoff. The Muskingum Routing and Kinematic Wave Methods was applied for the computation of channel flow. 18 The meteorologic model file consists of a rainfall computed from the rainfall intensity curves, corresponding to the return periods T=2, 5, 10, 25, 50 and 100 years, applied in each subbasin of the case study.Afterwards, the hydraulic simulation was carried out through the use of HEC-RAS, which concerns 2 km of the stream of Chalandri. The river is simulated in steady flow conditions with the relevant boundary conditions. The whole procedure computation is based on the solution of the energy balance equation between river cross sections. In this study the flow was mixed (subcritical and supercritical) and the boundary conditions were applied upstream and downstream of the river. The calculations result in the determination of the piezometric depth, the mean kinetic energy and the energy gradient for every cross section. The final product of the hydraulic and hydrologic simulation provides is the creation of floodplain maps, through the use of HEC-RAS. The software compares the grid values of digital elevation model (topographical elevations) with the corresponding values of piezometric surface (water surface elevations). If the latter is greater than the initial elevat ion, then the corresponding cell gets the value of the subtraction «water surface elevation –topographical elevations». The output product is a new grid surface, which depicts the water depths in the whole area of the river basin. The results showed relatively small field flood flooded with small increase in area of flood plains by increasing the return period. Finally, the sensitivity analysis of hydrological parameters of HEC -HMS and hydraulic parameters of the HEC-RAS was attempted in order to assess the weight of each parameter in the models operation. The method used was the variance method “one parameter at a time (OAT)”.	en
heal.advisorName	Τσιχριντζής, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Βαγγέλης, Χαρίλαος	el
heal.committeeMemberName	Τσακίρης, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών. Τομέας Έργων Υποδομής και Αγροτικής Ανάπτυξης. Εργαστήριο Εγγειοβελτιωτικών Έργων και Διαχείρισης Υδατικών Πόρων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	170 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true