Υδρολογική προσομοίωση σε μηνιαία βάση λεκάνης απορροής και λειτουργίας ταμιευτήρα Κούρη

Παναγιώτου, Μαρία; Panagiotou, Maria

dc.contributor.author	Παναγιώτου, Μαρία	el
dc.contributor.author	Panagiotou, Maria	en
dc.date.accessioned	2018-08-24T07:30:05Z
dc.date.available	2018-08-24T07:30:05Z
dc.date.issued	2018-08-24
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47447
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8392
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	υδρολογική προσομοίωση	el
dc.subject	λεκάνη απορροής	el
dc.subject	ταμιευτήρας	el
dc.subject	Κούρης	el
dc.subject	κλιματική αλλαγή	el
dc.subject	hydrological implementation	el
dc.subject	water balance model	el
dc.subject	catchment	el
dc.subject	reservoir	el
dc.subject	Kouris	el
dc.subject	climate change	el
dc.title	Υδρολογική προσομοίωση σε μηνιαία βάση λεκάνης απορροής και λειτουργίας ταμιευτήρα Κούρη	el
dc.title	Development and implementation of a monthly water balance model for the catchment and the reservoir of Kouris, Cyprus	en
dc.contributor.department	ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ» Κατεύθυνση Α: Υδρολογία και Περιβαλλοντική Διαχείριση Υδατικών Πόρων	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Υδρολογία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-07-12
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία με τίτλο «Υδρολογική προσομοίωση σε μηνιαία βάση λεκάνης απορροής και λειτουργίας ταμιευτήρα Κούρη» έχει ως κύριο αντικείμενο την ανάπτυξη και εφαρμογή ενός μοντέλου προσομοίωσης λειτουργίας του ταμιευτήρα Κούρη συνυπολογίζοντας την κλιματική αλλαγή και την υδρολογική συμπεριφορά της ανάντη λεκάνης απορροής μέσω της διερεύνησης και επιλογής του πλέον κατάλληλου υδρολογικού μοντέλου. Αρχικά γίνεται η οριοθέτηση της λεκάνης απορροής του ποταμού Κούρη, που αποτελεί την περιοχή έρευνας, η οποία βρίσκεται δυτικά της πόλης της Λεμεσού (Κύπρος) και με έκταση που υπολογίστηκε στα 308 km2. Κατόπιν γίνεται αναφορά στα βασικά κατασκευαστικά στοιχεία του φράγματος και έπειτα στο έργο του Νότιου Αγωγού. Αναφέρονται τα κύρια χαρακτηριστικά της λεκάνης όπως τα κλιματικά στοιχεία, η γεωλογία, η γεωργία και η κτηνοτροφία στην περιοχή καθώς και προστατευόμενες περιοχές που υπάρχουν και ανήκουν στο δίκτυο Natura 2000. Επίσης γίνεται και μία κατηγοριοποίηση των χρήσεων γης, όπως προκύπτει από το Corine land cover 2012. Έπειτα το ενδιαφέρον της εργασίας επικεντρώνεται στη συλλογή, αξιολόγηση και επεξεργασία όλων των διαθέσιμων στοιχείων που είναι απαραίτητα για την καλύτερη κατανόηση των υδρολογικών διεργασιών της λεκάνης απορροής και τη διερεύνηση των υδρολογικών σχέσεων μεταξύ των υδρομετεωρολογικών μεταβλητών (κυρίως βροχόπτωσης-απορροής). Για τη επιλογή του καταλληλότερου υδρολογικού μοντέλου για τη λεκάνη απορροής του Κούρη αναπτύσσονται τα μοντέλα βροχής-απορροής ‘‘WBUDG’’ (Μιμίκου, 1991) και ‘‘ABCD’’ (Thomas,1981) με μηνιαίο βήμα, τα οποία είναι ενιαία (lumped), συνεχή (continuous), προσδιοριστικά (deterministic) και φυσικής βάσης (physically based) μοντέλα. Τα μοντέλο αυτά ρυθμίζονται στην λεκάνη απορροής για 12 χρόνια (Οκτώβριος 1990 - Σεπτέμβριος 2002) και επαληθεύονται για 8 χρόνια (Οκτώβριος 2002 - Σεπτέμβριος 2010). Τόσο τα αποτελέσματα της ρύθμισης (Εwbudg=0,56, Εabcd=0,86), όσο και της επαλήθευσης (Εwbudg=0,60, Εabcd=0,81) δείχνουν ότι το μοντέλο ‘‘ABCD’’ είναι ικανό να αποτυπώσει καλύτερα το υδρολογικό καθεστώς της λεκάνης απορροής του Κούρη, λαμβάνοντας υπ’ όψιν του και τις διεργασίες του υπόγειου υδροφορέα, και να αποτιμήσει τους υδατικούς πόρους της περιοχής. Επίσης κρίθηκε εύχρηστο και αξιόπιστο λόγω του μικρού αριθμού παραμέτρων. Προκειμένου να προσδιοριστεί η ευαισθησία των παραμέτρων του εν λόγου μοντέλου για την περιοχή μελέτης, γίνεται ανάλυση ευαισθησίας των τεσσάρων κύριων παραμέτρων (a,b,c,d) του μοντέλου. Εξετάζοντας την ποσοστιαία μεταβολή στη μέση παροχή, ο μοντέλο παρουσιάζει ανομοιόμορφη συμπεριφορά σε μεταβολές εύρους ±25% των παραμέτρων. Η μέθοδος που επιλέχθηκε για την ανάλυση ευαισθησίαςήταν η one-factor-at-a-time και τελικά προέκυψε ότι οι παράμετροι a και c είναι οι πιο ευαίσθητες. Έπειτα με σκοπό τη διερεύνηση της λειτουργιάς του ταμιευτήρα Κούρη αναπτύσσεται ένα απλό μοντέλο προσομοίωσης της λειτουργίας του ταμιευτήρα με βασικές συνιστώσες την παρατηρημένη μηνιαία εισροή από την λεκάνη του Κούρη (παροχή λεκάνης) και από το ταμιευτήρα της Αρμίνου, τη βροχή στη λίμνη του ταμιευτήρα, τις απώλειες λόγω εξάτμισης και κατείσδυσης (υπόγειες) και τις απολήψεις από τον ταμιευτήρα για υδρευτικούς και αρδευτικούς σκοπούς. Με τελικό στόχο το υπολογισμό της επί τοις εκατό αδυναμίας κάλυψης των υδρευτικών και αρδευτικών αναγκών της περιοχής (διακινδύνευση) για τα επόμενα 30 χρόνια και λαμβάνοντας υπ’ όψιν ένα κλιματικό σενάριο για την περιοχή ακολουθείται η παρακάτω διαδικασία. Με την χρήση του αυτοπαλινδρομικού μοντέλου AR(1) για την παραγωγή συνθετικών χρονοσειρών βροχής και θερμοκρασίας και του βαθμονoμημένου μοντέλου ‘‘ABCD’’ παράγονται οι αντίστοιχες συνθετικές χρονοσειρές μήκους 30 ετών, οι οποίες και χρησιμοποιούνται ως δεδομένα εισόδου για την εκτέλεση, αντίστοιχα, 30 υδρολογικών προσομοιώσεων με το ‘’ABCD’’. Έτσι τελικά προκύπτουν οι χρονοσειρές παροχών μήκους 30 ετών. Ακολούθως, με βάση ένα σενάριο κλιματικής αλλαγής που κρίνεται κατάλληλο για την περιοχή προσαρμόζονται οι εν λόγω συνθετικές χρονοσειρές θερμοκρασίας και βροχόπτωσης και με τη χρήση του μοντέλου ‘‘ABCD’’ όπως και προηγουμένως παράγονται χρονοσειρές παροχής οι οποίες και συγκρίνονται με τις αρχικές. Το αποτέλεσμα, όπως είναι λογικό, δείχνει πως η απορροή που προκύπτει είναι μικρότερη λόγω της κλιματικής αλλαγής (υψηλότερη θερμοκρασία – λιγότερη βροχόπτωση) και με την πάροδο του χρόνου η διαφορά (μείωση της παροχής) είναι εντονότερη. Τέλος, υπολογίζονται οι αποθηκευμένοι όγκοι νερού στο φράγμα για μια περίοδο 30 ετών καθώς και ο αριθμός μηνιαίως αστοχιών για την πλήρη κάλυψη των υδρευτικών και αρδευτικών αναγκών. Η παραπάνω διαδικασία πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας: α) Τις χρονοσειρές εισροών από τη λεκάνη Κούρη στο ταμιευτήρα μήκους 30 ετών που προκύπτουν κάτω απο συνθήκες σταθερού και μεταβαλλόμενου κλίματος, β) τις μέσες μηνιαίες εισροές από το φράγμα της Αρμίνου από τα έτη 1998-2010, γ) τη βροχή στη λίμνη (προκύπτει από τη βροχόπτωση σταθερού και μεταβαλλόμενου κλίματος), δ) τις μέσες μηνιαίες απολήψεις του φράγματος (ύδρευση και άρδευση από τα έτη 2003-2010), ε) την μέση μηνιαία εξάτμιση στη λίμνη από τα έτη 1990-2010 και στ) τις μηνιαίες υπόγειες διαφυγές που υπολογίζονται στο στάδιο ρύθμισης του μοντέλου προσομοίωσης λειτουργίας του ταμιευτήρα.	el
heal.abstract	The necessity satisfaction of the increased demands for water in Cyprus, especially for irrigation of the agricultural spreads and the water supply of the urban centers leads to overpump big quantities of water which affects the fall of the level of superficial water ford and subterranean waters. The problem is particularly intense during the summer months, where water demand is particularly high. In order to discover if absolute coverage of demand for the next 30 hydrological years will exist, there has been a simulation of the Kouris dam with the model Simple Counting Failure Method (Tsakiris, 1995) where the simulation is examined and estimates the months of failure. At first, the model was calibrated for a 20 years period; a period which covers the years between 1990 and 2010. This period was chosen because meteorological and hydrological data of the study area were available. Afterwards, in order to estimate the hydrological water balance of Kouris river basin, two models (‘‘ABCD’’ and ‘‘WBUDG’’) were implemented using monthly timeseries. The streamflow generated from the models, as well as, the fluctuation of the monthly streamflow to verification (Q/V) ratio are discussed. The ‘‘ABCD’’ model shows a greater simulation of the streamflow for a 20-year period of the years 1990-2010 than the ‘‘WBUDG’’. Next, the sensitivity of the main hydrological parameters of ‘‘ABCD’’ model through the one-factor-at-a-time (OFAT) sensitivity analysis technique has been determined. For the production of monthly streamflow for a 30-year period, synthetic time series of temperature and rainfall were produced, using the 1st – order autoregressive AR (1) model and were modified appropriately by implementing linearly a climate change scenario. Then, these ‘climatic-synthetic’ time series were used as input data for the calibrated ‘‘ABCD’’. Finally, the months of failure were estimated, using the results of the ‘‘ABCD’’ model as input data for the calibrated model which simulates the operation of Kouris dam.	en
heal.advisorName	Μπαλτάς, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Νάνου, Α.	el
heal.committeeMemberName	Τσιχριντζής, Β.	el
heal.academicPublisher	Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	true