Impact of time's arrow on streamflow and its stochastic modelling

Βαβουλογιάννης, Στέλιος; Vavoulogiannis, Stelios

dc.contributor.author	Βαβουλογιάννης, Στέλιος	el
dc.contributor.author	Vavoulogiannis, Stelios	en
dc.date.accessioned	2020-09-01T08:48:19Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/51036
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.18734
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Βέλος χρόνου	el
dc.subject	Στοχαστική μοντελοποίηση	el
dc.subject	Τυχαιότητα	el
dc.subject	Απορροή	el
dc.subject	Χρονική ασυμμετρία	el
dc.subject	Time's arrow	en
dc.subject	Stochastic modelling	el
dc.subject	Randomness	el
dc.subject	Streamflow	el
dc.subject	Temporal asymmetry	el
dc.title	Impact of time's arrow on streamflow and its stochastic modelling	en
dc.title	Η επιρροή του βέλους του χρόνου στην απορροή και στην στοχαστική της μοντελοποίηση	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ	el
heal.classification	ΔΙΑΧΕΙΡΗΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ	el
heal.classification	HYDROLOGY	en
heal.classification	WATER RESOURCES MANAGEMENT	el
heal.dateAvailable	2021-08-31T21:00:00Z
heal.language	en
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-02-07
heal.abstract	Διερευνούμε την επιρροή του βέλους του χρόνου στις υδρολογικές διεργασίες. Στην αρχή παρουσιάζεται ο ρόλος της στοχαστικής προσομοίωσης και της αβεβαιότητας. Η αβεβαιότητα είναι ένας σημαντικός παράγοντας στις φυσικές επιστήμες και στην επιστήμη του μηχανικού. Η μελέτη της πιθανοτικής συμπεριφοράς ενός συστήματος είναι απαραίτητη λαμβάνοντας υπόψιν ότι το θέμα της αβεβαιότητας είναι σημαντικό και πρέπει το τα διαχειριστούμε. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η στοχαστική προσομοίωση ή αλλιώς προσομοίωση Monte Carlo είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για την παροχή αριθμητικών εκτιμήσεων των στοχαστικών χαρακτηριστικών της απόκρισης του συστήματος. H μακροπρόθεσμη χρονική εξάρτηση ή εμμονή είναι στενά συνδεδεμένη με την αβεβαιότητα και είναι σημαντική για την υδρολογία. Μελετάται μέσω σχετικής βιβλιογραφίας και μοντέλων. Το βέλος του χρόνου συνδέεται επίσης στενά με την τυχαιότητα και την αβεβαιότητα και έχει σημαντικό ρόλο στην επιστήμη. Έχει εφαρμοστεί στις στοχαστικές μεθόδους για κάποιο χρονικό διάστημα, αλλά έχει προσελκύσει πρόσφατα την προσοχή σε δημοσιεύσεις σχετικές με την υδρολογία. Έρευνες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η χρονική ασυμμετρία της φυσικής διεργασίας της απορροής υπάρχει για την κλίμακα μερικών ημερών και αυτό υπογραμμίζει την ανάγκη αναπαραγωγής της σε προσομοιώσεις πλημμυρών. Μετά από μία ανασκόπηση της σχετικής βιβλιογραφίας χρησιμοποιείται μια αναλυτική μέθοδος βασισμένη σε ένα σχήμα ασύμμετρου κινητού μέσου (AMA) για την παραγωγή συνθετικών χρονοσειρών με χρονική ασυμμετρία. Αυτή η εργασία προτείνει μια τροποποίηση της μεθόδου για την προσομοίωση της ασυμμετρίας του χρόνου σε δύο κλίμακες ταυτόχρονα. Για να δοκιμαστεί η αποτελεσματικότητα αυτής της μεθόδου στον φυσικό κόσμο, γίνεται μια μελέτη με πραγματικά δεδομένα. Διερευνάται η χρονική ασυμμετρία των χρονοσειρών απορροής, από τη μεγάλη βάση δεδομένων του USGS, σε ωριαία κλίμακα.	el
heal.abstract	We investigate the impact of time’s arrow on hydrological processes. The role of stochastic simulation and uncertainty is first investigated. Uncertainty is a major factor in physical sciences and engineering. The probabilistic behavior of an engineering system is essential considering that uncertainty issues are important and must be managed. The true distribution for the system response is subject to parameter uncertainty and is in most of the times difficult or even impossible to calculate. This is due to the complexity of the hydrosystems. In such cases, stochastic simulation else known as Monte Carlo simulation is a viable tool to provide numerical estimations of the stochastic features of the system response. Long range dependence is a feature connected to uncertainty and is very important in hydrology. It is being discussed through relevant literature and models. Time’s arrow or temporal asymmetry is also related to uncertainty and randomness and has an important role in science. It has been implemented in stochastics for some time but it has recently attracted attention in relevant publications in hydrology. Studies have shown that the temporal asymmetry of the streamflow process is marked for scales up to several days and this highlights the need to reproduce it in flood simulations. After a review of the relevant literature, an analytical method based on an asymmetric moving average (AMA) scheme is being used to simulate time series with temporal asymmetry. The temporal asymmetry of real world streamflow time series is being investigated at hourly scale from the large USGS database. Finally a modification of the method that can simulate time asymmetry at two time scales simultaneously is proposed. The method is successfully tested in the physical world through a case study.	en
heal.advisorName	Κουτσογιάννης, Δημήτρης
heal.committeeMemberName	Μακρόπουλος, Χρήστος
heal.committeeMemberName	Μαμμάσης, Νικόλαος
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	104
heal.fullTextAvailability	false