Διερεύνηση τμήματος του παντορροϊκού δικτύου της Αθήνας και εκτίμηση πλημμυρικών απορροών με το λογισμικό SWMM

Ανδρεάδου, Ηλέκτρα; Andreadou, Ilektra

dc.contributor.author	Ανδρεάδου, Ηλέκτρα	el
dc.contributor.author	Andreadou, Ilektra	en
dc.date.accessioned	2020-12-09T09:36:59Z
dc.date.available	2020-12-09T09:36:59Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52414
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20112
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	Παντορροϊκό δίκτυο	el
dc.subject	Ανάλυση ευαισθησίας	el
dc.subject	Εκτίμηση πλημμυρικών απορροών	el
dc.subject	Επίδραση αστικοποίησης	el
dc.subject	Combined sewer system	en
dc.subject	Sensitivity analysis	en
dc.subject	Flood runoff estimation	en
dc.subject	Urbanization impacts	en
dc.subject	EPA SWMM	el
dc.subject	EPA SWMM	en
dc.title	Διερεύνηση τμήματος του παντορροϊκού δικτύου της Αθήνας και εκτίμηση πλημμυρικών απορροών με το λογισμικό SWMM	el
dc.title	Investigation of a part of the combined sewer system of Athens and flood runoff estimation with SWMM	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Υδρολογία	el
heal.classification	Hydrology	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2020-07-09
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας αποτελεί η προσομοίωση και διερεύνηση τμήματος του παντορροϊκού δικτύου των Αθηνών, και συγκεκριμένα, της ανάντη περιοχής της Ζώνης Ζ2. Πρόκειται, για περιοχή της Νέας Κυψέλης, που διοικητικά υπάγεται στο Δήμο Αθηναίων. Περιλαμβάνει την έκταση ανάμεσα στον οικισμό Γεωργίου Παπανδρέου και το Πρωτοδικείο Αθηνών και αποτελείται από αστικές και ημιαστικές περιοχές. Για τους σκοπούς της διερεύνησης του δικτύου καταρτίστηκε ένα μοντέλο προσομοίωσης στο λογισμικό Storm Water Management Model (SWMM). Το λογισμικό SWMM είναι ένα δυναμικό μοντέλο προσομοίωσης που πραγματοποιεί διαδικασίες μετατροπής της βροχής σε απορροή, η οποία διοδεύεται στη συνέχεια υδραυλικά μέσω ενός συστήματος αγωγών. Για την υδρολογική ανάλυση, επιλέχθηκε ως μέθοδος υπολογισμού απωλειών βροχής η μέθοδος SCS και για την υδραυλική ανάλυση η μέθοδος δυναμικού κύματος. Η περιοχή μελέτης διαιρέθηκε σε δέκα υπολεκάνες και το μοντέλο επιλύθηκε για συγκεκριμένο επεισόδιο βροχής, για το οποίο υπάρχουν μετρήσεις παροχών σε δύο αγωγούς του δικτύου. Με βάση τις μετρήσεις παροχών πραγματοποιήθηκε βαθμονόμηση του μοντέλου, με χρήση γενετικού αλγορίθμου. Οι παράμετροι που συμμετείχαν στη βαθμονόμηση επιλέχθηκαν με βάση τα αποτελέσματα ανάλυσης ευαισθησίας σε εννέα παραμέτρους του μοντέλου. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης ευαισθησίας συμφωνούν με τη σχετική βιβλιογραφία και η μέθοδος βαθμονόμησης που εφαρμόστηκε βελτιώνει σημαντικά την απόδοση του μοντέλου. Ακολούθησε διερεύνηση του δικτύου για βροχές περιόδου επαναφοράς Τ=25 και Τ=50 ετών και διάρκειας 1hr, 2hr, 6hr και 24hr. Επιλύθηκε το βαθμονομημένο μοντέλο για τις παραπάνω βροχές και αξιολογήθηκαν τα αποτελέσματα που αφορούν τον αριθμό των κόμβων του δικτύου που πλημμυρίζουν, τον όγκο της απορροής που το δίκτυο δεν είναι ικανό να παροχετεύσει και τις υδρολογικές συνιστώσες της απορροής. Στη συνέχεια, διερευνήθηκε η αποτελεσματικότητα μιας συνδυαστικής μεθόδου, κατά την οποία η απορροή κάθε υπολεκάνης εκτιμάται με την παραγωγή πλημμυρογραφημάτων με βάση το μοναδιαίο υδρογράφημα της SCS. O υπολογισμός των απωλειών βροχής έγινε με τη μέθοδο της SCS. Παρήχθησαν πλημμυρογραφήματα με βάση τρεις μεθόδους υπολογισμού του χρόνου συγκέντρωσης (Giandotti, Κινηματικού Κύματος και Kerby). Τα πλημμυρογραφήματα εισήχθησαν ως είσοδοι στο δίκτυο το οποίο επιλύθηκε στη συνέχεια υδραυλικά στο SWMM. Η μέθοδος παραγωγής πλημμυρογραφημάτων με την ανωτέρω διαδικασία και με υπολογισμό του χρόνου συγκέντρωσης με την εξίσωση Kerby, φαίνεται πως μπορεί να αποτελέσει μια εναλλακτική της μεθόδου υδρολογικής ανάλυσης για την περιοχή μελέτης. Τέλος, πραγματοποιήθηκε διερεύνηση της απόκρισης των υπολεκανών και του δικτύου υπό την επίδραση σεναρίων αύξησης της αστικοποίησης κατά 25%, 50% και 75% στις ημιαστικές υπολεκάνες της περιοχής μελέτης. Τα σενάρια αστικοποίησης εφαρμόστηκαν στο μοντέλο για βροχές περιόδου επαναφοράς 10 ετών και διάρκειας 1hr, 2hr, 6hr και 24hr. Από τις επιλύσεις προκύπτει πως η αύξηση της αστικοποίησης αυξάνει τον όγκο της απορροής και την παροχή αιχμής, καθώς και τους κόμβους του δικτύου που πλημμυρίζουν, ενώ φαίνεται πως ισχυρότερη επίδραση ασκεί στην απορροή από βροχές μικρής διάρκειας. Επιπλέον, σε συγκεκριμένες υπολεκάνες, οι τιμές του όγκου και της αιχμής της απορροής για βροχή περιόδου επαναφοράς 10 ετών κατά τα σενάρια μεγάλης αύξησης της αστικοποίησης, ξεπερνούν τις αντίστοιχες τιμές για βροχές περιόδου επαναφοράς 25 ετών υπό την υφιστάμενη αστικοποίηση.	el
heal.abstract	The scope of this postgraduate thesis is the simulation and investigation of the combined sewer system of a mostly urban area in Athens. The case study is located in the Zone Z2 of combined sewer system (Nea Kypseli) and comprises highly and less urbanized areas. The simulation performed with EPA SWMM, a dynamic rainfall-runoff simulation model. According to the model structure, subcatchments receive precipitation and generate runoff, which is transported through a system of conduits, channels etc. For the hydraulic calculations the dynamic wave model was utilized, while infiltration computations were based on the curve number method. For the purposes of the analysis, the area is divided into ten subcatchments. The model is calibrated, using a genetic algorithm, in order to predict observed outputs of a single event. Sensitivity analysis, applied to nine SWMM parameters, indicated the most sensitive parameters that were involved in calibration. The calibration method seems to significantly improve model efficiency. Calibrated model is used to investigate the sewer systems capacity under rainfall events with return period T=25 years and T=50 years and different durations. Examined results concern the number of flooding nodes, the flooding loss volume and components of hydrological processes. Then, a combined methodology was investigated. Runoff hydrographs inserted as inputs in SWMM simulated sewer system for hydraulic computation. Hydrographs created by Unit SCS Hydrograph, considering rainfall losses computed with SCS method. Three methods for time of concentration estimation) are investigated, Giandotti method, Kinematic Wave method and Kerby equation. The applied method lead to results similar to SWMM analysis, when Kerby equation is used for time of concentration calculations. The methodology applied in this thesis concludes with investigating the impacts of three different urbanization scenarios, applied to semi-urban subcatchments of the study area. These subcatchments experience imperviousness increase by 25%, 50% and 75%. Scenarios are simulated for 10year storm of 1, 2, 6 and 24 hours duration. According to the results peak runoff and runoff volume values increase significantly. Increasing urbanization in the study area leads to more flooding events especially when rainfall of 1 or 2 hours duration occur.	en
heal.advisorName	Μπαλτάς, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Μπαλτάς, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Τσιχριντζής, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Παπακωνσταντής, Ηλίας	el
heal.academicPublisher	Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	169 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false