Συγκριτική αξιολόγηση υδρολογικών μοντέλων διαφορετικού χρονικού βήματος και αριθμού παραμέτρων: Εφαρμογή στη λεκάνη απορροής της λίμνης Πλαστήρα

Πετροπούλου, Χρυσούλα; Petropoulou, Chrysoula

dc.contributor.author	Πετροπούλου, Χρυσούλα	el
dc.contributor.author	Petropoulou, Chrysoula	en
dc.date.accessioned	2022-09-21T08:15:26Z
dc.date.available	2022-09-21T08:15:26Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55706
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23404
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Περιβάλλον και Ανάπτυξη"	el
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	Υδρολογικά μοντέλα	el
dc.subject	Απορροή	el
dc.subject	Βροχόπτωση	el
dc.subject	Λεκάνη απορροής	el
dc.subject	Εξάτμιση	el
dc.subject	Rainfall	en
dc.subject	Runoff	en
dc.subject	Basin	en
dc.subject	Evapotranspiration	en
dc.subject	Hydrological models	en
dc.title	Συγκριτική αξιολόγηση υδρολογικών μοντέλων διαφορετικού χρονικού βήματος και αριθμού παραμέτρων: Εφαρμογή στη λεκάνη απορροής της λίμνης Πλαστήρα	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Διαχείριση Υδατικών Πόρων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-03-29
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας Μεταπτυχιακής Εργασίας αποτελεί η συγκριτική αξιολόγηση δύο διαφορετικών εννοιολογικών (conceptual) υδρολογικών μοντέλων, του Medbasin-M και του Medbasin-D. Ως περιοχή ενδιαφέροντος για τη διερεύνηση του υδατικού ισοζυγίου επιλέχτηκε η λεκάνη απορροής της τεχνητής λίμνης Πλαστήρα στην Περιφερειακή Ενότητα Καρδίτσας, συνολικής έκτασης 166 km2. Το Medbasin-M αποτελεί ένα μηνιαίου χρονικού βήματος τροποποιημένο μοντέλο υδατικού ισοζυγίου που περιλαμβάνει 3 παραμέτρους βαθμονόμησης, ενώ το Medbasin-D είναι ημερήσιου χρονικού βήματος και περιλαμβάνει 14 παραμέτρους βαθμονόμησης. Και τα δύο μοντέλα περιλαμβάνονται στο πακέτο λογισμικού Medbasin (Τίγκας 2015). Τα δεδομένα εισόδου για το μοντέλο μηνιαίου χρονικού βήματος αποτελούν η μηνιαία βροχόπτωση και η μηνιαία δυνητική εξατμισοδιαπνοή, ενώ στο μοντέλο του ημερήσιου χρονικού βήματος εισάγονται ημερήσιες τιμές βροχόπτωσης και δυνητικής εξατμισοδιαπνοής. Η υδρολογική περίοδος για την οποία αναζητήθηκαν τα απαιτούμενα δεδομένα από τη ΔΕΗ Καρδίτσας, ορίσθηκε από το υδρολογικό έτος 2012-13 έως και το υδρολογικό έτος 2018-19. Τα 5 πρώτα υδρολογικά έτη αυτής της περιόδου αποτέλεσαν την περίοδο βαθμονόμησης και για τα δύο μοντέλα, ενώ τα 2 επόμενα υδρολογικά έτη χρησιμοποιήθηκαν ως περίοδος επαλήθευσης. Από τα αποτελέσματα που εξήχθησαν προέκυψε ικανοποιητική προσομοίωση της μηνιαίας απορροής από το Medbasin-M, με το κριτήριο ελέγχου ποιότητας της προσομοίωσης NSE να εκτιμάται ίσο με 0.58 για την περίοδο της βαθμονόμησης και 0.52 για την περίοδο της επαλήθευσης. Οι αντίστοιχες τιμές για την εκτιμώμενη μηνιαία απορροή από το ημερήσιο μοντέλο Medbasin-D προέκυψαν 0.9 και 0.77 αντίστοιχα, γεγονός που αποδεικνύει ότι το μοντέλο αυτό έχει σαφώς καλύτερες επιδόσεις συγκριτικά με το μηνιαίο για τις μηνιαίες τιμές της απορροής. Η προσομοίωση των ημερήσιων τιμών της απορροής από το μοντέλο Medbasin-D ήταν ικανοποιητική αλλά όχι τόσο όσο αυτή των μηνιαίων τιμών, με το κριτήριο NSE να εκτιμάται 0.73 και 0.69 για τις περιόδους βαθμονόμησης και επαλήθευσης αντίστοιχα. Η καλύτερη ποιότητα προσομοίωσης για τις μηνιαίες τιμές της απορροής από το μοντέλο αυτό ερμηνεύεται από το γεγονός ότι οι ακραίες (μέγιστες) τιμές λόγω καταιγίδων της ημερήσιας μετρημένης απορροής δεν προσεγγίζονται σε ικανοποιητικό βαθμό, ενώ αντίθετα στις μηνιαίες τιμές, λόγω της άθροισης των ημερησίων προσομοιωμένων τιμών, οι διαφορές μεταξύ μετρημένων και προσομοιωμένων τιμών της απορροής μειώνονται αισθητά. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε ανάλυση ευαισθησίας των παραμέτρων του κάθε μοντέλου ώστε να εξεταστεί ο βαθμός που η καθεμιά από αυτές επηρεάζει το αποτέλεσμα της προσομοίωσης. Συγκεκριμένα, το κριτήριο αξιολόγησης NSE απεικονίστηκε ως συνάρτηση της κάθε παραμέτρου και για τα δύο μοντέλα, κρατώντας τις υπόλοιπες παραμέτρους σταθερές. Τούτο επετεύχθη με σειρά δοκιμαστικών προσομοιώσεων μετά τα στάδια βαθμονόμησης και επαλήθευσης και αφού είχαν προσδιοριστεί και για τα δύο μοντέλα οι βέλτιστες τιμές των παραμέτρων τους από τη βαθμονόμηση.	el
heal.abstract	The objective of this Master Thesis is the comparative evaluation of two different conceptual hydrological models, i.e. Medbasin-M and Medbasin-D. The catchment area of the artificial lake Plastira in the Peripheral Unit of Karditsa, with a total area of 166 km2, was selected as the area of application for the investigation of the water balance. Medbasin-M is a monthly time step modified water balance model that includes 3 calibration parameters, while Medbasin-D is a daily time step model and includes 14 calibration parameters. Both models are included in the Medbasin software package (Tigkas 2015). The input data for the monthly time step model are the monthly rainfall and the monthly potential evapotranspiration, while in the daily time step model daily rainfall and potential evapotranspiration values are entered. The hydrological period for which the required data were sought from EPC of Karditsa, was defined from the hydrological year 2012-13 to the hydrological year 2018-19. The first 5 hydrological years of this period were the calibration period for both models, while the next 2 hydrological years were used as the verification period. The results obtained showed a satisfactory simulation of the monthly runoff from Medbasin-M model, with the quality control criterion of the simulation NSE being equal to 0.58 for the calibration period and 0.52 for the verification period. The corresponding values for the estimated monthly runoff from the daily Medbasin-D model were 0.9 and 0.77, respectively, which means that this model is clearly performing better than the monthly one for the monthly runoff values. The simulation of the daily runoff values by the Medbasin-D model was satisfactory but not as much as that of the monthly values, with the NSE being estimated at 0.73 and 0.69 for the calibration and verification periods respectively. The best simulation quality for the monthly runoff values from this model is explained by the fact that the extreme (maximum) values due to storms of the daily measured runoff are not approached satisfactorily, while, in contrast, to the monthly values due to the sum of the daily simulated values, the differences between measured and simulated runoff are significantly reduced. In addition, a sensitivity analysis of the parameters of each model was performed to examine the extent to which each of them affects the result of the simulation. More specifically, the NSE was represented as a function of each parameter for both models, keeping the other constants. This was achieved by a series of test simulations after the calibration and validation stages and after the optimal values of their parameters from the calibration had been determined for both models.	en
heal.advisorName	Γιακουμάκης, Σπυρίδων	el
heal.committeeMemberName	Γιακουμάκης, Σπυρίδων	el
heal.committeeMemberName	Ναλμπάντης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Τσιχριντζής, Βασίλειος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	69 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false