Ο ρόλος της γεωμετρίας των ταμιευτήρων: Θεωρητική ανάλυση και εξαγωγή γενικευμένων σχέσεων στάθμης – επιφάνειας – αποθέματος

Καραϊσά, Χριστίνα; Karaisa, Christina

dc.contributor.author	Καραϊσά, Χριστίνα	el
dc.contributor.author	Karaisa, Christina	en
dc.date.accessioned	2022-09-28T08:33:18Z
dc.date.available	2022-09-28T08:33:18Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55787
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23485
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	Γεωμετρία	el
dc.subject	Ταμιευτήρες	el
dc.subject	Πρισματικοί	el
dc.subject	Ημικυκλικοί	el
dc.subject	Σφηνοειδείς	el
dc.subject	Παράμετρος σχήματος	el
dc.subject	Παράμετρος κλίμακας	el
dc.subject	Καμπύλες στάθμης - επιφάνειας - αποθέματος	el
dc.subject	Geometry	en
dc.subject	Reservoirs	en
dc.subject	Prism	en
dc.subject	Bowl	en
dc.subject	Wedge	en
dc.subject	Shape factor	en
dc.subject	Scale factor	en
dc.subject	Generalized elevation-area-storage relationships	en
dc.title	Ο ρόλος της γεωμετρίας των ταμιευτήρων: Θεωρητική ανάλυση και εξαγωγή γενικευμένων σχέσεων στάθμης – επιφάνειας – αποθέματος	el
dc.title	The role of reservoir geometry: Theoretical analysis and derivation of generalized elevation-area-storage relationships	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υδατικοί Πόροι	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-03-17
heal.abstract	Σε έναν ταμιευτήρα, οι σχέσεις στάθμης – επιφάνειας – αποθηκευτικότητας είναι αναγκαίες τόσο για τον σχεδιασμό όσο και κατά τη λειτουργία τους, έτσι ώστε να εξασφαλίζεται ο σημαντικός τους ρόλος στη διαχείριση των υδατικών πόρων, όπως η αντιπλημμυρική προστασία, η παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας, η ύδρευση και η άρδευση. Στο παρελθόν, έχουν γίνει πολλές προσπάθειες προσδιορισμού της στάθμης συναρτήσει της επιφάνειας και της χωρητικότητας του ταμιευτήρα. Γενικά, για τον προσδιορισμό αυτών των μεγεθών χρησιμοποιούνται σχέσεις δύναμης, που αντικατοπτρίζουν με αρκετή ακρίβεια τη μεταξύ τους συσχέτιση, χρησιμοποιώντας δύο συντελεστές (κλίμακας και σχήματος) για κάθε ζευγάρι δεδομένων (στάθμη – αποθηκευτικότητα, στάθμη – επιφάνεια). Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να εξαχθούν γενικευμένες εξισώσεις στάθμης – επιφάνειας – αποθηκευτικότητας, στις οποίες ο συντελεστής σχήματος είναι σταθερός, ανάλογα με το τυπικό σχήμα του ταμιευτήρα. Ειδικότερα, δίνεται έμφαση στη σχέση στάθμης – αποθέματος, με σκοπό τη διερεύνηση των συντελεστών της εξίσωσης δύναμης ως συνάρτηση των γεωμετρικών χαρακτηριστικών του. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε, σε θεωρητικό επίπεδο, επεξεργασία των δεδομένων στάθμης – επιφάνειας – χωρητικότητς 6.824 φραγμάτων παγκοσμίως, που περιλαμβάνονται στη βάση δεδομένων ReGeom (Global Reservoir Geometry Database). Στην επεξεργασία αυτή οι ταμιευτήρες διαχωρίζονται, σε τρία διαφορετικά σχήματα και εξάγονται οι γενικευμένες εξισώσεις. Στη συνέχεια δημιουργήθηκαν 38 νέοι εν δυνάμει ταμιευτήρες, με τη χρήση των λογισμικών Google Earth και ArcGIS, και έπειτα από επεξεργασία διαπιστώθηκε πως οι συντελεστές της σχέσης δύναμης στάθμης – αποθέματος, εξαρτώνται από το ανάγλυφο της περιοχής, δηλαδή από την κλίση των πρανών, την κλίση και το πλάτος του πυθμένα και το μέσο πλάτος του ταμιευτήρα. Με την ίδια λογική, έχοντας δεδομένα από 16 Ελληνικούς ταμιευτήρες, διαπιστώθηκε πως η αποθηκευτικότητα του ταμιευτήρα σε σχέση με την στάθμη του εξαρτάται από την κλίση των πρανών περιμετρικά της λεκάνης κατάκλυσης και από την κλίση του πυθμένα, που μπορεί εύκολα να υπολογιστεί. Για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων, χρησιμοποιήθηκαν δύο στατιστικά μέτρα απόδοσης, η αποτελεσματικότητα (συντελεστής Nash-Sutcliffe, NSE και το μέσο τετραγωνικό σφάλμα, RMSE). Τέλος, για την επικύρωση των προηγούμενων αποτελεσμάτων, οι εξαγώμενες σχέσεις των προηγούμενων κεφαλαίων εξετάστηκαν σε 7 νέους υφιστάμενους ταμιευτήρες, οι οποίοι προσομοιώθηκαν πριν και μετά την πλήρωσή τους για την ασφαλή αξιολόγησή τους.	el
heal.abstract	Depth – area – storage relationships are the most important factors for both the design and the function of reservoir in order to control the multiple purposes of water management including flood protection, hydropower energy and water supply and irrigation. Previous land surface modeling studies used simplified depth – area – storage relationships for reservoir modeling. Generally, the most widely used relationship for the estimation of the three characteristic geometrical variables of reservoirs are power law storage – area – depth relationships that use a shape factor and a scale factor for each pair (e.g. depth – storage power law, depth – area power law) and whose accuracy is very high. The aim of this study is to develop generalized elevation – area – storage power type relationships, with the shape parameter kept stable, and subsequently, emphasizing to the elevation – storage equation, to investigate how the two factors are dependent to the typical shape of the reservoir. To begin with, the theoretical analysis was based on data originating from the Global Reservoir Geometry Database, which is a global-scale reservoir storage – area – depth dataset including 6.824 major reservoirs. For each reservoir, the storage-area-depth relationships were derived from an optimal geometric shape selected iteratively from, eventually, three possible regular geometric shapes and export the generalized equations. In order to test this framework, 38 hypothetical reservoirs were created by using Google Earth and ArcGIS. After a long procedure, it was determined that the factors of the aforementioned relationship (i.e., scale and shape factor) depend on the surrounding landscape characteristics, such as the terrain slope, riverbed slope, the bed width and the mean width of the reservoir. Therefore, by using data from 16 Greek Dams, it was confirmed that the storage of a reservoir, as a function of its depth, depends on the surrounding terrain slope and the riverbed slope, which is easily-calculated. For the evaluation of the results, two statistical performance criteria, Nash-Sutcliffe efficiency coefficient (NSE) and root-mean-square error (RMSE), were used to compare the simulated and real depth – storage curves. Lastly, for validation purpose, the exported relationships that were described in the previous chapters, were tested in 7 new existing reservoirs, simulated before and after the filling for safe evaluation.	en
heal.advisorName	Ευστρατιάδης, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Κουτσογιάννης, Δημήτρης	el
heal.committeeMemberName	Μαμάσης, Νικόλαος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	131 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false