Υδρολογική προσομοίωση λεκάνης απορροής ποταμού βενετικού κάτω από μεταβαλλόμενες συνθήκες

Κοντογιάννης, Βαγγέλης

dc.contributor.author	Κοντογιάννης, Βαγγέλης
dc.date.accessioned	2024-03-15T16:50:21Z
dc.date.available	2024-03-15T16:50:21Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59023
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26719
dc.rights	Default License
dc.subject	Προσομοίωση	el
dc.title	Υδρολογική προσομοίωση λεκάνης απορροής ποταμού βενετικού κάτω από μεταβαλλόμενες συνθήκες	el
dc.title	Hydrological simulation of Venetikos river basin under changing conditions	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υδρολογία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-03-15
heal.abstract	Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η δημιουργία ενός υδρολογικού μοντέλου με στόχο τη μελέτη της λεκάνης απορροής του ποταμού Βενέτικου κάτω από μεταβαλλόμενες συνθήκες. Για αυτό τον λόγο δημιουργήθηκαν δύο σενάρια, το πρώτο σενάριο σχετίζεται με την αύξηση (10%, 20%, 30%) και μείωση (10%, 20%, 30%) της βροχόπτωσης και το δεύτερο σενάριο αφορά την αύξηση του αστικού ιστού εντός της λεκάνης απορροής. Η υπό μελέτη περιοχή είναι η υπολεκάνη απορροής του ποταμού Αλιάκμονα (Βενέτικος) επιφάνειας 852 km2 η οποία γεωγραφικά υπάγεται στην Περιφερειακή Ενότητα Γρεβενών. Η υδρολογική επεξεργασία και ανάλυση πραγματοποιήθηκε σε περιβάλλον ArcGIS μέσω της επέκτασης HECGeoHMS και η υδρολογική προσομοίωση, για όλα τα σενάρια, πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του λογισμικού HEC-HMS. Για την προσομοίωση της λεκάνης απορροής αξιοποιήθηκε η όμβρια καμπύλη που έχει προταθεί για το Υδατικό Διαμέρισμα Δυτικής Μακεδονίας (EL09) από την Ειδική Γραμματεία Υδάτων στα Σχέδια Διαχείρισης Κινδύνου Πλημμύρας. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε η υδρολογική ανάλυση της περιοχής μελέτης με αποτέλεσμα να υπολογιστούν τα πλημμυρικά υδρογραφήματα σχεδιασμού, για επιλεγμένες περιόδους επαναφοράς (Τ = 5, 10, 25, 50, 100 έτη) και επιλεγμένες διάρκειες βροχόπτωσης (t = 6, 12, 24 ώρες). Η χρονική κατανομή του ύψους βροχόπτωσης πραγματοποιήθηκε με την μέθοδο των εναλλασσόμενων υψών βροχής (Alternating Block Method). Η μέθοδος που επιλέχθηκε για τον υπολογισμό του ύψους περισσεύματος της βροχής ήταν η μέθοδος Soil Conservation Service των ΗΠΑ (SCS-CN) και για τον υπολογισμό της επιφανειακής απορροής χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος του αδιάστατου Μοναδιαίου υδρογραφήματος της SCS. Μέσω του λογισμικού HEC–HMS και των μεθόδων που προαναφέρθηκαν υπολογίσθηκαν τα υδρογραφήματα στην έξοδο της λεκάνης απορροής για διάφορες περιόδους επαναφοράς διάρκειες βροχόπτωσης σύμφωνα με την προαναφερθείσα όμβρια καμπύλη. Στην συνέχεια για το πρώτο σενάριο πραγματοποιήθηκε αύξηση κατά 10%, 20%, 30% καθώς και αντίστοιχη μείωση κατά 10%, 20%, 30% της βροχόπτωσης για διάρκεια βροχόπτωσης t=24 ώρες και περιόδους επαναφοράς Τ = 5, 10, 25, 50, και 100 έτη και υπολογίστηκαν τα αντίστοιχα πλημμυρικά υδρογραφήματα. Τέλος, για το δεύτερο σενάριο αυξήθηκε η έκταση του αστικού ιστού, έγινε επαναΰπολογισμός του αριθμού CN και υπολογίστηκαν εκ νέου τα πλημμυρικά υδρογραφήματα. Συμπερασματικά για την υπάρχουσα κατάσταση, η αιχμή κυμαίνεται από 60.5 m3/s έως 541.55 m3/s για περιόδους επαναφοράς από 5 έτη έως 100 έτη, αντίστοιχα. Ο πλημμυρικός όγκος κυμαίνεται από 2.92 mm έως 34.18 mm ενώ μετά το πρώτο σενάριο δηλαδή την αύξηση (10%, 20%, 30%) και μείωση (10%, 20%, 30%) της βροχόπτωσης, η αιχμή κυμαίνεται από 59.89 m3 /s έως 897.2 m3 /s και ο πλημμυρικός όγκος κυμαίνεται από 3.68 mm έως 56.62 mm. Αντίστοιχα, με βάση τα αποτελέσματα δεύτερου σεναρίου, δηλαδή την αύξηση του αστικού ιστού, η παροχή αιχμής κυμαίνεται από 66.3m3/s έως 558.3 m3/s και ο πλημμυρικός όγκος κυμαίνεται από 3.2 mm έως 35.10 mm. Εν κατακλείδι, οι αυξομειώσεις στην ένταση της βροχής επηρεάζουν σημαντικά την υδρολογική συμπεριφορά φυσικών λεκανών, ιδίως στις μεσογειακές περιοχές που είναι επιρρεπείς σε απότομες αλλαγές του ύψους βροχόπτωσης λόγω του κλίματός τους. Τέτοια περιοχή αποτελεί και η περιοχή μελέτης, η λεκάνη απορροής του Βενέτικου. Επιπροσθέτως η αύξηση του αστικού ιστού και η κάλυψη όλο και μεγαλύτερων εκτάσεων γης από υλικά που μειώνουν την διαπερατότητα του εδάφους έχουν ως αποτέλεσμα την αύξηση της επιφανειακής απορροής.	el
heal.abstract	The subject of this thesis is the development of a hydrological model with the aim of studying the Venetikos river basin under changing conditions. For this reason, two scenarios were created. The first scenario involves changes in precipitation depth (10%, 20%, 30%, both increase and decrease), while the second scenario is associated with increase of the urban land cover within the basin. The study area is a sub-basin of the Aliakmon River (Venetikos) with an area of approcimately 852 km2, geographically belonging to the Regional Unit of Grevena. Hydrological processing and analysis were carried out using the ArcGIS software and more specifically by utilizing the HECGeoHMS extension. Hydrological simulation for all scenarios took place using the HEC-HMS software. For all the simulations, the Intensity-Duration-Frequency (IDF) curve proposed for the Western Macedonia River Basin District (EL09) by the Special Secretariat for Water in the previous (1st cycle) Flood Risk Management Plans was utilized. Hydrologic analysis took place for return periods T = 5, 10, 25, 50, and 100 years and rainfall durations of 6, 12, and 24 hours. The temporal distribution of rainfall depth was performed using the Alternating Block Method. Finally, the Soil Conservation Service Curve Number method (SCS-CN) was utilized for calculating rainfall excess while the dimensionless SCS Unit Hydrograph method was used for calculating surface runoff. Through the HEC-HMS software and the aforementioned methods, hydrographs at the outlet of the basin were calculated for different return periods and rainfall durations according to the aforementioned IDF curve. As already mentioned, under the first scenario, an increase of 10%, 20%, 30%, and a corresponding decrease of 10%, 20%, 30% in precipitation depth for a duration of 24 hours and different return periods (i.e., T = 5, 10, 25, 50, 100 years) were simulated, and the respective flood hydrographs were calculated. Similarly, for the second scenario involving the increase in urban land, the urban area was expanded, the CN number was recalculated, and flood hydrographs at the basin outlet were recalculated and compared to the existing condition. For the existing condition, the peak flow ranges from 60.5 m3/s to 541.55 m3/s for return periods from 5 years to 100 years, respectively, the flood volume ranges from 2.92 mm to 34.18 mm. After the first scenario (precipitation variations), the peak flow ranges from 59.89 m3/s to 897.2 m3/s, and the flood volume ranges from 3.68 mm to 56.62 mm. Similarly, based on the results of the second scenario (urban land increase), the peak flow ranges from 66.3 m3/s to 558.3 m3/s, and the flood volume ranges from 3.2 mm to 35.10 mm. In conclusion, changes in rainfall intensity can significantly affect the hydrological cycle and as a result the behavior of natural basins, especially in Mediterranean regions susceptible to abrupt changes in rainfall due to their climate. The study area, the Venetikos drainage basin, is such a region. Additionally, the urban area expansion and the covering of larger land areas with hard materials that reduce soil permeability result in increased surface runoff.	en
heal.advisorName	Τσιχριντζής, Βασίλειος
heal.committeeMemberName	Βαγγέλης, Χαρίλαος
heal.committeeMemberName	Ναλμπάντης, Ιωάννης
heal.academicPublisher	Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών & Μηχανικών Γεωπληροφορικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	155
heal.fullTextAvailability	false