Προσομοίωση τμήματος λεκάνης απορροής του Κηφισού ποταμού πριν και μετά από πυρκαγιά με το λογισμικό SWAT

Πλάνη, Φωτεινή; Plani, Foteini

dc.contributor.author	Πλάνη, Φωτεινή	el
dc.contributor.author	Plani, Foteini	en
dc.date.accessioned	2024-06-07T10:10:32Z
dc.date.available	2024-06-07T10:10:32Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59682
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27378
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	Προσομοίωση	el
dc.subject	SWAT	en
dc.subject	Πυρκαγιά	el
dc.subject	Υδρολογικό μοντέλο	el
dc.title	Προσομοίωση τμήματος λεκάνης απορροής του Κηφισού ποταμού πριν και μετά από πυρκαγιά με το λογισμικό SWAT	el
dc.title	Simulation of a part of the Kifissos river basin before and after a fire with SWAT software	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υδατικοί πόροι	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-03-15
heal.abstract	Οι αλλαγές των χρήσεων γης δημιουργούν μεγάλες αλλαγές στο υδρολογικό καθεστώς των λεκανών απορροής, προκαλώντας διάβρωση του εδάφους και πλημμυρικά φαινόμενα, λόγω της αύξησης της απορροής. Στόχος της συγκεκριμένης εργασίας είναι η υδρολογική προσομοίωση ενός τμήματος της λεκάνης απορροής του ποταμού Κηφισού μετά από δασική πυρκαγιά, με το υδρολογικό μοντέλο Soil and Water Assessment Tool (SWAT). Πιο συγκεκριμένα η περιοχή μελέτης είναι η λεκάνη απορροής της Βαρυμπόμπης, έκτασης περίπου 59 km2, της οποίας μεγάλο μέρος δασικής έκτασης κάηκε μετά την πυρκαγιά του 2021. Το λογισμικό SWAT υπολογίζει την επιφανειακή απορροή, την διήθηση, την εξατμισοδιαπνοή και την κατείσδυση στα υπόγεια νερά. Για την υδρολογική προσομοίωση με το λογισμικό SWAT τα απαραίτητα δεδομένα είναι: το Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους (Digital Elevation Model-DEM), οι χρήσεις γης, τα δεδομένα εδάφους και τα μετεωρολογικά δεδομένα. Αναλυτικότερα, με την εισαγωγή του ψηφιακού μοντέλου εδάφους, πραγματοποιείται διακριτοποίηση της λεκάνης απορροής και εξαγωγή του υδροκρίτη της υπό εξέταση λεκάνης απορροής. Επιπλέον, με το λογισμικό SWAT χωρίζεται η λεκάνη απορροής σε υπολεκάνες και δημιουργείται το υδρογραφικό δίκτυο. Στη συνέχεια, με την εισαγωγή των χρήσεων γης, των δεδομένων εδάφους και των κλίσεων δημιουργούνται οι υδρολογικές μονάδες απόκρισης (Hydrologic Response Units-HRUs), κάθε μία από τις οποίες έχουν ένα μοναδικό συνδυασμό χρήσεων γης, εδάφους και κλίσεων. Τέλος, με την εισαγωγή των βροχοπτώσεων, των μέγιστων και ελάχιστων θερμοκρασιών εισάγονται όλα τα δεδομένα που απαιτούνται. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, η προσομοίωση πραγματοποιήθηκε για την χρονική περίοδο από την 1/1/2001 έως και την 31/12/2019, με περίοδο προθέρμανσης του μοντέλου τα 4 πρώτα χρόνια. Στη συνέχεια, μετά την πυρκαγιά του 2021 οι χρήσεις γης της λεκάνης απορροής μεταβλήθηκαν και για το λόγο αυτό επαναπροσδιορίστηκε ο αριθμός καμπύλης (Curve Number-CN). Για τον επαναπροσδιορισμό του αριθμού καμπύλης χρησιμοποιήθηκε το διάγραμμα το οποίο προτάθηκε από τους Goodrich et. al (2005), όπου συσχετίζεται ο αριθμός καμπύλης CN με το ποσοστό της λεκάνης που δεν κάηκε και την υδρολογική κατηγορία του εδάφους. Έτσι η προσομοίωση πραγματοποιήθηκε ξανά με διαφορετικό CN. Το τελικό αποτέλεσμα της εργασίας, είναι η δημιουργία υδρογραφημάτων απορροής στην έξοδο της λεκάνης πριν και μετά την πυρκαγιά τόσο σε ημερήσιο όσο και σε μηνιαίο χρονικό βήμα προσομοίωσης. Επίσης, δημιουργήθηκαν υδρογραφήματα επιφανειακής απορροής για κάθε υπολεκάνη πριν και μετά την πυρκαγιά, τόσο σε ημερήσιο όσο και σε μηνιαίο χρονικό βήμα. Τέλος, έλαβε χώρα σύγκριση της απορροής πριν και μετά την πυρκαγιά και παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση. Συγκεκριμένα, η μέγιστη απορροή στην έξοδο της λεκάνης, η οποία είναι στις 18/11/2011, είχε τιμή πριν την πυρκαγιά 27.69 m3/s και μετά την πυρκαγιά έφτασε 36.43 m3/s, δηλαδή παρουσίασε αύξηση 31.56%. Παράλληλα από τη σύγκριση των υδρογραφημάτων για κάθε υπολεκάνη, βγήκε το συμπέρασμα ότι τη μεγαλύτερη μεταβολή της επιφανειακής απορροής είχε η υπολεκάνη 5, στην οποία βρισκόταν το μεγαλύτερο ποσοστό δασικής έκτασης. Παράλληλα η επιφανειακή απορροή τους ξηρούς μήνες βρέθηκε ιδιαίτερα χαμηλή, όπως φάνηκε από τον Αύγουστο του 2011, με την υπολεκάνη 6 να έχει τη μεγαλύτερη μεταβολή επιφανειακής απορροής. Το τελικό συμπέρασμα είναι ότι οι μεγάλες δασικές πυρκαγιές επηρεάζουν σημαντικά το υδρολογικό καθεστώς λεκανών απορροής, ειδικότερα στις μεσογειακές χώρες, όπως η Ελλάδα που λόγω του κλίματος αλλά και της βλάστησης της είναι ευάλωτες στις δασικές πυρκαγιές.	el
heal.abstract	Land use changes create major changes in the hydrological regime of watersheds, causing soil erosion and flooding phenomena, due to increased runoff. The aim of this thesis is the hydrological simulation of a part of the Kifisos river basin after a forest fire, with the use of the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) hydrological model. More specifically, the study area, Varympompi catchment, is about 59 km2, much of which was deforested after the 2021 fire. The SWAT software calculates surface runoff, infiltration, evapotranspiration and percolation to groundwater. For hydrological simulation with SWAT software the necessary data are: the Digital Elevation Model (DEM), land uses, soil data and meteorological data. More specifically, the digital elevation model is used for catchment discretization and the watershed of the basin under consideration is extracted. In addition, SWAT software divides the watershed into subbasins and develops the streaming network. Then, the land uses, soil data and slopes, are used to define Hydrologic Response Units (HRUs). Each HRU comprises a unique combination of land uses, soil and slopes. In this thesis, the simulation was carried out for the time period from 1/1/2001 to 12/31/2019, with a warm-up period of the model in the first 4 years. Then, for simulating the effect of the 2021 fire on the hydrological regime, because of the changes of the land uses of the watershed, the Curve Number-CN was redefined. To redefine the curve number, the diagram proposed by Goodrich et al. (2005), which correlates the CN curve number with the percentage of the basin that is not burned and the soil hydrologic class utilized. The simulation was then repeated using the refefined CN values. The final result of the work is the creation of hydrographs at the outlet of the basin before and after the fire in both daily and monthly simulation steps. Surface runoff hydrographs were also generated for each subbasin before and after the fire for daily and monthly simulation time steps. Runoff hydrographs before and after the fire were compared. It appears that the runoff after the fire increased significantly. Specifically, the maximum runoff at the outlet of the basin had a value before the fire of 27.69 m3/s and after the fire it reached 36.43 m3/s, so it showed an increase of 31.56%. At the same time, from the comparison of the hydrographs for each subbasin, it was concluded that subbasin 5, in which the largest percentage of forest area was located, had the greatest change in surface runoff. Furthermore, surface runoff in the dry months, as seen in August 2011, is particularly low, with subbasin 6 having the largest change in surface runoff. The final conclusion is that large forest fires significantly affect the hydrological regime of watersheds, especially in Mediterranean countries, like Greece, which due to its climate and vegetation are vulnerable to forest fires.	en
heal.advisorName	Τσιχριντζής, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Ναλμπάντης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Βαγγέλης, Χαρίλαος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών. Τομέας Έργων Υποδομής και Αγροτικής Ανάπτυξης. Εργαστήριο Εγγειοβελτιωτικών Έργων και Διαχείρισης Υδατικών Πόρων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	110 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false