Σύγκριση μοντέλων γεγονότος και συνεχούς προσομοίωσης για την εκτίμηση πλημμυρικών μεγεθών. Εφαρμογή στη λεκάνη του Νέδοντα

Abstract

Στόχος της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η διερεύνηση και σύγκριση δύο κατηγοριών ευρέως χρησιμοποιούμενων υδρολογικών μοντέλων, των μοντέλων γεγονότος και των μοντέλων συνεχούς προσομοίωσης, με τη βοήθεια εφαρμογής τους στη λεκάνη απορροής του ποταμού Νέδοντα. Η λεκάνη επιλέχθηκε αφού σε αυτή διατίθενται διαδικτυακά, σε πραγματικό χρόνο, δεδομένα βροχόπτωσης και στάθμης. Τα βασικά λογισμικά που χρησιμοποιήθηκαν στην εργασία είναι από την μία τα προγράμματα HEC-HMS 3.5 και Arc-GIS 10, ενώ από την άλλη, τα προγράμματα HYDROGEIOS και MapWindow 4.7. Τα HEC-HMS και HYDROGEIOS χρησιμοποιήθηκαν για την υδρολογική προσομοίωση της λεκάνης και τα Arc-GIS και MapWindow για την επεξεργασία των χωρικών δεδομένων και την οπτικοποίηση του τελικού σχηματισμού της υπό μελέτη λεκάνης απορροής Η περιοχή που εξετάστηκε, είναι η λεκάνη απορροής του Νέδοντα στο νομό Μεσσηνίας με έκταση 120 〖km〗^2. Στην εφαρμογή χρησιμοποιήθηκαν χωρικά δεδομένα (ψηφιακό μοντέλο υψομέτρων, χρήσεις γης και γεωλογία), βροχομετρικά δεδομένα από τέσσερις σταθμούς (Καλαμάτα- Νησάκι, Λατομείο Μπάκα, Νέδουσα, Τουριστικός Ταϋγέτου), με χρονικό βήμα 15 min και σταθμημετρικά δεδομένα από τρείς σταθμούς (Λατομείο Μπάκα, Αλαγονία, Καρβελιώτης) με χρονικό βήμα επίσης 15 min. Η συνεχής προσομοίωση ήταν για το χρονικό διάστημα ενός έτους (1η Σεπτεμβρίου 2011 έως 31η Αυγούστου 2012) σε ημερήσιο και ωριαίο βήμα ενώ η προσομοίωση γεγονότος εφαρμόστηκε σε τρία επεισόδια ένα τον Ιανουάριο, ένα τον Φεβρουάριο και ένα τον Απρίλιο. Για την προσομοίωση η λεκάνη χωρίστηκε σε υπολεκάνες στις συμβολές των υδατορευμάτων και ανάντη των σταθμών μέτρησης απορροής. Υπολογίστηκαν υδρογραφήματα σε κάθε υπολεκάνη και στην έξοδο της λεκάνης και για τα τρία επεισόδια που επιλέχτηκαν. Ακολούθησε βαθμονόμηση των δύο υδρολογικών μοντέλων στις θέσεις όπου υπήρχαν παρατηρημένα υδρογραφήματα. Τέλος καταρτίστηκαν τα υδρολογικά ισοζύγια των λεκανών απορροής και έγινε σύγκριση των αποτελεσμάτων των δύο μοντέλων (HEC-HMS και HYDROGEIOS) χρησιμοποιώντας τον δείκτη αποτελεσματικότητας (efficiency). Τα αποτελέσματα των επεισοδίων του HEC συγκρίθηκαν με τα ωριαία αποτελέσματα του HYDROGEIOS και έγινε προσπάθεια επαλήθευσης των παραμέτρων του ενός επεισοδίου στο άλλο.

In the framework of this master thesis, named as, “Comparison of event-based and continuous simulation models for the assessment of floods - Implementation in the river basin of Nedontas”, two widely used types of hydrologic models, are investigated and compared. An event-based and a continuous hydrologic model were applied in the catchment of Nedontas River, in order to assess their effectiveness in simulating the various hydrological processes. The selection of this basin is based on the fact that rainfall and runoff data are available at a real-time basis.