megas thesis mikeshe aracthos 2012

Εφαρμογή Συστημάτων Υποστήριξης Αποφάσεων (DSS) για τη Διαχείριση των Υδατικών Πόρων στη

Λεκάνη Απορροής του Άνω Ρου του Αράχθου

ΜΕΓΑΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΑΘΗΝΑ 2012 Φώτο : Μέγας Γ.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Συστήματα υποστήριξης αποφάσεων (ΣΥΑ-DSS)

Συμβουλευτικά συστήματα που βασίζονται στην πληροφορική• Βάσεις δεδομένων• Γεωγραφικά πληροφοριακά συστήματα• Μοντέλα (π.χ MikeShe)• Διεπιφάνεια επαφής με τον χρήστη

Τυπικές εφαρμογές των ΣΥΑ Διαχείριση λιμνών και ταμιευτήρων Έλεγχος πλημμυρών Διαχείριση υδροφορέων Έλεγχος ρύπανσης

Ένα υδρολογικό μοντέλο μετά από κατάλληλη ρύθμιση μπορεί να θεωρηθεί ως ΣΥΑ

ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ Η λεκάνη απορροής του

άνω ρου του Αράχθου Συνολική έκταση

λεκάνης απορροής Αράχθου: 1905 Km2

Έκταση λεκάνης ανάντη φράγματος: 1157 Km2

Ποταμός Άραχθος Μήκος: 110 km Πηγές: Β. Πίνδος, Υψ.:

1700 m Παραποταμοι

• Ζαγορίτικος • Μετσοβίτικος • Καλαρρύτικος • Καλεντίνης

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΚΑΙ ΣΚΟΠΟΣ ΜΕΛΕΤΗΣ

Οι υδρολογικές συνθήκες της περιοχής Οι μετεωρολογικές συνθήκες της περιοχής Η υδρογεωολογία της περιοχής Τα γεωγραφικά πληροφοριακά συστήματα H εφαρμογή του μοντέλου MikeShe

Η ρύθμιση & βέλτιστη παραμετροποίηση του μοντέλου προσομοίωσης

Ο έλεγχος της επιτυχίας της μεθόδου Τα υδατικά ισοζύγια της περιοχής Ο έλεγχος της επιρροής των παραμέτρων

εισαγωγής

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΜΕΛΕΤΗΣΣΚΟΠΟΣ ΜΕΛΕΤΗΣ Η προσομοίωση των υδρολογικών συνθηκών της

περιοχής μελέτης με στόχο την διευκόλυνση μας στην λήψη αποφάσεων, τώρα η στο μέλλον, πάνω σε προβλήματα υδρολογικής και περιβαλλοντικής φύσεως που μπορεί να προκύψουν στην περιοχή

ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

Συλλογή & επεξεργασία χρονοσειρών από διάφορες υπηρεσίες (σε ημερήσιο κυρίως βήμα).

Επεξεργασία και δημιουργία χωρικών δεδομένων (με GIS)

Εφαρμογή - Ρύθμιση του υδρολογικού μοντέλου MIKESHE

Εξαγωγή αποτελεσμάτων

ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ Συλλογή & επεξεργασία χρονοσειρών από διάφορες

υπηρεσίες (σε ημερήσιο κυρίως βήμα). Βροχομετρικά δεδομένα (ΥΠΔΕ, ΔΕΗ) Δεδομένα παροχών στην θέση Πιστιανά (ΔΕΗ) Μετεωρολογικά δεδομένα (ΕΜΥ, ΥΠΑΝ)

• Θερμοκρασία, Σχ. Υγρασία, Ταχύτητα ανέμου, Ηλιοφάνεια Εξαγωγή δυνητικής εξατμισοδιαπνοής με το CropWat8

(FAO, Penman-Monteith)

Επεξεργασία και δημιουργία χωρικών δεδομένων (με GIS)

Ανάγλυφο εδάφους (DEM) Λεκάνες απορροής Γεωλογία περιοχής Εδαφολογία και υπόγεια υδροφορία περιοχής Χάρτες χρήσεων γής

Εφαρμογή - Ρύθμιση του υδρολογικού μοντέλου MIKESHE

Στατιστική & Γραφική σύγκριση προσομοιωμένων και παρατηρημένων παροχών

Εξαγωγή αποτελεσμάτων Βέλτιστες παράμετροι, υδατικό ισοζύγιο, Συντελεστές απορροής –

εξατμισοδιαπνοής κ.α.

ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΕΥΡΥΤΕΡΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ

Θερμοκρασία Ιωάννινα Άρτα

Βροχόπτωση 1280 mm

Μέση Ετήσια Κλίμα : Υγρό

Σχ. Υγρασία 61% Ιούλιο 77% Δεκέμβ.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

5

10

15

20

25

30

ΙΩΑΝΝΙΝΑ ΜΕΣΗ ΜΗΝΙΑΙΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΓΙΑ ΤΑ ΕΤΗ 1999-2003

ΜΕΣΗ ΜΗΝΙΑΙΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΙΩΑΝΝΙΝΑ ALT : 483 m

min Temp 4,6 oc Ιαν. max Temp 25,1 oc Ιούλ., Αύγ.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

5

10

15

20

25

30

ΑΡΤΑ ΜΕΣΗ ΜΗΝΙΑΙΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΓΙΑ ΤΑ ΕΤΗ 1999-2003

ΜΕΣΗ ΜΗΝΙΑΙΑ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΑΡΤΑ ALT:12 m

min Temp 8,2 oc Ιαν. max Temp 26,82 oc Ιούλ., Αύγ.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120

50

100

150

200

250

300

ΥΕΤΟΣ AΡΤΑ ΜΕΣΕΣ ΜΗΝΙΑΙΕΣ ΤΙΜΕΣ 1955-1970

ΜΕΤΕΟ STAT AΡΤΑ ALT 35 m

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

ΜΕΣΕΣ ΜΗΝΙΑΙΕΣ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΕΙΣ ΑΡΤΑΣ-ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ-ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ 1/1999-12/2003

ΑΡΤΑ. ALT: 42 mΑΝΑΤΟΛΙΚΗ. ALT:880 mΙΩΑΝΝΙΝΑ. ALT:483 m

min : AΝΑΤΟΛΙΚΗ, Σεπτ. min : ΑΡΤΑ,ΙΩΑΝΝΙΝΑ,Οκτ.

max : Φεβρ. 210 mm περ. (AN.AΡΤ.)168 mm περ. (ΙΩΑΝ)

ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΑ

ΕΥΡΥΤΕΡΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ

Επικρατέστερο πέτρωμα : Φλύσχης – Αλπ. Ενότητα.

Καρστικοί σχηματισμοί Τζουμέρκων Ξεροβουνίου Μητσικελίου

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ MIKESHE

Πλήρως χωρικά κατανεμημένο (Distributed) ή και ημι-κατανεμημένο, υδρολογικό μοντέλο, με Φυσικές βάσεις

Οι περισσότερες παράμετροι έχουν φυσικό νόημα• Κs SZ, Θfc, Detention Storage, κ.α.

Κάποιες παράμετροι μπορεί να είναι ενιαίες ‘lumped’ • Baseflow reserv., Tconst., κ.α.

Μετατροπή της βροχής σε απορροή

Συνιστώσες του υδρολογικού μοντέλου Κατακράτηση από την φυτοκάλυψη Εξατμισοδιαπνοή Επιφανειακή και συγκεντρωμένη απορροή Ροή στην ακόρεστη και στην κορεσμένη ζώνη Τήξη χιονιού Αλληλεπίδραση υπόγειων υδροφορέων με

υδρογραφικό δίκτυο και άλλες λεκάνες.


Καθορισμός διαδικασίας προσομοίωσης Ποιοι κλάδοι θα χρησιμοποιηθούν

• Εξατμισοδιαπνοή? Λιώσιμο χιονιού? κ.α. Διάρκεια της προσομοίωσης (simulation period) Βήμα της προσομοίωσης (time step - 12 hrs, 24 hrs) Μέγιστος αριθμός των επαναλήψεων για συγκεκριμένο

ύψος βροχής (maximum number of iterations) Κριτήρια τερματισμού των επαναλήψεων (iteration

stop criteria)


Πεδίο και κάναβος προσομοίωσης (Model Domain and Grid)

Καθορισμός ορίων περιοχής προσομοίωσης (Λεκάνη)• Αρχείο πολυγώνου (Shape file) ΓΠΣ (GIS). • Αρχείο κανάβου (DFS2)

Λεκάνες και υπολεκάνες απορροής

Ανάγλυφο εδάφους (DTM) Διανυσματικό η πλεγματικό αρχείο κανάβου

• (polyline.shp ή DEM.df2 ή DEM.asc)


Υδρομετεωρολογικά δεδομένα Βροχόπτωση, Θερμοκρασία (Precipitation Rate, Air

Temperature, Snowmelt Constants) Ενιαία για όλη την περιοχή προσομοίωσης Με χρήση πολυγώνων κατανομής (Thiessen)


Χρήσεις γης και φυτοκάλυψη (Land Use) Πολύγωνα από GIS (π.χ Corine Land Cover) Υπολογισμός πραγματικής εξατμισοδιαπνοής Αρχείο ιδιοτήτων φυτοκάλυψης (Veg. Properties file)

• Δείκτης φυλλικής επιφάνειας (LAI)• Βάθος ριζοστρώματος (Rooting Depth)• Συντελεστής εξάτμισης βλάστησης (Crop Coefficient

Kc) Δυνητική Εξατμισοδιαπνοή αναφοράς (ETp)

CROPWAT8 Penman-Monteith

• Θερμοκρασία, Ταχύτητα ανέμου, Ηλιοφάνεια, Σχ. Υγρασία

Πραγματική Εξατμισοδιαπνοή (ET)


Πραγματική Εξατμισοδιαπνοή (ET)1. Εξατμίζεται το απόθεμα ανάσχεσης από τη

φυτοκάλυψη2. Εξατμίζεται λιμνάζον νερό (ponded water)3. Εξάτμιση νερού από την ακόρεστη ζώνη

(Unsaturated Zone, UZ)• Μέχρι το υδατικό περιεχόμενο της ανώτερης ζώνης ΕTsurf.,

να γίνει Θmin ή να καλυφθεί η ETp• ΕΤa= ΕΤa+min(Vuz/dt, ETp-ETa) , Vuz=(θact-θPWP) zd

4. Εξάγεται νερό από την κορεσμένη ζώνη (Saturated Zone, SZ)• Eάν αυτό βρίσκεται πάνω από το EΤext. Depth


Άμεση επιφανειακή απορροή (Overland flow zones) Η επιφανειακή απορροή προκαλείται σε περιπτώσεις

έντονων βροχοπτώσεων και όταν ο ρυθμός βροχής ξεπερνά το ρυθμό διήθησης του εδάφους.

L, το μέσο μήκος ροής, y, το βάθος ροής α, η κλίση q, η ειδική παροχή (specific

discharge) R, ο ρυθμός βροχόπτωσης Μ, είναι ο συντελεστής

τραχύτητας του Manning

,qtyR

x

aMyq 3/5 (m2/s)

Συγκράτηση από την επιφάνεια του εδάφους :

(m3/m)

10/35/3

8/55/3

e

L

0

5/35/3L

0

L

0

ee aM

LR85Ddx)

a*Mx*R(dx)

a*Mq(ydxD


Ροή στην Ακόρεστη Ζώνη (Unsaturated Flow) Η εξίσωση Richards (Richards Equation) Tο μοντέλο Βαρύτητας (Gravity Flow Model) Η μέθοδος Υδατικής Ισορροπίας Δύο Στρώσεων (Two

Layer Water Balance) Από επιφάνεια εδάφους έως το ριζόστρωμα και από

εκεί έως την στάθμη του υπόγειου ύδατος.• Εκτίμηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής,• Του νερού που κατακρατείται στην ακόρεστη ζώνη• Του νερού που κατεισδύει στην κορεσμένη ζώνη

Προσδιορισμός χαρακτηριστικών εδάφους• (εδαφική υγρασία στον κορεσμό, υδατοϊκανότητα, μόνιμο

σημείο μαρασμού και υδραυλική αγωγιμότητα)

dttSdtQtI )()(


Ροή στην κορεσμένη ζώνη (Unsaturated Flow) Γραμμικοί ταμιευτήρες (Linear Reservoirs)

• Δεν είναι απαραίτητη η αναλυτική γνώση των φυσικών συνθηκών.

Ενδιάμεσης απορροής (Interflow) Βασικής απορροής (Baseflow)

Παράμετροι που διέπουν την λειτουργία τους• Αρχική χωρητικότητα (Initial Depth) • Μέγιστη χωρητικότητα (Bottom Depth)• Ειδική απόδοση (Specific Yield) • Χρονοσταθερές ενδορροής (Time Constant for

Interflow) και βαθειάς κατείσδυσης (Time constant for Percolation)/Χρονοστ. βασικής απορροής

• Κατώφλι Ενδορροής/βασικής ροής (Threshold depth),

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ MIKESHE

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΒΑΣΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ Το όριο της περιοχής Τον ψηφιακό χάρτη των υπολεκανών To ψηφιακό μοντέλο του ανάγλυφου Τα πολύγωνα Thiessen των βροχομετρικών σταθμών και την

εκάστοτε βροχόπτωση Τα πολύγωνα Τhiessen για τη δυνητική εξατμισοδιαπνοή και

την κατά τόπους εξατμισοδιαπνοή Τη θερμοκρασία του αέρα (λιώσιμο χιονιού) Τις ζώνες επιφανειακής απορροής με τα χαρακτηριστικά

ροής τους Την εδαφική κάλυψη Τις κλάσεις μηχανικής σύστασης των εδαφών για την

ακόρεστη ζώνη (UZ). Τις κλάσεις μηχανικής σύστασης των εδαφών, ή την

υδρολιθολογία για την κορεσμένη ζώνη (SZ).

Το υδρολογικό μοντέλο εφαρμόστηκε για την περιοχή του ρου του Αράχθου από τις πηγές του έως το φράγμα Πουρναρίου

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ MIKESHE

Για 6 υδρολογικά έτη, (1/10/1998-30/09/2004) με χρήση βροχομετρικών χρονοσειρών από 5 σταθμούς μόνο ,σε ημερήσιο βήμα.

Για 3 έτη, (1/10/1998-30/09/2001) με χρήση βροχομετρικών χρονοσειρών από 21 σταθμούς , σε ημερήσιο και μηνιαίο βήμα που μετετράπη σε ημερήσιο.

Για 2 προσεγγίσεις των ζωνών επιφανειακής απορροής Προσθήκη της ρουτίνας του λιωσίματος του χιονιού για

την προσέγγιση με τους 21 σταθμούς.

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ MIKESHE Καθορισμός προσομοίωσης (Simulation

specification) Υπολεκάνες Δύο στρώσεις ακόρεστης ζώνης Γραμμικοί ταμιευτήρες κορεσμένης ζώνης Χωρίς χρήση του Mike11

Τοπογραφία και Υδρολογικές λεκάνες DEM από ισοϋψείς και Tin

• Έντονο και ακανόνιστο ανάγλυφο, έντονη ορεογραφία.

Εξαγωγή-διακριτοποίηση (Delineation) λεκανών απορροής από το DEM με χρήση του ArcHydro.

Φυσιογραφικά χαρακτηριστικά των υδρολογικών λεκανών

ΌνομαΕμβαδόν (m2)

Μέση κλίση (%)

Μέσο Υψόμετρο (m) Μέσο Manning από χρήσεις γής

Άνω Άραχθος 457.299.791 21,5 918,7 0,102Μετσοβίτικος 214.414.866 26,2 1197,6 0,084Καλαρύτικος 221.739.302 33,1 1287,9 0,063Μέσος Αραχθ.έως το φράγμα 263.398.235 27,4 785 0,082

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ MIKESHE

Χρήσεις Γής

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ MIKESHE Χρήσεις Γής

Πολύγωνα από το Corine land cover• Δορυφορικές εικόνες 1:100.000• Διορθώθηκαν με χρήση

Google Earth Χάρτη εδαφικών κλάσεων Γιάσογλου Ν. Κλίσεις %

Ιδιότητες βλάστησης (Μοσούλης Η. 2009, FAO) Δασικές εκτάσεις, Θάμνοι Κωνοφόρα Εκτάσεις γεωργικής γης με φυτική βλάστηση, σε

αλλουβιακά πεδία Φυσικοί βοσκότοποι Για τα γυμνά εδάφη και πετρώματα, οι τιμές του δείκτη

φυλλικής επιφανείας (L.A.I.), του βάθους ριζοστρώματος (RD) και του συντελεστή Kc είναι σχεδόν μηδέν,

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ MIKESHE Επιφανειακή απορροή

Χωρική διαφοροποίηση με βάση της υπολεκάνες• Η προσέγγιση με βάση υψομετρικές διαφορές σε συνδυασμό

με χρήσεις γής δεν έδωσε διαφορετικά αποτελέσματα Παράμετροι

• Αντίστροφος του αριθ. Manning Από 9 έως 16, (εύρος 0-100)

• Μέση κλίση % 21,5% έως 33%(ΛεκάνηΚαλαρρύτικου)

• Μήκος κλίσης (Slope length) ≈ 200 m

• Συντελεστής συγκράτησης ύδατος από την επιφ. του εδάφους (Detention Storage)

Ορεινές περιοχές ≈ 0 mm Πεδινές περιοχές έως 0,3 mm

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ MIKESHE ΓΕΩΛΟΓΙΑ – ΕΔΑΦΟΛΟΓΙΑ

Προσέγγιση εδαφολογικών χαρακτηριστικών• Μητρικό πέτρωμα• Υδρολιθολογικός χάρτης Ελλάδος (ΥΠΑΝ 1996) • Χάρτης εδαφικών κλάσεων Γιάσογλου Ν.

Legendrivers

fault

lakes

Catchm

ents Araxthos till D

am

idrolithΥΔ

ΡΟΛΙΘ

ΟΛΟ

ΓΙΑ Η

ΜΙΠ

ΕΡΑΤΟ

Ι ΣΧΗ

ΜΑΤΙΣΜ

ΟΙ – Χ

ΑΜ

ΗΛ

ΗΣ ΥΔ

ΡΟ

ΠΕ

ΡΑΤΟΤΗ

ΤΑΣ (Κ=10-5 ω

ς 10-7 m/sec)

ΥΔΡ

ΟΠ

ΕΡΑΤΟ

Ι ΣΧΗ

ΜΑΤΙΣΜ

ΟΙ – Μ

ΕΤΡ

ΙΑΣ ΥΔΡ

ΟΠ

ΕΡΑΤΟ

ΤΗΤΑ

Σ (Κ=10-3 ω

ς 10-5 m/sec)

ΥΔΡ

ΟΣΤΕ

ΓΑΝ

ΟΙ ΣΧΗ

ΜΑΤΙΣΜ

ΟΙ – Π

ΟΛΥ

ΧΑ

ΜΗ

ΛΗ

Σ ΕΩ

Σ ΜΗ

ΔΕ

ΝΙΚ

ΗΣ ΥΔ

ΡΟ

ΠΕ

ΡΑΤΟΤΗ

ΤΑΣ (Κ

<10-7m/sec)

ΗΜ

ΙΠΕ

ΡΑΤΟΙ ΣΧ

ΗΜ

ΑΤΙΣΜΟ

Ι – ΧΑ

ΜΗ

ΛΗΣ ΥΔ

ΡΟΠ

ΕΡΑΤΟ

ΤΗΤΑ

Σ (Κ=10-5 ω

ς 10-7 m/sec)

ΥΔΡ

ΟΣΤΕ

ΓΑΝ

ΟΙ ΣΧ

ΗΜ

ΑΤΙΣΜΟ

Ι – ΠΟ

ΛΥ Χ

ΑΜ

ΗΛ

ΗΣ Ε

ΩΣ Μ

ΗΔ

ΕΝ

ΙΚΗ

Σ ΥΔΡΟ

ΠΕ

ΡΑΤΟΤΗ

ΤΑΣ (Κ

=10-6 ως 10-8 m

/sec)

ΥΨ

ΗΛ

ΗΣ Ε

ΩΣ Π

ΟΛΥ Υ

ΨΗ

ΛΗ

Σ ΥΔΡ

ΟΠ

ΕΡΑΤΟ

ΤΗΤΑ

Σ (Κ=10-1 ω

ς 10-3 m/sec)

ΗΜ

ΙΠΕ

ΡΑΤΟΙ ΣΧΗ

ΜΑΤΙΣΜ

ΟΙ – Π

ΟΛΥ Χ

ΑΜ

ΗΛ

ΗΣ ΥΔ

ΡΟ

ΠΕ

ΡΑΤΟΤΗ

ΤΑΣ (Κ

=10-5 ως 10-7 m

/sec)

ΛΙΜ

ΝΕ

Σ

ΥΔΡ

ΟΠ

ΕΡΑΤΟΙ ΣΧ

ΗΜ

ΑΤΙΣΜΟ

Ι – ΜΕ

ΣΗΣ Ε

ΩΣ Χ

ΑΜ

ΗΛ

ΗΣ ΥΔ

ΡΟ

ΠΕ

ΡΑΤΟΤΗ

ΤΑΣ (Κ

=10-4 ως 10-6 m

/sec)

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ MIKESHE ΕΔΑΦΟΛΟΓΙΑ – ΓΕΩΛΟΓΙΑ

Προσεγγιστικός εδαφολογικός χάρτης περιοχής μελέτης.• Κυριότερες κατηγορίες

εδάφους • Αργιλοπιλώδες έδαφος επί

φλύσχου Κs=10-7-10-8 m/sec, βάθος=0,3 - 1 m

• Βραχώδης μάζες


Ιδιότητες εδαφικών κλάσεων (Carsel and Parrish, 1988) από ΧΚΥ Θsat : υγρασία στον

κορεσμό (Θsaturation) Θfc : διαθέσιμη υγρασία

στην υδατοϊκανότητα (Θfield capacity)

Θpwp : υγρασία στο σημείο μόνιμης μάρανσης (Θpermanent wilting point)

Ks : Υδραυλική αγωγιμότητα στον κορεσμό


Εδαφικές παράμετροι που εισάγονται στα μοντέλα και αποτελούν αντικείμενο ρύθμισης

Εδαφικές παράμετροι όπως εισήχθησαν στην παρούσα προσομοίωση


Κορεσμένη ζώνη ειδικά Για την ρύθμιση της κορεσμένης ζώνης

χρησιμοποιήθηκαν ξανά τα πολύγωνα των εδαφικών κλάσεων με γενικεύσεις

Παράμετροι • Ειδική απόδοση σχηματισμών jonshon 1967, Καραβίτη Χ.• Τα βάθη των υδροφόρων σχηματισμών της ενδορροής

και της βασικής υπεδάφιας ροής δεν είναι απαραίτητα ρεαλιστικά Κατηγορία

υπογειου ταμιευτήρα

Ειδική απόδοση

(%)

Μέγιστο Βάθος ταμιευτήρα

υποδερμικής ροής (m)-

Παραγ.Ρύθμ.

Μέγιστο Βάθος ταμιευτήρα

Βασικής ροής (m) -Παραγ.Ρύθμ.

1 0.2 1 32f 0.1 1 1.54 0.15 1 26 0.2 1 48 0.3 1 5

9(1) 0.3 5 59(2) 0.3 10 209(7) 0.3 10 20

9(7)A 0.3 5 209(7)B 0.3 3 209(8) 0.25 5 5

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ MIKESHE Βροχομετρικά δεδομένα

Χρήση 5 σταθμών για 6 έτη (ημερήσιες τιμές) Χρήση 21 σταθμών για 3 έτη (ημερήσιες και μηνιαίες) Αδύνατη εξαγωγή βροχοβαθμίδας, εκτός πολύ

κοντινών σταθμών

ΠΟΤΑΜΙΑ

ΠΛΑΤΑΝΟΥΣ

Α

ΚΥΨΕΛ

Η

ΔΙΠΟΤΑΜΟ

ΒΑΣΙΛΙΚΗ

ΚΑΛΕΝΤΖ

Ι

ΚΗΠΙΝΑ

ΑΓΝΑΝΤΑ

ΚΑΤΑΡΡΑΚΤΗ

Σ

ΠΡΑΜΑΝΤΑ

ΜΙΚΡΗ ΓΟΤΙΣ

ΤΑ

ΑΝΑΤΟΛΙΚΗ

ΛΙΓΚΙΑΔΕΣ

ΔΙΚΟΡΦΟ

ΓΡΕΒ

ΕΝΙΤΙ

ΚΟ

ΟΜΑΛΗ

ΕΛΑΤΟ

ΧΩΡΙ

ΜΙΚΡΟ ΠΕΡΙΣΤ

ΕΡΙ

ΜΑΤΣΟΥΚ

Ι

ΜΕΤΣΟ

ΒΟ0

500

1000

1500

2000

2500

0

200

400

600

800

1000

1200

1400ΜΕΣΗ ΕΤΗΣΙΑ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ/ΥΨΟΜΕΤΡΟ ΣΤΑΘΜΟΥ

1980-2001 ΥΠΔΕ-ΔΕΗ

ΜΕΣΗ ΕΤΗΣΙΑ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ ΥΨΟΜΕΤΡΟ ΣΤΑΘΜΟΥ

Βροχ

ή (m

m)

Υψόμ

ετρο

(m)

ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ MIKESHE Λοιπά μετεωρολογικά δεδομένα

Για υπολογισμό δυνητικής εξατμισοδιαπνοής ΕΤp κυρίως• Θερμοκρασία 0c, Σχετ.Υγρασία %, Ταχύτητα ανέμου

(knots) , Ηλιοφάνεια (hrs)• Αρτα, Ιωάννινα, Χρυσοβίτσα, Βωβούσα• Ημερήσιες τιμές μόνο για

Άρτα, Ιωάννινα• Με χρήση μόνο θερμοκρασίας και “διορθώσεις”

Χρυσοβίτσα• Μηνιαίες τιμές Θερμοκρασίας, Υγρασίας και Συσχέτιση

με Άρτα για εξαγωγή ημερήσιων Βωβούσα (Χρήση ανέμου και ηλιοφάνειας Πάδων και Ιωαννίνων αντιστ.)

ΣΤΑΘΜΟΣ Μέγιστο (mm)

Ημ/νία Μεγ. Ελάχιστο(mm) Ημ/νία

Ελαχ.

Μέση τιμή (mm)

Τυπ.απόκλιση (mm)

ΦΙΛΟΘΕΗ 178,5 Ιουλ-00 18 Δεκ-00 87 54 ΙΩΑΝΝΙΝΑ 214 Ιουλ-00 12,45 Δεκ-00 85,5 62,8 ΧΡΥΣΟΒΙΤΣΑ 192,3 Ιουλ-03 10,47 Ιαν-00 81,1 62,4 ΒΩΒΟΥΣΑ 128,1 Ιουλ-04 12,1 Δεκ-98 61 38,1

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Αποτελεσματικότητα εφαρμογής MikeShe

Γραφικές μεθόδους Στατιστικές μεθόδους

• Μέσο απόλυτο σφάλμα >0

• Σχετικό μέσο τετραγωνικό σφάλμα >0

• Συντελεστής προσαρμοστικότητας -∞< <+∞

• Συντελεστής απόκλισης υπολοίπων -∞< <+∞

n

POMAE

n

iii

1

On

PORRMSE

n

iii 1)(

1

2

n

ii

n

iii

OO

POEF

1

2

1

2

)(

)(0.1

n

POBIAS

n

iii

1

)(

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Προσέγγιση με 21 βροχομετρικούς σταθμούς

Πολύ καλή προσέγγιση της Συνολικής & της Βασικής απορροής, μικρός υπερ-υπολογισμός συνολ. Όγκου.

Προσέγγιση με 5 βροχομετρικούς σταθμούς Πολύ καλή προσέγγιση, αστοχίες σε κάποιες κορυφές

ακόμα, ποιο σωστός υπολογισμός συν όγκου

Σύγκριση των 2 προσεγγίσεων

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Σύγκριση πραγματικών και προσομοιωμένων τιμών

σε μηνιαία βάση Γραφική Στατιστική

Αθροιστικά υδρογραφήματα και Συσχέτιση

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Επίδραση σημαντικότερων παραμέτρων στα

αποτελέσματα Χρονική σταθερά (Time constant)

• Μεγαλύτερες τιμές της χρονικής σταθεράς της ενδιάμεσης ζώνης (time constant of interflow) οδηγούν σε μείωση της υποδερμικής (είτε υπόγειας) απορροής και ταυτόχρονη αύξηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής και της στάθμης στην κορεσμένη ζώνη

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΥΔΑΤΙΚΑ ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΑΝΩ ΡΟΥ ΑΡΑΧΘΟΥ

Μέσο μηνιαίο υδατικό ισοζύγιο λεκάνης Αράχθου και παραποτάμων 1998 - 2004 SΔBOUTBINRFDIRAETPRECPREC: ΚΑΤΑΚΡΗΜΝΙΣΗ

ΑΕΤ: ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ ΕΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗ

DIR: ΑΜΕΣΗ ΑΠΟΡΡΟΗ

RF: ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΚΑΙ ΒΑΣΙΚΗ ΑΠΟΡΡΟΗ

BIN: ΕΙΣΡΟΕΣ ΑΠΟ ΓΕΙΤΟΝΙΚΕΣ ΛΕΚΑΝΕΣ

BOUT: ΕΚΡΟΕΣ ΠΡΟΣ ΓΕΙΤΟΝΙΚΕΣ ΛΕΚΑΝΕΣ

ΔS: ΑΛΛΑΓΗ ΣΤΗΝ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΤΗΣ ΛΕΚΑΝΗΣ ΣΤΟ ΤΕΛΟΣ ΤΟΥ ΕΚΑΣΤΟΤΕ ΧΡΟΝΙΚΟΥ ΒΗΜΑΤΟΣ (ΜΗΝΙΑΙΟΥ Ή ΕΤΗΣΙΟΥ) Η ΘΕΤΙΚΗ ΤΙΜΗ ΤΟΥ ΔS ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΕΙ ΣΕ ΠΛΕΟΝΑΣΜΑ ΣΤΟ ΤΕΛΟΣ ΤΟΥ ΕΚΑΣΤΟΤΕ ΧΡΟΝΙΚΟΥ ΒΗΜΑΤΟΣ, Η ΑΡΝΗΤΙΚΗ ΤΙΜΗ ΣΕ ΕΛΛΕΙΜΜΑ

Οι ποσότητες αντλήσεων και απολήψεων νερού είναι αμελητέες οι παράμετροι Bin , Bout, Pump είναι και αυτές μηδενικές.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΥΔΑΤΙΚΑ ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΑΝΩ ΡΟΥ ΑΡΑΧΘΟΥ

Ετήσιο Υδατικό. Ισοζύγιο λεκάνης Άραχθου π. (Άνω Ρούς & Παραπόταμοι) 1998-2004

• RF: Βασική υπόγεια ροή

• ΑΕΤ:Πραγματική εξατμ.

• DIR:Άμεση Επιφ. Απορ.

• Τα ΚΕΤ + KDIR+RF που είναι μεγαλύτερα του 100% μπορεί να οφείλονται σε νερό που απορρέει κατά το συγκεκριμένο υδρολογικό έτος, αλλά, προέρχεται από βροχόπτωση του προηγούμενου και ρέει αργά, υποεπιφανειακά.

Τα αποτελέσματα της βαθμονόμησης στη θέση Πιστιανά κρίνονται ιδιαιτέρως ικανοποιητικά με υψηλές τιμές του συντελεστή προσαρμοστικότητας τόσο για την περίοδο της βαθμονόμησης 1998-2004 με την προσέγγιση 1 (χρήση 5 βροχομετρικών σταθμών με ημερήσιες παρατηρήσεις), (EF=78%), (ΜΑΕ=8,2% ελαφρώς αυξημένη τιμή) όσο και για την προσέγγιση 2 (ΕF=88%!) με την διαφορά ότι η δεύτερη προσέγγιση αποδίδει περισσότερο νερό από όσο θα αναμέναμε.

Τα μέσα ετήσια υδατικά ισοζύγια της λεκάνης απορροής του Αράχθου (ανάντη φράγματος) κρίνονται ικανοποιητικά και βρίσκονται εντός των ορίων που αναφέρονται σε παρόμοιες βιβλιογραφικές αναφορές. Το μέσο ετήσιο υδατικό ισοζύγιο φαίνεται στον πίνακα. (1998-2004) παρ/σα μελ/τη και (1980-2001) ΥΠΑΝ.

Η υδραυλική αγωγιμότητα της βασικής κατηγορίας εδαφών της περιοχής μελέτης (εδάφη επί φλύσχου) αποτελεί την πιό σημαντική παράμετρο βαθμονόμησης του υδρολογικού μοντέλου.

Η προσομοίωση θεωρείται αρκετά επιτυχής και θα μπορούσε να βοηθήσει τον διαχειριστή των υδάτινων πόρων να λάβει όσο το δυνατόν πιο έγκυρες αποφάσεις για την διευθέτηση ζητημάτων που μπορεί να προκύψουν. Επέκταση του μοντέλου θα πρέπει να γίνει ώστε να καλύπτει όλη την λεκάνη του Αράχθου κάνοντας χρήση και των παροχών του Αωού ποταμού και τον παροχών από το φράγμα Αράχθου με σκοπό την παρακολούθηση των συνθηκών και στην περιοχή του Αμβρακικού κόλπου.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

PREC AET DIR RF ΔS ΚET ΚDIR+RF

1394.9 428.4 57.3 909.3 0.005 31% 69%

ΛΕΚΑΝΗ PREC AET DIR RF BIN BOUT ΔS Σ.ΑΠΟΡ.ΑΡΑΧΘΟΣ (ΚΥΡΙΟΣ ΡΟΥΣ) 1403.6 490.0 11.1 741.9 31.5 194.7 -2.6 0.54ΛΟΥΡΟΣ 1426.4 483.6 0.0 791.0 5.8 161.8 -4.1 0.55

Ευχαριστώ για την προσοχή σας

megas thesis mikeshe aracthos 2012

Environment