Υδρολογική Προσομοίωση και Πρόγνωση

Αθανάσιος Λουκάς - Λάμπρος Βασιλειάδης

Περιγραφή

Σκοπός του μαθήματος είναι η εισαγωγή και κατανόηση των υδρολογικών μοντέλων επιφανειακής υδρολογίας και της υδρολογικής προσομοίωσης και πρόγνωσης, της στοχαστικής υδρολογίας και των στοχαστικών διαδικασιών στην υδρολογία, της ανάλυσης και προσομοίωσης υδρολογικών χρονοσειρών, της ανάλυσης και προσομοίωσης ακραίων υδρολογικών ποσοτήτων σχεδιασμού και την κατανόηση των διαδικασιών της επιφανειακής υδρολογίας με χρήση προσδιοριστικών και στοχαστικών τεχνικών.

Το μάθημα βοηθά τους φοιτητές να αναπτύξουν την τεχνική και διανοητική τους ικανότητα ετοιμάζοντας τους για την εργασία σαν μηχανικοί και για μεταπτυχιακές σπουδές. Το μάθημα παρουσιάζει και αναλύει στους φοιτητές τις μεθοδολογίες προσδιοριστικής και στοχαστικής υδρολογικής προσομοίωσης και τις μεθοδολογίες υπολογισμού υδρολογικών ποσοτήτων σχεδιασμού, που χρησιμοποιούνται στην μοντέρνα πρακτική των Πολιτικών Μηχανικών.

Στο τέλος του μαθήματος οι φοιτητές θα πρέπει να έχουν:

Γνώση και κατανόηση των φυσικών διαδικασιών υδρολογίας λεκανών απορροής
Ικανότητα να εφαρμόζουν προσδιοριστικά (αδρομερή, ημι-κατανεμημένα και κατανεμημένα) μοντέλα για την υδρολογική προσομοίωση με σκοπό τον υδρολογικό σχεδιασμό
Γνώση και κατανόηση της βελτιστοποίησης υδρολογικών μοντέλων για υδρολογικό σχεδιασμό (πλημμύρες, υδρολογικές ξηρασίες και σχεδιασμό υδροτεχνικών έργων)
Ικανότητα να υπολογίσουν παραμέτρους υδρολογικών μοντέλων με χρήση Γ.Σ.Π.
Ικανότητα να υπολογίσουν τη χωρική κατανομή υδρολογικών και υδρομετεωρολογικών δεδομένων με προσδιοριστικές, γεωστατιστικές, συνδυαστικές και υβριδικές μεθοδολογίες
Ικανότητα να εφαρμόζουν στοχαστικές και προσδιοριστικές μεθοδολογίες και μοντέλα ανάλυσης και προσομοίωσης υδρολογικών χρονοσειρών
Ικανότητα να εφαρμόζουν στοχαστικές και προσδιοριστικές μεθοδολογίες υδρολογικής πρόγνωσης

Λιγότερα

Στο τέλος του μαθήματος οι φοιτητές θα πρέπει να έχουν:

Γνώση και κατανόηση των φυσικών διαδικασιών υδρολ

Περισσότερα

Κωδικός: MHXC172
Κατηγορία: Πολιτικών Μηχανικών » Προπτυχιακό

CC - Αναφορά - Μη Εμπορική Χρήση

Θεματικές Ενότητες

Υδρολογική Προσομοίωση

Θεματική Ενότητα 1. Υδρολογική Προσομοίωση:

Εισαγωγή στην υδρολογική προσομοίωση. Μαθηματικά μοντέλα βροχής-απορροής. Ταξινόμηση υδρολογικών μοντέλων. Παρουσίαση και εφαρμογή υδρολογικών μοντέλων για διάφορες χρονικές κλίμακες (ημερήσια και μηνιαία). Παρουσίαση και εφαρμογή υδρολογικών μοντέλων. Ρύθμιση παραμετρικών μοντέλων. Δοκιμαστική ρύθμιση και αυτόματη ρύθμιση. Μέθοδοι βελτιστοποίησης. Αλγόριθμοι βελτιστοποίησης. Εφαρμογές αλγορίθμων για βελτιστοποίηση υδρολογικών μοντέλων

Στατιστική και Πιθανοτική Ανάλυση Ακραίων Υδρολογικών Τιμών

Θεματική Ενότητα 2. Στατιστική και Πιθανοτική Ανάλυση Ακραίων Υδρολογικών Τιμών:

Στατιστική ανάλυση ακραίων υδρολογικών τιμών. Ανάλυση σειρών μεγίστων πλημμυρικών παροχών μερικής διάρκειας (Analysis of Partial Duration Series). Υδρολογική ξηρασία. Πιθανοθεωρητική ανάλυση ελαχίστων τιμών παροχών. Περιοχική στατιστική ανάλυση ακραίων υδρολογικών γεγονότων (Regional Analysis). Μέθοδος δείκτη πλημμύρας - Index Flood Method.

Χρονοσειρές και Υδρολογική Πρόγνωση

Θεματική Ενότητα 3. Χρονοσειρές και Υδρολογική Πρόγνωση:

Ανάλυση υδρολογικών χρονοσειρών. Δομή και ιδιότητες υδρολογικών χρονοσειρών. Προσδιοριστικές συνιστώσες υδρολογικής χρονοσειράς. Μέθοδοι ανάλυσης χρονοσειρών. Μέθοδοι μονιμοποίησης χρονοσειρών.

Στοχαστικά ομοιώματα χρονοσειρών. Στοχαστικά ομοιώματα μιας μεταβλητής. Ομοίωμα αυτοσυσχέτισης (autoregressive) AR(q). Ομοίωμα κυλιομένων μέσων όρων (moving average) MA(q). Σύνθετο ομοίωμα (autoregressive moving average) ARMA (p,q). Μέθοδος Box–Jenkins. Σύνθετο ομοίωμα ARIMA (p,d,q).

Στοχαστικά ομοιώματα δύο μεταβλητών. Ομοίωμα συνάρτησης μεταφοράς θορύβου. Φίλτρο Kalman. Ανελίξεις Markov (Markov chains).

Συστήματα υδρολογικής προσομοίωσης μεγάλων λεκανών απορροής. Υδρολογικές και υδραυλικές μεθοδολογίας διόδευσης απορροής. Ζεύξη υδρολογικών μοντέλων και μοντέλων διόδευσης απορροής. Υδρολογική προσομοίωση και υδρολογική πρόγνωση. Στοχαστική υδρολογική πρόγνωση. Βραχυπρόθεσμη υδρολογική πρόγνωση. Προσδιοριστική πρόγνωση. Στοχαστική πρόγνωση. Πρόγνωση σε πραγματικό χρόνο.

Γεωστατιστική

Θεματική Ενότητα 4. Γεωστατιστική:

Εκτίμηση χωρικής κατανομής υδρομετεωρολογικών παραμέτρων. Μέθοδοι χωρικής ολοκλήρωσης. Χωρική παρεμβολή. Μέθοδοι χωρικής παρεμβολής. Μέθοδοι γεωστατιστικής (Kriging).