title: Ανάλυση ευαισθησίας παραμέτρων υδρολογικής προσομοίωσης πλημμυρικού γεγονότος και προσομοίωσης υδραυλικού κύματος σε μια μικρής έκτασης υδρολογική λεκάνη
title: Parameter sensitivity analysis of hydrological flood event simulation & hydraulic wave simulation in a small hydrological basin
Creators: name: Σαρχανη Σοφια
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2018

description: Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία προσομοιώνεται ένα αστραπιαίο βροχοπτωτικό συμβάν που έλαβε χώρα στη λεκάνη απορροής της Αλμυρίδας, στη δυτική Κρήτη. Μέσω της υδρολογικής ανάλυσης του πλημμυρικού γεγονότος και της μοντελοποίησης του υδραυλικού κύματος, σκοπός είναι η εκτίμηση των επιπτώσεων στην μικρής έκτασης υδρολογική λεκάνη, διαμέσου συνδυασμού εργαλείων της HEC.
Η προσομοίωση του βροχοπτωτικού συμβάντος γίνεται με το υδρολογικό μοντέλο HEC-HMS 4.2.1. Τα βροχοπτωτικά δεδομένα εισάγονται σε κάνναβο, ενώ οι υδρολογικές παράμετροι εισάγονται σε κάθε ένα πλεγματικό κελί. Υπολογίζονται οι υδρολογικές παράμετροι της λεκάνης για τις οποίες διατίθενται στοιχεία, ενώ πραγματοποιείται βαθμονόμηση των υπόλοιπων παραμέτρων, από βιβλιογραφική ανασκόπηση. Γίνεται ανάλυση ευαισθησίας του μοντέλου, και διαπιστώνεται ποιες από τις βαθμονομούμενες παραμέτρους αλλάζουν το χρόνο εμφάνισης της μέγιστης απορροής. Συγχρόνως, ελέγχεται ποιες παράμετροι επηρεάζουν το μέγεθος της μέγιστης απορροής. Κριτήριο βαθμονόμησης των παραμέτρων είναι η επαλήθευση του μοντέλου, με τη μέτρηση των 2m του ύψους ροής, σε διατομή που ελέγχθηκε στο πέρας της πλημμύρας.
Η ανάλυση στα κατάντη του ρέματος της Αλμυρίδας, περίπου 960 m, πραγματοποιείται με το υδραυλικό 1D μοντέλο HEC-RAS 5.0.3 προσομοίωσης της πλημμύρας, καθώς και με ένα ενιαίο υδραυλικό 1D/2D μοντέλο, το 1D/2D HEC-RAS 5.0.3 μοντέλο, για τις ανάγκες των οποίων χρησιμοποιείται Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους (Digital Terrain Model - DTM) υψηλής ανάλυσης, 5m x 5m. Με τα μοντέλα προσομοίωσης προσδιορίζεται η έκταση της πλημμύρας, το ύψος και η ταχύτητα του πλημμυρικού κύματος στις διατομές του ρέματος, ενώ γίνεται σύγκριση των αποτελεσμάτων τους.
Μέσω της εφαρμογής των μοντελοποιήσεων με τα εργαλεία της HEC, επισημαίνονται οι πλημμυρικές επιπτώσεις του αιφνίδιου βροχοπτωτικού συμβάντος, και προτείνονται ορισμένα μέτρα περιορισμού των κινδύνων, καταλήγοντας σε συμπεράσματα ιδιαίτερου ενδιαφέροντος.

description: In the present Master Science thesis, a flash flood event is simulated occurring in the Almyrida basin, in western Crete. Through the hydrological analysis of the flash flood event and the modeling of the hydraulic wave, the aim is to assess the impacts on the small hydrological basin, via a combination of HEC software.
The simulation of the rainfall event occurs with the hydrological HEC-HMS 4.2.1 model. Precipitation data are input into a grid, while hydrological parameters are input into each grid cell. The hydrological parameters of the basin, for which data are available, are calculated, while the remaining parameters are calibrated through a bibliographic review. Sensitivity analysis of the model is carried out, and it is determined which of the calibrated parameters change the time of appearance of peak discharge. At the same time, it is checked which parameters affect the magnitude of peak discharge. Parameter calibration criterion is to verify the model, measuring 2m of water depth in a cross section checked after the flood.

The downstream analysis of the Almyrida stream of approximately 960 m, is carried out with the hydraulic 1D HEC-RAS 5.0.3 flood simulation model, as well as a combined hydraulic 1D/2D model, the 1D/2D HEC-RAS 5.0.3 model, for the needs of which a high resolution 5m x 5m Digital Terrain Model (DTM) is used. The simulation models determine the flood extent, the depth and velocity of the flood wave in the stream’s cross sections, while comparing their results.
Through the implementation of modeling with HEC software, the flood impacts of the flash flood event are highlighted, and some suggestions are proposed as well to limit the risks, resulting in particularly interesting conclusions.