Εκτίμηση υδατικού ισοζυγίου λεκάνης απορροής με την χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών. Εφαρμογή σε υπολεκάνη του ποταμού Αλιάκμονα με χρήση του υδρολογικού μοντέλου SWAT+ σε περιβάλλον QGIS
Creators: name: Βαρσάμη, Ειρήνη Βασιλείου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2023
Subjects: Εδαφική υγρασία
Αισθητήρες εδαφικής υγρασίας
Δορυφορική τηλεπισκόπηση
Soil moisture
Soil moisture sensors
Satellite remote sensing

description: Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά στη μελέτη και διερεύνηση του υδατικού ισοζυγίου της λεκάνης απορροής του ποταμού Μογλενίτσα, η οποία αποτελεί υπολεκάνη της ευρύτερης λεκάνης απορροής του ποταμού Αλιάκμονα. Η συγκεκριμένη λεκάνη αποτελεί μια από τις πιο ευαίσθητες της χώρας μας, με διαρκείς πιέσεις και συνεχώς αυξανόμενες ανάγκες για άρδευση, υδροδότηση, παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας κτλ., οι οποίες καθιστούν αναγκαία την παρακολούθηση και διαχείριση των υδατικών πόρων εντός της λεκάνης. Για το σκοπό αυτό έγινε χρήση του υδρολογικού μοντέλου Soil and Water Assesment Tool (SWAT), το οποίο προσομοιώνει σε συνεχή χρόνο όλες τις φάσεις του υδρολογικού κύκλου, καθώς και επιμέρους διεργασίες όπως η εξατμισοδιαπνοή, η κατείσδυση, η επιφανειακή απορροή κτλ. Ως δεδομένα εισόδου στο μοντέλο χρησιμοποιήθηκαν το ανάγλυφο της περιοχής, το εδαφολογικό προφίλ εντός της λεκάνης, οι διάφορες χρήσεις γης, μετεωρολογικά δεδομένα κ.α. Το μοντέλο SWAT χωρίζει τη λεκάνη σε υδρολογικές μονάδες απόκρισης (HRUs), οι οποίες νοούνται ως μικρές διακριτοποιημένες περιοχές εντός της λεκάνης με κοινά χαρακτηριστικά και αποτελούν τη χωρική μονάδα υπολογισμών του μοντέλου. Η προσομοίωση πραγματοποιήθηκε για τη χρονική περίοδο από 01-01-2018 έως 21-12-2022, ενώ τα δύο πρώτα χρόνια χρησιμοποιήθηκαν ως περίοδος προθέρμανσης του μοντέλου. Για την επαλήθευση και ρύθμιση του μοντέλου χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις παροχών στο σημείο εξόδου της λεκάνης απορροής, οι οποίες μετρήθηκαν σε πραγματικό χρόνο στο πεδίο, από το Ινστιτούτο Εδαφοϋδατικών Πόρων του Ελληνικού Γεωργικού Οργανισμού «Δήμητρα» (ΙΕΥΠ). Ο έλεγχος της αξιοπιστίας των αποτελεσμάτων του μοντέλου πραγματοποιήθηκε με τον υπολογισμό στατιστικών δεικτών (R2, NSE, PBIAS, MAE, RMSE) σύμφωνα με τους οποίους η μοντελοποίηση χαρακτηρίστηκε αρκετά ικανοποιητική. Τέλος, πραγματοποιήθηκε εξαγωγή των αποτελεσμάτων των υπολογισμών των διαφόρων συνιστωσών του υδατικού ισοζυγίου από το μοντέλο, για τη λεκάνη απορροής του ποταμού Μογλενίτσα. Ακολούθησε η ανάλυση των αποτελεσμάτων των υπολογισμών του μοντέλου για διάφορες φάσεις του υδρολογικού κύκλου, τα οποία συνοδεύτηκαν από σχετικά συμπεράσματα και προτάσεις για μελλοντική έρευνα.
description: This Master’s thesis concerns the study and investigation of water balance of Moglenitsa’s river basin, which is a subbasin of the wider Aliakmon river basin. This basin is one of the most sensitive of our country, dealing with constant pressures and continuously increasing needs for irrigation, water supply, electricity generation etc., which makes monitoring and managing of water resources within the basin extremely necessary. For this purpose, Soil and Water Assessment Tool (SWAT) hydrological model was used. This particular model simulates continuously all phases of the hydrological cycle, as well as individual processes such as evapotranspiration, percolation, surface runoff etc. The input data that were used include digital elevation model of the area, soil profile within the basin, land-use distribution, weather data etc. SWAT model divides the basin into HRUs, which are considered to be small discrete areas with common characteristics, that form the modal’s spatial unit of calculations. The simulation was carried out for the period from 01-01-2018 to 21-12-2022, while the first two years were considered as warm-up period of the model. For the validation and calibration of the model, real time measurements of flow rate at the outlet of the basin were used. The measurements were taken by Soil &amp; Water Resources Institute - HAO (SWRI). The reliability of the model’s results was checked by calculating statistical indicators (R2, NSE, PBIAS, MAE, RMSE), according to which the quality of the model was characterized as quite satisfactory. Finally, the results of the calculations of the different components of the water balance were extracted. Τhe results of the model’s calculations were analyzed for different phases of hydrological cycle, along with relevant conclusions and proposals for future research.