Ανάλυση σφάλματος σε ένα πολυκυτταρικό μοντέλο υπόγειου νερού

E. Rozos, and D. Koutsoyiannis, Error analysis of a multi-cell groundwater model, Journal of Hydrology, 392 (1-2), 22–30, 2010.

[Ανάλυση σφάλματος σε ένα πολυκυτταρικό μοντέλο υπόγειου νερού]

[doc_id=1000]

[Αγγλικά]

Τα βασικά πλεονεκτήματα των πολυκυτταρικών μοντέλων είναι η φειδωλότητα, η ταχύτητα και η απλότητα τους που τα καθιστούν ιδεώδη για υδρολογικές εφαρμογές, ειδικά όταν υπάρχει ανεπάρκεια δεδομένων και/ή απαιτούνται αλλεπάλληλες προσομοιώσεις. Παρόλα αυτά, τα πολυκυτταρικά μοντέλα, στη βασική τους μορφή, είναι εννοιολογικά μοντέλα και ως εκ τούτου οι παράμετροι τους δεν έχουν φυσικό νόημα. Αυτό το μειονέκτημα αντιμετωπίστηκε από τους Narasimhan and Witherspoon με τη μέθοδο των ολοκληρωμένων πεπερασμένων διαφορών (integrated finite difference method), η οποία, παρόλα αυτά, προϋποθέτει ότι η γεωμετρία των κυττάρων διακριτοποίησης είναι συμβατή με τις ισοδυναμικές και τις γραμμές ροής. Αυτός ο περιορισμός δεν μπορεί να ικανοποιηθεί σε κάθε εφαρμογή. Ειδικά στις μη μόνιμες συνθήκες μια διακριτοποίηση με στατική γεωμετρία δεν είναι δυνατόν να είναι συνεχώς συμβατή με τα χαρακτηριστικά της μεταβαλλόμενης ροής. Σε αυτή την εργασία αναλύεται το σφάλμα λόγω μη τήρησης αυτού του περιορισμού και ακολούθως αυτό συγκρίνεται με τα υπόλοιπα είδη σφάλματος ενός πολυκυτταρικού μοντέλου. Η έρευνα βασίζεται σε πειραματικές εφαρμογές σε ένα υποθετικό υδροφορέα με επιλεγμένα χαρακτηριστικά και ιδιότητες έτσι ώστε να είναι αντιπροσωπευτικός υδροφορέων που συναντώνται σε πραγματικές εφαρμογές. Τα αποτελέσματα των πειραμάτων υποδεικνύουν ότι το σφάλμα λόγω μη τήρησης του περιορισμού είναι μικρό σε σχέση με τα υπόλοιπα είδη σφαλμάτων και επιπλέον το σφάλμα ενός πολυκυτταρικού μοντέλου με εξειδικευμένη χάραξη κυττάρων είναι συγκρίσιμο με το σφάλμα ενός μοντέλου πεπερασμένων διαφορών με πολύ μεγαλύτερο αριθμό κυττάρων. Συμπερασματικά, τα πολυκυτταρικά μοντέλα μπορούν να θεωρηθούν ως εναλλακτική επιλογή, ειδικά στις περιπτώσεις όπου ενδείκνυται ευέλικτη διακριτοποίηση ή στις περιπτώσεις που απαιτούνται πολλαπλές προσομοιώσεις.

Το πλήρες κείμενο διατίθεται μόνο στο δίκτυο του ΕΜΠ λόγω νομικών περιορισμών

PDF Συμπληρωματικό υλικό:

Βλέπε επίσης: http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2010.07.036

Εργασίες μας στις οποίες αναφέρεται αυτή η εργασία:

1. D. Koutsoyiannis, A generalized mathematical framework for stochastic simulation and forecast of hydrologic time series, Water Resources Research, 36 (6), 1519–1533, doi:10.1029/2000WR900044, 2000.
2. Ν. Θεοδωράτος, Στοχαστική προσομοίωση δισδιάστατων τυχαίων πεδίων με διατήρηση της εμμονής, Διπλωματική εργασία, 69 pages, Τομέας Υδατικών Πόρων, Υδραυλικών και Θαλάσσιων Έργων – Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Αθήνα, Ιούλιος 2004.
3. E. Rozos, A. Efstratiadis, I. Nalbantis, and D. Koutsoyiannis, Calibration of a semi-distributed model for conjunctive simulation of surface and groundwater flows, Hydrological Sciences Journal, 49 (5), 819–842, doi:10.1623/hysj.49.5.819.55130, 2004.
4. E. Rozos, and D. Koutsoyiannis, A multicell karstic aquifer model with alternative flow equations, Journal of Hydrology, 325 (1-4), 340–355, 2006.
5. A. Efstratiadis, I. Nalbantis, A. Koukouvinos, E. Rozos, and D. Koutsoyiannis, HYDROGEIOS: A semi-distributed GIS-based hydrological model for modified river basins, Hydrology and Earth System Sciences, 12, 989–1006, doi:10.5194/hess-12-989-2008, 2008.

Εργασίες μας που αναφέρονται σ' αυτή την εργασία:

1. I. Nalbantis, A. Efstratiadis, E. Rozos, M. Kopsiafti, and D. Koutsoyiannis, Holistic versus monomeric strategies for hydrological modelling of human-modified hydrosystems, Hydrology and Earth System Sciences, 15, 743–758, doi:10.5194/hess-15-743-2011, 2011.
2. E. Rozos, and D. Koutsoyiannis, Assessing the error of geometry-based discretizations in groundwater modelling, Facets of Uncertainty: 5th EGU Leonardo Conference – Hydrofractals 2013 – STAHY 2013, Kos Island, Greece, doi:10.13140/RG.2.2.17320.37120, European Geosciences Union, International Association of Hydrological Sciences, International Union of Geodesy and Geophysics, 2013.
3. E. Rozos, Ε. Akylas, and A. D. Koussis, An automated inverse method for slug tests – over-damped case – in confined aquifers, Hydrological Sciences Journal, doi:10.1080/02626667.2014.892207, 2015.

Άλλες εργασίες που αναφέρονται σ' αυτή την εργασία: Δείτε τις στο Google Scholar ή στο ResearchGate

Άλλες εργασίες που αναφέρονται σ' αυτή την εργασία (αυτός ο κατάλογος μπορεί να μην είναι ενημερωμένος):

1. #SIRRIMED (Sustainable use of irrigation water in the Mediterranean Region), D4.2 and D5.2 Report on Models to be Implemented in the District Information Systems (DIS) and Watershed Information Systems (WIS), 95 pp., Universidad Politécnica de Cartagena, 2011.
2. Muhammed Ernur AKINER, (2014) Developing a Groundwater Model for the Town of Amherst, OURNAL OF ECOLOGY AND ENVIRONMENTAL SCIENCES, Vol 2, No 4.
3. Doddema, L., The influence of reservoir heterogeneities on geothermal doublet performance, 2012
4. Nguyen, V. T., and J. Dietrich, Modification of the SWAT model to simulate regional groundwater flow using a multi-cell aquifer, Hydrological Processes, doi:10.1002/hyp.11466, 2018.

Κατηγορίες: Υπόγεια νερά