Πλαίσιο στοχαστικής προσομοίωσης για την τεχνολογία πλημμυρών

A. Efstratiadis, A. Koukouvinos, P. Dimitriadis, A. Tegos, N. Mamassis, and D. Koutsoyiannis, A stochastic simulation framework for flood engineering, Facets of Uncertainty: 5th EGU Leonardo Conference – Hydrofractals 2013 – STAHY 2013, Kos Island, Greece, doi:10.13140/RG.2.2.16848.51201, European Geosciences Union, International Association of Hydrological Sciences, International Union of Geodesy and Geophysics, 2013.

[Πλαίσιο στοχαστικής προσομοίωσης για την τεχνολογία πλημμυρών]

[doc_id=1384]

[Αγγλικά]

Η τεχνολογία πλημμυρών αντιμετωπίζεται συνήθως ως μια σειριακή εφαρμογή εξισώσεων και μοντέλων, με συγκεκριμένες παραδοχές και τιμές παραμέτρων, παράγοντας έτσι πλήρως προσδιοριστικά αποτελέσματα. Στη διαδικασία αυτή, η μοναδική πιθανοτική έννοια είναι η περίοδος επαναφοράς της βροχόπτωσης, η οποία ορίζεται εκ των προτέρων, και αντιπροσωπεύει την αποδεκτή διακινδύνευση όλων των μεγεθών σχεδιασμού ενδιαφέροντος (παροχές αιχμής, πλημμυρικά υδρογραφήματα, βάθη και ταχύτητες ροής, κατακλυόμενες εκτάσεις, κτλ.). Ωστόσο, μια πιο συνεπής προσέγγιση θα απαιτούσε την εκτίμηση της διακινδύνευσης με συνδυασμό των αβεβαιοτήτων όλων των επιμέρους μεταβλητών. Η επιλογή αυτή παρέχεται από τη στοχαστική προσομοίωση, που αποτελεί την πλέον αποτελεσματική και ισχυρή τεχνική ανάλυσης συστημάτων υψηλής πολυπλοκότητας και αβεβαιότητας. Αυτό προϋποθέτει την αναγνώριση των συνιστωσών του μοντέλου που αντιπροσωπεύουν χρονικά μεταβαλλόμενες διεργασίες και αυτών που αντιπροσωπεύουν άγνωστες, και συνεπώς αβέβαιες, παραμέτρους. Στο προτεινόμενο πλαίσιο, και οι δύο πρέπει να αντιμετωπίζονται ως τυχαίες μεταβλητές. Προβλέπονται τα εξής υπολογιστικά βήματα: (α) γέννηση συνθετικών χρονοσειρών επιφανειακή βροχόπτωσης, μέσω πολυμεταβλητών στοχαστικών μοντέλων επιμερισμού, (β) γέννηση τυχαίων συνθηκών αρχικής εδαφικής υγρασίας, (γ) εφαρμογή μοντέλων υδρολογικής και υδραυλικής προσομοίωσης με τυχαίες τιμές παραμέτρων, που λαμβάνονται από κατάλληλες κατανομές, (δ) στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων των μοντέλων και προσδιορισμός των εμπειρικών τους κατανομών, και (ε) επιλογή της τιμής σχεδιασμού, που αντιστοιχεί στην αποδεκτή διακινδύνευση. Η προσέγγιση αυτή επιτρέπει την εκτίμηση της ολικής πιθανοτικής κατανομής των μεταβλητών εξόδου αντί μίας μοναδικής τιμής, όπως προκύπτει από την προσδιοριστική διαδικασία. Στο πλαίσιο αυτό, η στοχαστική προσομοίωση παρέχει ακόμη τη δυνατότητα εισαγωγής των χαμένης κουλτούρας της αναγνώρισης της αβεβαιότητας στην τεχνολογία πλημμυρών.

PDF Πλήρες κείμενο (1860 KB)

Βλέπε επίσης: http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.16848.51201

Κατηγορίες: Ντετερμινισμός και στοχαστικότητα, Πλημμύρες, Αβεβαιότητα