Αντικειμενική-ευρετική μέθοδος εκτίμησης των παραμέτρων μοντέλου βροχής-απορροής βασισμένη στο υπόγειο νερό και η εφαρμογή της σε μια ημι-ερημική λεκάνη

K. Mazi, A. D. Koussis, P. J. Restrepo, and D. Koutsoyiannis, A groundwater-based, objective-heuristic parameter optimisation method for a precipitation-runoff model and its application to a semi-arid basin, Journal of Hydrology, 290, 243–258, 2004.

[Αντικειμενική-ευρετική μέθοδος εκτίμησης των παραμέτρων μοντέλου βροχής-απορροής βασισμένη στο υπόγειο νερό και η εφαρμογή της σε μια ημι-ερημική λεκάνη]

[doc_id=594]

[Αγγλικά]

Αναπτύσσεται μια μεθοδολογία βαθμονόμησης μοντέλου βασισμένη σε δεδομένα υπόγειου νερού, η οποία και εφαρμόζεται με τη χρήση του συστήματος μοντελοποίησης βροχής-απορροής PRMS του USGS και το σπονδυλωτό σύστημα μοντελοποίησης MMS, το οποίο πραγματοποιεί αυτόματη ρύθμιση των παραμέτρων. Η μεθοδολογία ελέγχεται στη λεκάνη Ακρωτηρίου στην Κύπρο. Η ανάγκη για βαθμονόμηση με βάση δεδομένα υπόγειου νερού, σε αντίθεση με την τυπική βαθμονόμηση με βάση δεδομένα απορροής, προκύπτει από τον έντονα διαλείποντα χαρακτήρα της απορροής στη λεκάνη Ακρωτηρίου, κάτι που χαρακτηρίζει τις ημιερημικές περιοχές. Η εφαρμογή στη λεκάνη Ακρωτηρίου μας οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η στάθμη του υπόγειου νερού είναι ένας χρήσιμος δείκτης για τη βαθμονόμηση υδρολογικών μοντέλων και μπορεί δυνητικά να χρησιμοποιηθεί και σε άλλες παρόμοιες περιπτώσεις, όταν λείπουν μετρήσεις παροχής ποταμών. Ωστόσο, η επιλογή της αυτόματης βαθμονόμησης του μοντέλου PRMS μέσω του MMS δεν έδωσε από μόνη της ικανοποιητικό αποτέλεσμα. Αντίθετα, η αυτόματη βελτιστοποίηση σε συνδυασμό με την επέμβαση των ειδικών δίνει καλύτερα αποτελέσματα και αποτελεί ένα πολύτιμο μέσο για βελτίωση της επίδοσης του μοντέλου με μικρή σχετικά προσπάθεια. Το βελτιστοποιημένο PRMS πέτυχε χαμηλό σφάλμα προσομοίωσης, καλή αναπαραγωγή των ιστορικών τάσεων της στάθμης του υδροφορέα και λογική συμπεριφορά από φυσική άποψη.

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.2003.12.006

Εργασίες μας στις οποίες αναφέρεται αυτή η εργασία:

1. Κ. Μάζη, Βελτιστοποίηση παραμέτρων μοντέλων υδρολογικού ισοζυγίου με χρήση δεδομένων υπόγειων νερών, Μεταπτυχιακή εργασία, 168 pages, Τομέας Υδατικών Πόρων, Υδραυλικών και Θαλάσσιων Έργων – Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Αθήνα, 2000.

Εργασίες μας που αναφέρονται σ' αυτή την εργασία:

1. 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.
2. E. Savvidou, A. Efstratiadis, A. D. Koussis, A. Koukouvinos, and D. Skarlatos, A curve number approach to formulate hydrological response units within distributed hydrological modelling, Hydrology and Earth System Sciences Discussions, doi:10.5194/hess-2016-627, 2016.
3. E. Savvidou, A. Efstratiadis, A. D. Koussis, A. Koukouvinos, and D. Skarlatos, The curve number concept as a driver for delineating hydrological response units, Water, 10 (2), 194, doi:10.3390/w10020194, 2018.

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. Clark, S., S. Burian, R. Pitt and R. Field, Urban wet-weather flows, Water Environment Research, 77 (6), 826-981, 2005.
2. Prieto, C., A. Kotronarou and G. Destouni, The influence of temporal hydrological randomness on seawater intrusion in coastal aquifers, Journal of Hydrology, 330(1-2), 285-300, 2006.
3. Qi, S., Y.-Q. Wang, G. Sun, J.-Z. Zhu, Y.-B. Xiao, H.-L., Yang and S. McNulty, Modeling the effects of reforestation on peakflow rates of a small watershed in the Three Gorges Reservoir Area, Journal of Beijing Forestry Univ., 28(5), 42-51, 2006.
4. Wei, W., L. Chen, B. Fu, Z. Huang, D., Wu and L. Gui, The effect of land uses and rainfall regimes on runoff and soil erosion in the semi-arid loess hilly area, China, Journal of Hydrology, 335(3-4), 247-258, 2007.
5. #Birol, E., P. Koundouri and Y. Kountouris, Farmers' demand for recycled water in Cyprus: A contingent valuation approach, Environmental Security, NATO Security through Science Series C, 267-278, 2007.
6. Dahan, O., Y. Shani Y. Enzel, Y. Yechieli and A. Yakirevich, Direct measurements of floodwater infiltration into shallow alluvial aquifers, Journal of Hydrology, 344(3-4), 157-170, 2007.
7. #NOAA Office of Hydrologic Development Carter, Hydrology Laboratory Strategic Science Plan, NOAA, 2007.
8. Kuzmin, V., D.-J. Seo and V. Koren, Fast and efficient optimization of hydrologic model parameters using a priori estimates and stepwise line search, Journal of Hydrology, 353(1-2), 109-128, 2008.
9. Birol, E., P. Koundouri and Y. Kountouris, Evaluating farmers' preferences for wastewater: Quantity and quality aspects, International Journal of Water, 4(1-2), 69-86, 2008.
10. Tsanis. I.K., and M. G. Apostolaki, Estimating Groundwater Withdrawal in Poorly Gauged Agricultural Basins, Water Resources Management, 23(6), 1097-1123, 2009.
11. Wang, R., and X. Lu, Quantitative estimation models and their application of ecological water use at a basin scale, Water Resources Management, 23(7), 1351-1365, 2009.
12. #Birol, E., P. Koundouri and Y. Kountouris, Estimating farmers' valuation of aquifer recharge with treated wastewater: The Cypriot case study, The Use of Economic Valuation in Environmental Policy: Providing Research Support for the Implementation of EU Water Policy Under Aquastress, 76-88, 2009.
13. Birol, E., P. Koundouri and Y. Kountouris, Assessing the economic viability of alternative water resources in water-scarce regions: Combining economic valuation, cost-benefit analysis and discounting, Ecological Economics, 69 (4), 839-847, 2010.
14. Koussis, A. D., E. Georgopoulou, A. Kotronarou, K. Mazi, P. Restrepo, G. Destouni, C. Prieto, J. J. Rodriguez, J. Rodriguez-Mirasol, T. Cordero, C. Ioannou, A. Georgiou, J. Schwartz and I. Zacharias, Cost-efficient management of coastal aquifers via recharge with treated wastewater and desalination of brackish groundwater: application to the Akrotiri basin and aquifer, Cyprus, Hydrol. Sci. J. 55(7), 1234–1245, 2010.
15. Rapti-Caputo, D., Influence of climatic changes and human activities on the salinization process of coastal aquifer systems, Italian Journal of Agronomy, 3 Suppl., 67-79, 2010.
16. Ghandhari, A., and S. M. R. Alavi Moghaddam, Water balance principles: A review of studies on five watersheds in Iran, Journal of Environmental Science and Technology, 4 (5), 465-479, 2011.
17. Wang, Y.-Q., S. Qi, G. Sun and S.G. McNulty, Impacts of climate and land-use change on water resources in a watershed: A case study on the Trent River basin in North Carolina, USA, Shuikexue Jinzhan/Advances in Water Science, 22 (1), 51-58, 2011.
18. Koussis, A. D., K. Mazi and G. Destouni, Analytical single-potential, sharp-interface solutions for regional seawater intrusion in sloping unconfined coastal aquifers, with pumping and recharge, Journal of Hydrology, 416-417, 1-11, 2012.
19. Flipo, N., C. Monteil, M. Poulin, C. de Fouquet, and M. Krimissa, Hybrid fitting of a hydrosystem model: Long term insight into the Beauce aquifer functioning (France), Water Recourses Research, 48, W05509, DOI: 10.1029/2011WR011092, 2012.
20. Vrugt, J. A., C. J. F. ter Braak, C. G. H. Diks and G. Schoups, Hydrologic data assimilation using particle Markov Chain Monte Carlo simulation: Theory, concepts and applications, Advances in Water Resources, 51, 457-478, 2013.
21. Sadegh, M., and J. A. Vrugt, Approximate Bayesian Computation in hydrologic modeling: equifinality of formal and informal approaches, Hydrol. Earth Syst. Sci. Discuss., 10, 4739-4797, 10.5194/hessd-10-4739-2013, 2013.
22. Sadegh, M., and J. A.Vrugt, Bridging the gap between GLUE and formal statistical approaches: approximate Bayesian computation, Hydrol. Earth Syst. Sci., 17, 4831-4850, 10.5194/hess-17-4831-2013, 2013.
23. Mazi, K., A. D. Koussis and G. Destouni, Intensively exploited Mediterranean aquifers: resilience to seawater intrusion and proximity to critical thresholds, Hydrol. Earth Syst. Sci., 18, 1663-1677, 2014.
24. Li, G., X. Li and J. Qu, Investigating the interaction between Crescent Spring and groundwater in a Chinese dune-lake environment using hydraulic gradient and isotope analysis methods, Holocene, 24 (7), 798-804, 2014.
25. Chen, Y. W., J. P. Tsai, L. C. Chang, C. J. Chiang, Y. C. Wang, C. T. Hsiao and Y. C. Chen, Identification of regional groundwater net-recharge rate using expert system-a case study of Pintung plain, Journal of the Chinese Institute of Civil and Hydraulic Engineering, 26 (1), 37-49, 2014.
26. Koussis, A.D., K. Mazi, F. Riou and G. Destouni, A correction for Dupuit-Forchheimer interface flow models of seawater intrusion in unconfined coastal aquifers, Journal of Hydrology, 525, 277-285, 2015.

Κατηγορίες: Υπόγεια νερά, Υδρολογικά μοντέλα, Βελτιστοποίηση, Εργασίες φοιτητών σε συνέδρια