Εφαρμογή γεωστατιστικών μεθόδων στην εκτίμηση μέσης ταχύτητας ροής σε τραπεζοειδή διατομή

Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία έχει αντικειμενικό στόχο την εκτίμηση της μέσης τιμής της ταχύτητας ροής στην τραπεζοειδή διατομή της διώρυγας της Καρδίτσας του Βοιωτικού Κηφισού. Για την εκτίμηση της μέσης τιμής της ταχύτητας ροής εφαρμόζονται οι χωρικές μέθοδοι παρεμβολής που τα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS) προσφέρουν. Συνολικά εφαρμόζονται 23 διαφορετικές προσεγγίσεις των 11 διαφορετικών χωρικών μεθόδων του λογισμικού ArcGIS Desktop. Εφαρμόζοντας τις εκάστοτε μεθόδους παρεμβολής προκύπτουν συνεχείς επιφάνειες με μέγεθος κελιού 0.01m όπως ορίζεται από την συγγραφέα, κάθε κελί αντιστοιχεί σε μία διαφορετική τιμή της ταχύτητας. Τα χαρακτηριστικά των GIS μας επιτρέπουν να προσδιοριστεί για κάθε μία επιφάνεια παρεμβολής η μέση τιμή των ταχυτήτων για όλα τα κελιά. Με τις εξισώσεις του Manning εκτιμάται και η συνολική παροχή και ο συντελεστής τραχύτητας. Οι περισσότερες μέθοδοι παρεμβολής ακολουθούν την τεχνική του πλησιέστερου γείτονα με βάρος για την απεικόνιση των τοπικών χωρικών συσχετίσεων στο προφίλ της ταχύτητας όπου και είναι και η κυρίως τεχνική που η IDW μέθοδος χρησιμοποιεί. Κάποιες προσαρμόζουν πάνω σε αυτήν την τεχνική της τάσης που τα σημειακά δεδομένα εμφανίζουν (Global interpolation) και κάποιες άλλες τον προσανατολισμό (Kriging) ως βασικό κριτήριο χωρικής συσχέτισης μεταξύ των τιμών του δείγματος. Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα διαπιστώνεται ότι οι διαφορές στις τιμές είναι μικρές. Υπάρχουν μέθοδοι περισσότερες από μία που προσεγγίζουν τον συντελεστή τραχύτητας με διαφορά καλύτερη και από 1%. Οι γεωστατιστικές μεθόδους διευκολύνουν το χρήστη στο ζήτημα χρόνου, στο οπτικό αποτέλεσμα της παραγόμενης επιφάνειας και του υπολογισμού της μέσης ταχύτητας ροής. Επιπλέον παρατηρείται ότι η χρήση GIS βελτιώνει τη διαδικασία εκτίμησης γιατί η δουλειά πεδίου είναι δυνατόν να μειωθεί χρονικά μιας που και με δέκα σημεία υδρομέτρησης αντί των τριάντα που είναι η αρχική δειγματοληψία της συγκεκριμένης εφαρμογής, τα αποτελέσματα της χωρικής παρεμβολής στον υπολογισμό της μέσης ταχύτητας ροής είναι εξίσου ικανοποιητικά. Σίγουρα για μελλοντική εργασία απαιτείται να ερευνηθεί περαιτέρω πως πρέπει να κατανέμονται τα σημεία της δειγματοληψίας ανάλογα με τη διατομή του υδατορέματος και κυρίως πως συμπεριφέρεται η ταχύτητα ροής στα όρια της εκάστοτε διατομής. Παρά ταύτα καταλήγοντας, οι γεωστατιστικές μέθοδοι προσφέρουν γρήγορα οπτικά αποτελέσματα για μία πρώτη προσέγγιση της μέσης τιμής της ταχύτητας ροής σε μία διατομή υδατορέματος.