Watershed Hydrology Research Papers - Academia.edu (original) (raw)

Στόχος του παρόντος βιβλίου είναι να επικεντρωθεί στις πληροφορίες του νερού που προέρχονται από τις παρατηρήσεις της γης και τα λογισμικά, τα συστήματα και τις τεχνολογίες για τη βελτίωση της μοντελοποίησης των πληροφοριών για τους... more

Απευθύνεται κυρίως στους προπτυχιακούς και μεταπτυχιακούς φοιτητές που διδάσκονται το μάθημα της υδρογεωπληροφορικής καθώς και σε επιστήμονες που αναζητούν στοχευόμενες λύσεις στα προβλήματα της υδρολογίας, της υδραυλικής και περιβαλλοντικής μηχανικής για την αειφορική διαχείριση των υδάτων με τη χρήση μοντέλων προσομοίωσης και πληροφορικής.

Οι αναγνώστες θα εξοικειωθούν με τα μοντέλα που εφαρμόζονται σε συστήματα με βάση το νερό, θα αναπτύξουν βασικές δεξιότητες και ικανότητες στην διαχείριση των υδάτων χρησιμοποιώντας τα σημαντικότερα υδρολογικά μοντέλα αξιοποιώντας τα γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών καθώς και διάφορα συστήματα πληροφόρησης και στήριξης αποφάσεων.

Η Υδρογεωπληροφορική προέρχεται από τη σύζευξη των 3 λέξεων: της υδρολογίας, της γης και της πληροφορικής και εύκολα καταλαβαίνει κανείς ότι αφορά ένα έντονα διεπιστημονικό πεδίο, το οποίο συνδέει το νερό και τα περιβαλλοντικά προβλήματα με διάφορες υπολογιστικές μεθόδους μοντελοποίησης και τις ραγδαία αναπτυσσόμενες τεχνολογίες της χωρικής πληροφορίας, των συστημάτων στήριξης αποφάσεων και της επικοινωνίας.

Το βιβλίο αυτό περιλαμβάνει 12 Κεφάλαια. Η ιδιαιτερότητά του είναι ότι σε κάθε κεφάλαιο πέρα από το θεωρητικό κομμάτι περιλαμβάνει αναλυτικά παραδείγματα για κάθε εφαρμογή που αποτελούν ένα πλήρη οδηγό για όποιον τα εφαρμόσει.

Το 1ο κεφάλαιο περιλαμβάνει μια εισαγωγή στην ορολογία και τους στόχους που πραγματεύεται το συγκεκριμένο βιβλίο καθώς και τους τρόπους και τα μέσα που θα χρησιμοποιηθούν προς την κατεύθυνσης της επίτευξης των συγκεκριμένων στόχων.

Το 2ο κεφάλαιο αναφέρεται στα δεδομένα (προέλευση και δομή) που χρησιμοποιούνται ως δεδομένα εισόδου (input data) προκειμένου να επιτευχθούν οι διάφορες υδρολογικές λειτουργίες.

Στο 3ο κεφάλαιο περιγράφεται η αναλυτικά η διαδικασία του ελέγχου ομοιογένειας των μετεωρολογικών δεδομένων καθώς επίσης και η συμπλήρωση και επέκταση αυτών των χρονοσειρών.

Το 4ο κεφάλαιο αποτελεί ένα λεπτομερή οδηγό δημιουργίας επιφανειών με τη χρήση των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών και γεωστατικών μεθόδων δημιουργίας επιφανειών.

Το 5ο κεφάλαιο αναδεικνύει την σημαντικότητα της διακριτικής ικανότητας (ανάλυσης) και γενικά της χωρικής μεταβλητότητας της κατά τη χρησιμοποίηση της σαν δεδομένο εισόδου στις διάφορες υδρολογικές διαδικασίες.

Στο 6ο κεφάλαιο γίνεται μοντελοποίηση της εξατμισοδιαπνοής με τη χρησιμοποίηση πληροφοριακών συστημάτων.

Στο 7ο κεφάλαιο γίνεται μοντελοποίηση της διήθησης σε συνδυασμό με διάφορες διαφορικές εξισώσεις.

Στο 8ο κεφάλαιο γίνεται μια αναφορά στην υδραυλική τραχύτητα και στους τρόπους υπολογισμού της.

Στο 9ο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στη μοντελοποίηση διάφορων υδρολογικών διαδικασιών με τη χρησιμοποίηση του εργαλείου ArcHydro και του προγράμματος ArcGIS.

Στο 10ο κεφάλαιο περιλαμβάνει μια λεπτομερή αναφορά στη μη αυτόματη υδρολογική μοντελοποίηση μέσω του προγράμματος ArcGIS σε επίπεδο λεκάνης απορροής.

Το 11ο κεφάλαιο περιλαμβάνει τη μοντελοποίηση του μοναδιαίου υδρογραφήματος με το συνδυασμό της μεθόδου του Clarke και τη χρήση των Γ.Σ.Π..

Στο 12ο κεφάλαιο παρουσιάζεται το πληροφοριακό σύστημα ολοκληρωμένης μελέτης διευθέτησης λεκανών απορροής Torrential-MIK, ένα λογισμικό που αναπτύχθηκε από το Εργαστήριο Διευθέτησης Ορεινών Υδάτων και Διαχείρισης Κινδύνου του Τμήματος Δασολογίας και Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων του Δημοκρίτειου Πανεπιστημίου Θράκης, ενώ τέλος παρουσιάζονται εκτενή παραδείγματα που αφορούν το συγκεκριμένο λογισμικό.

English summary

The aim of this current book is to focus on the water information derived from the observations of the earth as long as the various software, systems and technologies to improve the modeling of information on the water resources, their analysis, visualization and their shared use.

The book addresses to all the undergraduate and graduate students who are being taught the lesson of “Hydrogeoinformatics” as long as scientists who seek for targeted solutions regarding problems that refer to hydrology, hydraulics and environmental engineering for sustainable water management using modeling
and software simulations.

Potential readers will become familiar with models applicable to systems based on water, will develop key skills as long as skills in water management using the major hydrological models, utilizing geographic information systems and various information systems and decision support systems.

Hydrogeoinformatics originates from the coupling of three words: hydrology, geo (earth) and informatics and that makes it easy for someone to understand that it refers to a strongly interdisciplinary field, which links water and environmental problems with various computational modeling methods and the rapidly developing technologies of spatial information systems, decision support systems and communication systems.

This book includes 12 chapters. Its specificity is that each chapter beyond the theoretical part includes detailed examples for each application. These examples constitute a complete guide for those who will apply the given procedures.

The 1st chapter includes an introduction to the terminology and objectives dealt within this book as well as the ways and means that are used towards the achievement of the specific targets.

The 2nd chapter refers to the data (sources and structure) that are used as input data in order to achieve the various hydrological functions.

Chapter 3 describes in detail the process of homogeneity test for the meteorological data as well as the filling and the extension of the data series.

Chapter 4 constitutes a detailed guide to create surfaces with the use of geographical information systems and surfaces generation geostationary methods.

The 5th chapter highlights the importance of the resolution and generally the spatial variability while using it as input to the various hydrological processes.

Chapter 6 analyses the modeling of the evapotranspiration using information systems, chapter 7 describes the modeling of filtration in combination with various differential equations, while chapter 8 shortly describes the method for calculation of the hydraulic roughness.

Chapter 9 refers to various hydrological modeling procedures performed by using the ArcHydro tool, an extension from ArcGIS program, while chapter 10 includes a detailed guide in manual hydrological modeling through the ArcGIS program in a basin scale.

Chapter 11 includes the modeling of the unit hydrograph combining the method of Clarke and the use of geographical information systems.

Chapter 12 presents the integrated information system for the management of waterbasins, Torrential-MIK, software that was developed from the laboratory of mountainous watersheds and risk management, department of Forestry and management of the environment and the natural resources, Democritus University of Thrace, while in the second part of this chapter detailed examples that refer to the software are presented.