Ημερολόγιο Εκδηλώσεων

Περιγραφή:
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Σχολή Μηχανικών Ορυκτών Πόρων ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Εξεταζόμενη φοιτήτρια: Παναγιώτα Γκάφα Θέμα Διπλωματικής Εργασίας: «Γεωστατιστική ανάλυση αποθεμάτων γαιάνθρακα βάσει δεδομένων από την κομητεία Campbell των ΗΠΑ» Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή: Καθ. Χριστόπουλος Διονύσιος (επιβλέπων) Καθ. Χρηστίδης Γεώργιος Καθ. Γαλετάκης Μιχαήλ Περίληψη Ο γαιάνθρακας αποτελεί ιστορικά μία από τις σημαντικότερες πηγές ενέργειας. Παρά τα περιβαλλοντικά προβλήματα που δημιουργούνται από την καύση του (όπως για παράδειγμα μόλυνση του ατμοσφαιρικού αέρα λόγω του διοξειδίου του άνθρακα και των εκπομπών αερίων ρύπων), τόσο στην Ελλάδα όσο και στο εξωτερικό συνεχίζεται η χρήση του για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Κοιτάσματα γαιάνθρακα απαντώνται σε διάφορες χώρες του κόσμου, και αξιοποιούνται ανάλογα με τις ανάγκες της κάθε χώρας. Για αυτόν τον λόγο ο υπολογισμός των αποθεμάτων γαιάνθρακα είναι ένα πρόβλημα που απασχολούσε και θα απασχολεί πολλές ερευνητικές μελέτες. Η παρούσα διπλωματική εστιάζει στην εκτίμηση των αποθεμάτων γαιάνθρακα στην κομητεία του Campbell στις ΗΠΑ με γεωστατιστικές μεθόδους. Η χρήση των μεθόδων αυτών είναι αναγκαία λόγω της χωρικής μεταβλητότητας του πάχους και των ιδιοτήτων του γαιάνθρακα και της αβεβαιότητας στο χωρικό προσδιορισμό τους. Για τη διεξαγωγή της γεωστατιστικής ανάλυσης, αναπτύχθηκε υπολογιστικός κώδικας βασισμένος σε εντολές και συναρτήσεις της γλώσσας προγραμματισμού R. Έγιναν δοκιμές με διάφορα πακέτα εντολών της R (automap, geoR, gstat), ώστε να επιλεγεί το βέλτιστο. Το πακέτο που επιλέχθηκε για το μεγαλύτερο μέρος της γεωστατιστικής ανάλυσης ήταν το RGeostats, το οποίο χρησιμοποιήθηκε για τον υπολογισμό των βαριογραμμάτων, της δεσμευμένης προσομοίωσης, και του κανονικού kriging. Στα πλαίσια της παρούσας μελέτης, αρχικά πραγματοποιήθηκε έλεγχος της χωρικής εξάρτησης των δεδομένων με τη χρήση του εμπειρικού βαριογράμματος του πάχους των στρωμάτων γαιάνθρακα. Στο εμπειρικό βαριόγραμμα έγινε προσαρμογή του σφαιρικού μοντέλου κατόπιν σύγκρισης τεσσάρων θεωρητικών μοντέλων (σφαιρικό, εκθετικό, δυναμονομικό, και κυβικό). Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε η στοχαστική μέθοδος χωρικής παρεμβολής Κανονικού Kriging για την εκτίμηση του πάχους των στρωμάτων γαιάνθρακα στις θέσεις των κυψελίδων ενός καννάβου χωρικής απεικόνισης. Με τη βοήθεια των τιμών του εκτιμώμενου πάχους ανά κυψελίδα υπολογίστηκαν τα αποθέματα γαιάνθρακα στην περιοχή μελέτης. Αυτά συγκρίθηκαν με απλούστερες εκτιμήσεις βασισμένες στον μέσο όρο των δειγματικών τιμών και σε ένα αιτιοκρατικό μοντέλο χωρικής τάσης. Για να ελεγχθεί η αξιοπιστία της στοχαστικής εκτίμησης, διερευνήθηκε ένα σύνολο σεναρίων (πιθανών καταστάσεων) χρησιμοποιώντας τη στοχαστική μέθοδο της δεσμευμένης προσομοίωσης, η οποία είναι βασισμένη στο βέλτιστο (σφαιρικό) μοντέλο βαριογράμματος. Όπως και κατά την εφαρμογή του kriging κατασκευάστηκαν χάρτες με τις εκτιμήσεις του πάχους των στρωμάτων γαιάνθρακα ανά σενάριο. Επίσης, πραγματοποιήθηκε ο υπολογισμός των αποθεμάτων χωριστά για κάθε προσομοίωση (ανά σενάριο). Για να συγκριθεί η εκτίμηση του kriging με τις προσομοιώσεις, κατασκευάστηκε ιστόγραμμα των υπολογιζόμενων αποθεμάτων ανά σενάριο, και εκτιμήθηκε βάσει αυτού το διάστημα εμπιστοσύνης των αποθεμάτων σε στάθμη 90%. Από τη σύγκριση διαπιστώθηκε ότι η εκτίμηση της χωρικής παρεμβολής (Κανονικό Kriging) εμπεριέχεται στο διάστημα εμπιστοσύνης 90% που εξήχθη βάσει των σεναρίων της προσομοίωσης. Τα σενάρια της προσομοίωσης παρέχουν ωστόσο μια λεπτομερέστερη ανάλυση της αβεβαιότητας και της χωρικής μεταβλητότητας των αποθεμάτων στην περιοχή μελέτης σε σχέση με το Kriging.