Συντάχθηκε 27-06-2018 09:33
ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Όνοματεπώνυμο Φοιτητή:ΚΟΥΛΛΑ ΒΡΑΧΝΟΥ.
Α.Μ.:2013050087
Ημερομηνία Παρουσίασης:28/06/2018
Ώρα:2:00.
Αίθουσα:Κ2.Α3.
Θέμα ΔE «Βέλτιστος σχεδιασμός αναχαίτησης της υφαλμύρισης με χρήση μοντέλων προσομοίωσης, βελτιστοποίησης και MATLAB – Εφαρμογή πεδίου στην περιοχή Τροιζήνα Αττικής»
Title «Οptimal prevention design οf salinization using simulation, optimization models and matlab - Field application in area of Troizina in Attica»
Επιβλέπων:Καθηγητής Γεώργιος Καρατζάς
Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή:
1 Καρατζάς Γεώργιος (Καθηγητής)
2 Δρ. Βαρουχάκης Εμμανουήλ
3 Παρανυχιανάκης Νικόλαος (Επίκουρος Καθηγητής)
Περίληψη:
H συγκεκριμένη εργασία έχει σκοπό τον περιορισμό του φαινομένου της υφαλμύρισης στην περιοχή Τροιζήνα που ανήκει στην περιφέρεια Αττικής, το οποίο δημιουργείται λόγω άντλησης των πηγαδιών της περιοχής.
Αρχικά αναφέρονται κάποια γενικά στοιχεία για τα υπόγεια ύδατα και αναλύεται το φαινόμενο της υφαλμύρισης. Έπειτα, γίνεται μια γενική αναφορά στις μεθόδους και στα αριθμητικά μοντέλα που χρησιμοποιούνται με σκοπό την προσομοίωση των υπόγειων υδάτων, και ακολουθεί μια πιο λεπτομερή ανάλυση των μεθόδων πεπερασμένων στοιχείων και πεπερασμένων διαφορών. Γίνεται ανάλυση του μοντέλου PTC με το οποίο προσομοιώνεται η ροή των υπόγειων υδάτων στην περιοχή για το χρονικό διάστημα 4 χρόνων και υπολογίζεται η θέση του μετώπου υφαλμύρισης με βάση τα υπάρχοντα πηγάδια άντλησης και τους πραγματικούς ρυθμούς άντλησης.
Στη συνέχεια, γίνεται μια γενική περιγραφή της περιοχής μελέτης και συγκεντρώνονται βασικά γεωγραφικά, γεωλογικά, υδρολογικά και κλιματολογικά στοιχεία της περιοχής. Έπειτα, δημιουργείται το μοντέλο της περιοχής και πραγματοποιείται βαθμονόμηση της ροής των υπογείων υδάτων με την χρήση δεδομένων υδραυλικών υψών. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης χρησιμοποιούνται ως αρχικές τιμές για την εξέταση σεναρίων βελτιστοποίησης που σκοπό έχουν την βελτίωση της κατάστασης της υφαρμύρισης.
Σαν αρχικό σενάριο λαμβάνεται η περίπτωση όπου όλα τα πηγάδια είναι κλειστά και σε κάθε σενάριο διαταράσσεται η παροχή άντλησης των πηγαδιών, καθεμία ξεχωριστά. Εφαρμόζεται η μέθοδος βελτιστοποίησης Simplex μέσω της εντολής linprog στο πρόγραμμα Matlab και εξάγεται ο πίνακας απόκρισης Α που περιέχει την μεταβολή των υδραυλικών υψών σε σχέση με την μεταβολή των παροχών άντλησης. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται μέχρι ο αλγόριθμος να συγκλίνει δηλαδή μέχρι τα τελευταία δύο αποτελέσματα να είναι πολύ κοντά (ανάλογα με το κριτήριο σύγκλισης που τέθηκε).
Στο συγκεκριμένο πρόβλημα, ο αλγόριθμος συγκλίνει στο 3ο βήμα. Με αυτά τα αποτελέσματα, σε 4 χρόνια, το μέτωπο της υφαλμύρισης θα μετατοπιστεί προς τα έξω όπως δείχνουν τα σχετικά σχήματα. Συμπεράσματα και σχολιασμός των αποτελεσμάτων παρατίθενται στο τέλος της εργασίας.
Abstract:
This specific project aims to limit the phenomenon of salinization in the area of municipality Troizina, that belongs to the Attiki region, which is created due to the pumping of the wells of the area.
Initially, some general groundwater data are reported and the phenomenon of salinization is analyzed. Then, a general reference is made to the methods and numerical models used to simulate groundwater, followed by a more detailed analysis of finite element and finite difference methods. An analysis is made of the PTC model which simulates the groundwater flow in the area for a period of 4 years and the position of the salinization front is calculated based on the existing pumping wells and the actual pumping rates.
Subsequently, a general description of the study area is made and the geographic, geological, hydrological and climatological data of the area are gathered. Afterward, the model of the area is created and the ground water flow is calibrated using hydraulic heights data. The simulation results are used as initial values for optimization scenarios, which are made to improve the salinization condition.
As an initial scenario is the case where all the wells are closed and in each scenario the pumping flow of the wells is disrupted, each separately. The Simplex optimization method is applied through the linprog command in the Matlab program and the response table A, containing the change of hydraulic heights relative to the change of pumping rates, is derived. The process is repeated until the algorithm converges, until the last two results are similar (depending on the convergence criterion set).
In this problem, the algorithm converges at the third step. With these results, in 4 years, the salinization front will be shifted outward, as the figures show. Conclusions and commentary on the results are listed at the end of the project.
