Flood hazard and risk modelling framework for ungauged streams and watersheds

Abstract

This dissertation has demonstrated a holistic study of flood hazard and risk modelling for ungauged streams and watersheds. This research has shown that typical methods for flood investigation are able to build a reasonably accurate and efficient framework for predicting flood prone areas, sensitivity and uncertainty analysis in floodplain modelling and mapping. In this dissertation, three components have been developed, namely Identification and Mapping of Flood Prone Areas Component, Sensitivity Analysis Component, and Uncertainty Analysis Component. The Flood Prone Areas Identification and Mapping Component uses typical GIS-MCA techniques for flood prone areas recognition. The Sensitivity Analysis Component uses several hydraulic models in combination with several modelling configurations for sensitivity analysis of specific parameters introduced in flood inundation modelling. The Uncertainty Analysis Component uses Monte Carlo simulations methodology for uncertainty analysis in flood inundation modelling due to roughness coefficient. This research has demonstrated that typical hydrological and hydraulic methods for ungauged catchments and streams are able to build reasonably accurate and efficient models for predicting flood hazard and flood risk modelling sensitivity and uncertainty. Finally, all proposed components can be valuable tools for policy makers to produce acceptable and accurate planning and implementing flood risk mitigation strategies.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή παρουσιάζεται μια ολιστική προσέγγιση για την εκτίμηση και χαρτογράφηση των πλημμυρών σε λεκάνες απορροής και χειμάρρους με ελλιπή ή ανύπαρκτα μετεωρολογικά και υδρομετρικά δεδομένα. Η παρούσα έρευνα αποδεικνύει ότι η χρήση κλασσικών τεχνικών και μεθόδων για την διερεύνηση του φαινομένου της πλημμύρας μπορεί να συντελέσει στην δημιουργία ενός έγκυρου και αποτελεσματικού πλαισίου προσομοίωσης για την εκτίμηση πλημμυρικού κινδύνου και επικινδυνότητας σε χειμαρρικά υδατορρεύματα και υδρολογικές λεκάνες με ελλιπή δεδομένα. Τα τρία συστήματα που πλαισιώνουν το ενιαίο μεθοδολογικό πλαίσιο έχουν ως στόχο την 1) εκτίμηση και την χαρτογράφηση πιθανών περιοχών πλημμυρικής κατάκλισης, 2) εκτίμηση και ποσοτικοποίηση της ευαισθησίας και της αβεβαιότητας συγκεκριμένων παραμέτρων στην διαδικασία της μοντελοποίησης πλημμύρας. Επομένως, το προτεινόμενο μεθοδολογικό πλαίσιο ή ξεχωριστά τα επιμέρους συστήματα μπορούν να αποτελέσουν πολύτιμα εργαλεία για τους ιθύνοντες αποφάσεων με στόχο την παραγωγή έγκυρων και υψηλής ακρίβειας σχεδίων διαχείρισης πλημμυρικού κινδύνου και επικινδυνότητας σε λεκάνες απορροής και χειμάρρους με ελλιπή δεδομένα.