Hydrological processes modeling using GIS ARCGIS and module HEC-RAS

Simple item page
dc.citation.epage40
dc.citation.issue91
dc.citation.journalTitleГеодезія, картографія і аерофотознімання
dc.citation.spage28
dc.contributor.affiliationНаціональний університет “Львівська політехніка”
dc.contributor.affiliationLviv Polytechnic National University
dc.contributor.authorБурштинська, Х. В.
dc.contributor.authorБабушка, А. В.
dc.contributor.authorГалочкін, М. К.
dc.contributor.authorBurshtynska, Kh. V.
dc.contributor.authorBabushka, A. V.
dc.contributor.authorHalochkin, M. K.
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2023-03-02T08:01:38Z
dc.date.available2023-03-02T08:01:38Z
dc.date.created2020-03-12
dc.date.issued2020-03-12
dc.description.abstractМета роботи полягає у визначенні площ затоплення земель згідно обраної гідрологічної моделі складної ділянки р. Дністер у місці переходу від передгірської частини до рівнини зі складним меандруванням та значними зміщеннями річки. Методи. Опрацьовано метод дослідження затоплених земель внаслідок підняття води до певного рівня. Він включає: знімання з БПЛА; геодезичні та гідрологічні роботи; створення ЦМР та аналіз її точності; гідрологічне моделювання з використанням програмного пакету HEC-RAS; визначення площ затоплення. Для отримання цифрової моделі рельєфу, яка є основою для гідрологічного моделювання, був використаний БПЛА Trimble UX5 з камерою Sony NEX-5R. Точність визначення планових координат за ЦМР становить 6 см; висотні позначки залежно від базису стереопари та підстильної поверхні становлять 0,21м. ЦМР створено за допомогою спеціалізованого програмного забезпечення Pix4D. Результати. ЦМР створено за результатами знімання з БПЛА з середньою квадратичною похибкою 0,2 м. Методику гідрологічного моделювання реалізовано на частині річки Дністер зі складною конфігурацією русла. Визначено зони затоплення за різних рівнів підняття води. Наукова новизна полягає у розробці методики визначення затоплених територій на основі гідрологічного мделювання за допомогою модуля HEC-RAS для ділянки річки Дністер, яка характерна значною ерозією прибережних ґрунтів, складним меандруванням та переходом від передгірської частини до рівнинної. Такі умови вимагають точного визначення параметрів моделювання. Для отримання вхідних даних для моделювання затоплень виконано знімання з БПЛА з попереднім обґрунтуванням параметрів точності. Практичне значення. Гідрологічне моделювання виконують з метою передбачення наслідків матеріальних втрат внаслідок повеневих явищ, які трапляються в Прикарпатському регіоні. Своєчасне отримання інформації про ці процеси, стеження на гідрологічних постах за рівнем води, яка наповнює русла і заплаву, дозволяють через відповідні адміністративні структури здійснити оповіщення населення і прийняти заходи для зменшення втрат, які виникають внаслідок цих руйнівних явищ. Запропоноване дослідження спрямоване на отримання інформації про площі затоплення внаслідок різних рівнів підняття води в річці Дністер.
dc.description.abstractAim of this research is to determine the area of land flooding according to a reasonably chosen hydrological model for a complex section of the Dniester River at the place of transition from the foothill to the plain with complex meandering and significant shifts of the river. Methods. The method of investigation of flooded areas as a result of water rise to a certain level has been processed. It includes: survey of the area with UAVs; the implementation of geodetic and hydrological activities in the field of research; creation of DEM based on survey results and analysis of its accuracy; hydrological modeling using the HEC-RAS software package; and determination of flood areas. In order to obtain the digital elevation model, which is the basis for hydrological modeling, a Trimble UX5 UAV with a Sony NEX-5R camera was used. To accurately determine DEM coordinates, a standard error for horizontal coordinates of 6 cm was established; elevation coordinates depending on the basis of images and the underlying surface equals 0,21m. The DEM was created using the specialized software Pix4D. GPS data was given as input to the hydrological modeling. Results. The DEM was created according to the results obtained from the UAV to the average quadratic error of 0.2 m. The technique of hydrological modeling implemented on the part of the Dniester River with a complex configuration of the channel was processed. Areas have been designated including the area of flooding at different water levels of. Scientific novelty is the development of a methodology for determining flooded areas based on the hydrological modeling using the HEC-RAS module for the Dniester River section, which is characterized by significant erosion of coastal soils, complicated meandering and transition from foothill to plain topography. Such conditions require precise determination of modeling parameters. In order to obtain input data for flood modeling, the UAV survey was carried out with a preliminary justification of the accuracy characteristics. The practical significance. Hydrological modeling is performed in order to predict the consequences of material losses due to flood events occurring in the Pre-Carpathian region. The timely receipt of information about these processes; and the monitoring of hydrological posts on the water level, which fills the beds and floodplains, allow through appropriate administrative structures to notify the population and take measures to reduce the losses resulting from these devastating phenomena. The proposed study is aimed at obtaining information on flood areas due to different levels of water uplift in the Dniester River.
dc.format.extent28-40
dc.format.pages13
dc.identifier.citationBurshtynska Kh. V. Hydrological processes modeling using GIS ARCGIS and module HEC-RAS / Kh. V. Burshtynska, A. V. Babushka, M. K. Halochkin // Geodesy, cartography and aerial photography. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2020. — No 91. — P. 28–40.
dc.identifier.citationenBurshtynska Kh. V. Hydrological processes modeling using GIS ARCGIS and module HEC-RAS / Kh. V. Burshtynska, A. V. Babushka, M. K. Halochkin // Geodesy, cartography and aerial photography. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2020. — No 91. — P. 28–40.
dc.identifier.doidoi.org/10.23939/istcgcap2020.91.028
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/57445
dc.language.isoen
dc.publisherВидавництво Національного університету “Львівська політехніка”
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofГеодезія, картографія і аерофотознімання, 91, 2020
dc.relation.ispartofGeodesy, cartography and aerial photography, 91, 2020
dc.relation.referencesAlabian, A.M., Zelentsov, V. A., Krylenko Y. N.,
dc.relation.referencesPotriasaev S. A., Sokolov B. V. & Yusupov R. M. (2015). Operational flood forecasting based on
dc.relation.referencesintegrated predictive modeling and heterogeneous
dc.relation.referencesdata integration. Trudy SPYYRAN. 41, 5–33. (in Russian)
dc.relation.referencesBurshtynska, Kh., Shevchuk, V., Tretyak, S. & Vekliuk
dc.relation.referencesV. (2016). Monitoring of the riverbeds of rivers
dc.relation.referencesDniester and Tisza of the Carpathian region. XXIII
dc.relation.referencesISPRS Congress, Commission VII (Vol. XLIB7) 12–19 July 2016, Prague, Czech Republic. p. 177–182, doi:10.5194/isprs-archives-XLI-B7-177–2016.
dc.relation.referencesBurshtynska, Kh., Babushka, A., Tretyak, S. & Halochkin, M. (2018). Monitoring of the riverbed of
dc.relation.referencesriver Dniester using remote sensing data and GIS technologies. 25th Anniversary Conference Geographic
dc.relation.referencesInformation Systems Conference and Exhibition
dc.relation.references“GIS ODYSSEY 2018”. p. 64–73.
dc.relation.referencesChow, V. T. (1959). Open channel Hydraulics. McGrawHill Book Company, Inc., 350 p.
dc.relation.referencesGharbi M., Soualmia A., Dartus D., Masbernat L. &
dc.relation.referencesJ. Mater (2016). Comparison of 1D and 2D
dc.relation.referencesHydraulic Models for Floods Simulation on the
dc.relation.referencesMedjerda River in Tunisia. Journal of Materials
dc.relation.referencesand Environmental Science. 7 (8), 3017–3026.
dc.relation.referencesKarpets, K. M. (2014). Application of GIS analysis
dc.relation.referencesmethods for flood zone modeling and flood water
dc.relation.referencesdischarge to prevent emergencies. Problemy
dc.relation.referencesnadzvychainykh sytuatsii. 20, 82–86. (in Ukrainian)
dc.relation.referencesKhaleghi, Somaiyeh, Mahmoodi, Mehran & Karimzadeh,
dc.relation.referencesSorayya (2015). Integrated application of HEC-RAS
dc.relation.referencesand GIS and RS for flood risk assessment in Lighvan
dc.relation.referencesChai River. International Journal of Engineering
dc.relation.referencesScience Invention, 4(4), 38–45.
dc.relation.referencesKovalchuk, I. & Mykhnovych, A. (2008). Modeling of
dc.relation.referencesfloods in the Upper Dniester valley. Pratsi
dc.relation.referencesNaukovoho tovarystva im. Shevchenka. — L. XXIII:
dc.relation.referencesEkolohichnyi zbirnyk. Doslidzhennia biotychnoho y
dc.relation.referenceslandshaftnoho rozmaittia ta yoho zberezhennia. 293–312. (in Ukrainian)
dc.relation.referencesKurczynski Z. (2013). Aerial and satellite imaging of the
dc.relation.referencesEarth. Part. 2. Oficina Wydawnicza Politechniki
dc.relation.referencesWarszawskiey. Warszawa. (Poland)
dc.relation.referencesLevashova Y. A. (1993). Hydraulic resistance of river
dc.relation.referenceschannels. Avtoreferat dys. kandydata heohraf. nauk: 11.00.07. Ros. hos. hydrometeorol. yn-t. SanktPeterburh. (in Russian)
dc.relation.referencesMelnyk T. P. (2012). Application of GIS for the
dc.relation.referencesprevention of natural hydrological phenomena. Visnyk
dc.relation.referencesKharkivskoho natsionalnoho universytetu imeni
dc.relation.referencesV. N. Karazina. Seriia: Matematychne modeliuvannia.
dc.relation.referencesInformatsiini tekhnolohii. Avtomatyzovani systemy
dc.relation.referencesupravlinnia. 1037(20). 125–132. (in Ukrainian)
dc.relation.referencesSandhyarekha & Shivapur A. V. (2017). Floodplain
dc.relation.referencesmapping of River Krishnana using HEC-RAS model
dc.relation.referencesat two streaches namely Kudachi and Ugar villages
dc.relation.referencesof Belagavi district, Karnataka. International
dc.relation.referencesResearch Journal of Engineering and Technology. 4(8), 1524–1529.
dc.relation.referencesSharkey, Jennifer Kay (2014). Investigating Instabilities
dc.relation.referenceswith HEC-RAS Unsteady Flow Modeling for
dc.relation.referencesRegulated Rivers at Low Flow Stages. Master's
dc.relation.referencesThesis, University of Tennessee, 2014.
dc.relation.referencesSilva, F. V., Bonumá, N. B. & Uda, P. K. (2014). Flood
dc.relation.referencesmapping in urban area using HEC-RAS model
dc.relation.referencessupported by GIS. 6-th international conference on
dc.relation.referencesflood management, September. Sao Paulo. Brazil.
dc.relation.referencesStarodub, Yu. P. (2015). Using of HEC-GeoRAS and
dc.relation.referencesHEC-RAS assistant software in territorial security
dc.relation.referencesprojects. Upravlinnia proektamy ta rozvytok
dc.relation.referencesvyrobnytstva. 1, 30–35. (in Ukrainian)
dc.relation.referencesenAlabian, A.M., Zelentsov, V. A., Krylenko Y. N.,
dc.relation.referencesenPotriasaev S. A., Sokolov B. V. & Yusupov R. M. (2015). Operational flood forecasting based on
dc.relation.referencesenintegrated predictive modeling and heterogeneous
dc.relation.referencesendata integration. Trudy SPYYRAN. 41, 5–33. (in Russian)
dc.relation.referencesenBurshtynska, Kh., Shevchuk, V., Tretyak, S. & Vekliuk
dc.relation.referencesenV. (2016). Monitoring of the riverbeds of rivers
dc.relation.referencesenDniester and Tisza of the Carpathian region. XXIII
dc.relation.referencesenISPRS Congress, Commission VII (Vol. XLIB7) 12–19 July 2016, Prague, Czech Republic. p. 177–182, doi:10.5194/isprs-archives-XLI-B7-177–2016.
dc.relation.referencesenBurshtynska, Kh., Babushka, A., Tretyak, S. & Halochkin, M. (2018). Monitoring of the riverbed of
dc.relation.referencesenriver Dniester using remote sensing data and GIS technologies. 25th Anniversary Conference Geographic
dc.relation.referencesenInformation Systems Conference and Exhibition
dc.relation.referencesen"GIS ODYSSEY 2018". p. 64–73.
dc.relation.referencesenChow, V. T. (1959). Open channel Hydraulics. McGrawHill Book Company, Inc., 350 p.
dc.relation.referencesenGharbi M., Soualmia A., Dartus D., Masbernat L. &
dc.relation.referencesenJ. Mater (2016). Comparison of 1D and 2D
dc.relation.referencesenHydraulic Models for Floods Simulation on the
dc.relation.referencesenMedjerda River in Tunisia. Journal of Materials
dc.relation.referencesenand Environmental Science. 7 (8), 3017–3026.
dc.relation.referencesenKarpets, K. M. (2014). Application of GIS analysis
dc.relation.referencesenmethods for flood zone modeling and flood water
dc.relation.referencesendischarge to prevent emergencies. Problemy
dc.relation.referencesennadzvychainykh sytuatsii. 20, 82–86. (in Ukrainian)
dc.relation.referencesenKhaleghi, Somaiyeh, Mahmoodi, Mehran & Karimzadeh,
dc.relation.referencesenSorayya (2015). Integrated application of HEC-RAS
dc.relation.referencesenand GIS and RS for flood risk assessment in Lighvan
dc.relation.referencesenChai River. International Journal of Engineering
dc.relation.referencesenScience Invention, 4(4), 38–45.
dc.relation.referencesenKovalchuk, I. & Mykhnovych, A. (2008). Modeling of
dc.relation.referencesenfloods in the Upper Dniester valley. Pratsi
dc.relation.referencesenNaukovoho tovarystva im. Shevchenka, L. XXIII:
dc.relation.referencesenEkolohichnyi zbirnyk. Doslidzhennia biotychnoho y
dc.relation.referencesenlandshaftnoho rozmaittia ta yoho zberezhennia. 293–312. (in Ukrainian)
dc.relation.referencesenKurczynski Z. (2013). Aerial and satellite imaging of the
dc.relation.referencesenEarth. Part. 2. Oficina Wydawnicza Politechniki
dc.relation.referencesenWarszawskiey. Warszawa. (Poland)
dc.relation.referencesenLevashova Y. A. (1993). Hydraulic resistance of river
dc.relation.referencesenchannels. Avtoreferat dys. kandydata heohraf. nauk: 11.00.07. Ros. hos. hydrometeorol. yn-t. SanktPeterburh. (in Russian)
dc.relation.referencesenMelnyk T. P. (2012). Application of GIS for the
dc.relation.referencesenprevention of natural hydrological phenomena. Visnyk
dc.relation.referencesenKharkivskoho natsionalnoho universytetu imeni
dc.relation.referencesenV. N. Karazina. Seriia: Matematychne modeliuvannia.
dc.relation.referencesenInformatsiini tekhnolohii. Avtomatyzovani systemy
dc.relation.referencesenupravlinnia. 1037(20). 125–132. (in Ukrainian)
dc.relation.referencesenSandhyarekha & Shivapur A. V. (2017). Floodplain
dc.relation.referencesenmapping of River Krishnana using HEC-RAS model
dc.relation.referencesenat two streaches namely Kudachi and Ugar villages
dc.relation.referencesenof Belagavi district, Karnataka. International
dc.relation.referencesenResearch Journal of Engineering and Technology. 4(8), 1524–1529.
dc.relation.referencesenSharkey, Jennifer Kay (2014). Investigating Instabilities
dc.relation.referencesenwith HEC-RAS Unsteady Flow Modeling for
dc.relation.referencesenRegulated Rivers at Low Flow Stages. Master's
dc.relation.referencesenThesis, University of Tennessee, 2014.
dc.relation.referencesenSilva, F. V., Bonumá, N. B. & Uda, P. K. (2014). Flood
dc.relation.referencesenmapping in urban area using HEC-RAS model
dc.relation.referencesensupported by GIS. 6-th international conference on
dc.relation.referencesenflood management, September. Sao Paulo. Brazil.
dc.relation.referencesenStarodub, Yu. P. (2015). Using of HEC-GeoRAS and
dc.relation.referencesenHEC-RAS assistant software in territorial security
dc.relation.referencesenprojects. Upravlinnia proektamy ta rozvytok
dc.relation.referencesenvyrobnytstva. 1, 30–35. (in Ukrainian)
dc.rights.holder© Національний університет “Львівська політехніка”, 2020
dc.subjectгідрологічне моделювання
dc.subjectHEC-RAS
dc.subjectзатоплення
dc.subjectгідрологія
dc.subjectбезпілотні літальні апарати
dc.subjectцифрова модель рельєфу
dc.subjecthydrological modeling
dc.subjectHEC-RAS
dc.subjectflooding
dc.subjecthydrology
dc.subjectunmanned aerial vehicles
dc.subjectdigital elevation model
dc.subject.udc528.92
dc.titleHydrological processes modeling using GIS ARCGIS and module HEC-RAS
dc.title.alternativeМоделювання гідрологічних процесів з використанням ГІС ARCGIS та модуля HEC-RAS
dc.typeArticle

Files

Original bundle
Now showing 1 - 2 of 2
No Thumbnail Available
Name:
2020n91_Burshtynska_Kh_V-Hydrological_processes_28-40.pdf
Size:
850.75 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
No Thumbnail Available
Name:
2020n91_Burshtynska_Kh_V-Hydrological_processes_28-40__COVER.png
Size:
529.01 KB
Format:
Portable Network Graphics
Download
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
1.86 KB
Format:
Plain Text
Description:
Download

Collections

Геодезія, картографія і аерофотознімання. – 2020. – Випуск 91