Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorKnut Alfredsen
dc.contributor.advisorHåkon Sundt
dc.contributor.authorSebastian Haugland Moss
dc.date.accessioned2019-10-23T14:03:39Z
dc.date.available2019-10-23T14:03:39Z
dc.date.issued2019
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11250/2624010
dc.description.abstractTilgang til teknologi som droner og lasermålinger gir nye verktøy for å tilegne seg nøyaktig geometridata for kartlegging og analyse av elvesystemer. Batymetrisk LiDAR (Light Detection and Ranging) er en fjernmålingsmetode som trenger gjennom vannoverflaten og kartlegger bunnforhold og kan brukes til å lage detaljerte terrengmodeller. Innsamlet data fra to flyvninger med batymetrisk LiDAR er grunnlaget for en todimensjonal hydraulisk modell laget i HEC-RAS 5.0 for elven Nea (34 km lang) i Norge. Hovedmålet for denne oppgaven er å evaluere hvordan foreslåtte modifikasjoner på terskler i Nea vil påvirke hydrauliske forhold i elven. Den hydrauliske modellen er laget med LiDAR data samlet inn i 2018 og 2019 med en batymetrisk punkttetthet på henholdsvis 1.72 pkt/m2 og 7.47 pkt/m2. Modellen er kalibrert mot en vannoverflate målt med LiDAR. Kalibreringsprosessen inkluderte å endre Mannings ruhetskoeffisient på 90 polygoner med varierende størrelser fra 54 m2 til 712,369 m2. Standardavvikene mellom simulerte og målte vannoverflatehøyder er ± 8 cm, som samsvarer med nøyaktigheten til målinger med LiDAR og naturlige variasjoner i vannet. Hydraulisk modellering viser at å senke mindre partier på ni av tersklene i Nea vil redusere det vanndekkede arealet med 9.3% i oppstrøms terskelbasseng for en vannføring som tilsvarer pålagt minstevannføring i dette området. Det vanndekkede arealet er bedre opprettholdt i simuleringer med høyere vannføring, og viser en reduksjon på 2.5% for 10 m3/s. Den gjennomsnittlige hastigheten i elven er vedlikeholdt ved lavere vannføringer og redusert fra 0.58 m/s til 0.57 m/s ved 10 m3/s. Å senke et av parti på en terskel vil konsentrere strømningen over dammen og øke hastigheten i de nærliggende områdene og over terskelen. Dette studiet har også evaluert droner og Structure from Motion (SfM) programvare som en metode for å kartlegge is i elver. Arbeidet inkluderte fire topografiske undersøkelser av en 200 meter strekning i Sokna, Norge i perioden November 2018 til April 2019. Undersøkelsene ble brukt til å kartlegge utviklingen av isdekket ved ulike stadier gjennom vinteren. De rekonstruerte høydemodellene fra innsamlet data har en absolutt nøyaktighet på centimeternivå, med en høyest observert RMSE (Root Mean Square Average) på 7.7 cm. Ved bruk av denne metoden kan informasjon om isens tykkelse, overflateareal og volum innhentes, og krever ikke tilgang til isen for å gjennomføres.
dc.description.abstractAccess to technologies like drones and laser measurements provide new tools for obtaining accurate spatial data for mapping and analysis of river systems. Airborne Light Detection and Ranging (LiDAR) Bathymetry is a remote sensing technique for mapping underwater topography in shallow water bodies and provide detailed models of river bathymetry. Datasets from two Airborne LiDAR Bathymetry (ALB) surveys is the foundation for a two-dimensional hydraulic model created in HEC-RAS 5.0 for the river Nea (34 km long) in Norway. The main goal of the thesis is to evaluate how proposed modifications to some of the weirs in Nea will influence hydraulic conditions in the river. The hydraulic model is created with LiDAR data surveyed in 2018 and 2019 with a bathymetric point density of 1.72 pts/m2 and 7.47 pts/m2, respectively. The model is calibrated against a measured water surface in the LiDAR data. The calibration process included changing the Manning’s roughness coefficient of 90 polygons with sizes ranging from 54 m2 to 712,369 m2. The standard deviation between simulated and measured water surface elevations is ± 8 cm, which corresponds to the accuracy of LiDAR measurements and natural fluctuations of the water. Hydraulic modelling show that lowering small sections on nine of the weirs in Nea will reduce the water-covered area by 9.3% in the upstream weir-pools for the environmental flow in this area. The water-covered area is better maintained in simulations with higher discharges, with a 2.5% reduction seen at 10 m3/s. The average velocity in the river is maintained at lower discharges and reduced from 0.58 m/s to 0.57 m/s at 10 m3/s. Lowering sections on a weir will concentrate the flow over the weir and increase velocity in the immediate upstream areas. The study has also evaluated drones and Structure from Motion (SfM) software as a method for mapping river ice. This included four topographic surveys of a 200-meter reach in Sokna, Norway in the period November 2018 to April 2019. The surveys provided data on the ice cover at different stages of formation and the break-up with associated ice jams. The reconstructed Digital Elevation Models (DEM) have an absolute accuracy on the centimetre-level, with the highest observed combined Root Mean Square Error (RMSE) of 7.7 cm. Through this method, data on ice thickness, spatial distribution and volume can be extracted without accessing the river ice.
dc.languageeng
dc.publisherNTNU
dc.titleRemote Sensing Data and Hydraulic Modelling
dc.typeMaster thesis


Tilhørende fil(er)

Thumbnail
Thumbnail

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel