Hydraulic Engineering Commons^™

Integrated Socio-Economic Analysis Of Drought Impacts On Agricultural Areas In Sukhothai Province, Thailand, Thanasit Promping

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Drought is a prolonged period of deficient precipitation that can result in significant water-related challenges across the globe. It may arise from multiple factors, including reduced rainfall, limited water availability, and low soil moisture content. To effectively assess and monitor drought conditions, drought indicators and indices are essential tools for determining the severity, spatial extent, and duration of drought events. This study introduces the development of the Composite Drought Hazard Index (CDHI), a comprehensive methodology that incorporates multiple drought-related parameters using appropriate weighting factors. The CDHI integrates the Standardized Precipitation Index (SPI), Standardized Runoff Index (SRI), Standardized Groundwater Index (SGI), …

การคาดการณ์น้ำท่วมสำหรับลุ่มน้ำเจ้าพระยาใหญ่ ด้วยแบบจำลองน้ำฝน น้ำท่า น้ำท่วม, พงษ์สิทธิ์ ผลสมบูรณ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

อุทกภัยเป็นปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่ส่งผลกระทบรุนแรงต่อเศรษฐกิจ สังคม และระบบนิเวศ โดยเฉพาะมหาอุทกภัยในประเทศไทยเมื่อปี พ.ศ. 2554 ซึ่งสร้างความเสียหายมูลค่าสูงถึง 1.44 ล้านล้านบาท (The World Bank, 2012) การคาดการณ์และเตือนภัยน้ำท่วมจึงเป็นมาตรการสำคัญในการลดความเสี่ยงและบรรเทาผลกระทบที่อาจเกิดขึ้น งานวิจัยนี้มุ่งพัฒนาระบบคาดการณ์น้ำท่วมในลุ่มน้ำเจ้าพระยาใหญ่ ที่คาดการณ์ทั้งปริมาณอัตราการไหลในลำน้ำและพื้นที่น้ำท่วม โดยประยุกต์ใช้แบบจำลองน้ำฝน น้ำท่า น้ำท่วม (RRI model) และแบ่งออกเป็นสองระบบหลัก ได้แก่ ระบบจำลองรายวันและรายเดือน ระบบจำลองรายวันดำเนินการเวลา 12.00 น. ของทุกวัน ประกอบด้วยสามขั้นตอน ได้แก่ การเตรียมข้อมูลนำเข้า การจำลองน้ำท่าและน้ำท่วม และการจัดการผลลัพธ์ทั้งข้อมูลรายกริดและรายสถานี การประเมินประสิทธิภาพของระบบในช่วงวันที่ 1–19 ตุลาคม พ.ศ. 2566 พบว่าระบบสามารถจำลองอัตราการไหลได้ใกล้เคียงกับข้อมูลตรวจวัด โดยเฉพาะในช่วง 1–3 วันแรก อย่างไรก็ตามความแม่นยำลดลงตามระยะเวลาการคาดการณ์ ซึ่งสอดคล้องกับผลการเปรียบเทียบแผนที่น้ำท่วมกับภาพถ่ายดาวเทียม โดยมีค่า Probability of Detection (POD) อยู่ในช่วง 12–18% และค่า False Alarm Ratio (FAR) อยู่ระหว่าง 89–95% อีกทั้งข้อมูลฝนคาดการณ์จากแบบจำลอง WRF-DA ของกรมอุตุนิยมวิทยา ก็พบว่ามีความแม่นยำสูงในช่วง 1–3 วันแรก และมีแนวโน้มคลาดเคลื่อนในช่วงหลังจากนั้น ในการศึกษานี้ได้แบ่งแนวทางการปรับปรุงระบบคาดการณ์น้ำท่วมออกเป็น 3 กลุ่มหลัก ได้แก่ ข้อมูลนำเข้า (input data) โครงสร้างของแบบจำลอง (model structure) และการประยุกต์ใช้ (application) ในการศึกษานี้ได้เพิ่มระบบจำลองอัตราการไหลย้อนหลัง 1 เดือนจากข้อมูลฝนตรวจวัด ซึ่งดำเนินการเวลา 00.10 น. ของวันที่ 1 ของทุกเดือน เพื่อปรับปรุงข้อมูลเริ่มต้น ลดความคลาดเคลื่อนสะสมจากระบบรายวัน และใช้เป็นแนวทางในการคัดเลือกชุดพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการจำลองรายวัน ทั้งนี้ช่วยลดความคลาดเคลื่อนของการจำลองอัตราการไหลสูงสุดจาก 95.62% เหลือ 13.66% ที่สถานี P.1 และจาก 242.94% เหลือ 136.48% ที่สถานี …

Flood Frequency Analyses Using Depth-Area Reduction Factors (Darfs) In Texas, Mohamad Ahmadzadeh

Civil Engineering Dissertations - Archive

The increasing frequency and severity of flood events globally necessitate more accurate and reliable hydrologic models to inform flood risk management and mitigation strategies. Traditional hydrologic models have often relied on the simplification of uniformly distributed rainfall across watersheds, a method that fails to account for the spatial variability inherent in real-world storm events. This dissertation addresses this critical gap by applying Depth-Area Reduction Factors (DARFs) in hydrologic modeling, specifically focusing on the Trinity and Neches River Basins in Texas. DARFs are used to adjust point rainfall data to reflect the reduction in rainfall intensity as storm areas increase, thereby …

Statistical Analysis For Water Quality Data Using Anova (Case Study- Lake Burullus Influent Drains), Mohamed Hussein Hegazy

Civil Engineering

Lake Burullus is considered one of the most valuable northern lakes in Egypt due to its unique ecological system and special location. Over the past four decades, the lake has suffered from high contamination levels due to expansion in fish farming and increasing of agricultural drainage water entering the southern side of the lake through eight influent drains. This research aims to assess the current situation of the lake’s influent drains. For this purpose, two types of statistical analysis, Mean average method, and Analysis of Variance (ANOVA) were used. The water quality conditions for six major drains (Therah (Tira), Nashart, …

Mouralherwaqh: Coastal Wetland Road Crossing Da’Luk, Filip Amborski

Cal Poly Humboldt theses and projects

The integration of Indigenous and Western science plays an essential role in Tribally led collaborations for land management. This process of woven sciences is rooted in reciprocal relations and partnerships guided by Tribal Nations. Our cohort was invited by Wiyot Tribal Representatives to investigate a culvert located within the wetlands of Mouralherwaqh— a parcel of land reacquired by the Wiyot Tribe in 2022. This document seeks to share our experience and analysis as part of the Wiyot Tribe’s broader journey in navigating ecocultural restoration projects within Mouralherwaqh. The four community interests we investigated for the wetland crossing included a resized …

Design Of A Mobile Lamprey Testing Facility And Analysis Of Hydraulic Conditions Under Experimental Treatments, Ernesto Silva

Cal Poly Humboldt theses and projects

Few studies have evaluated Pacific lamprey passage at small-scale barriers such as road crossings. The Hoopa Valley Tribe was awarded a grant with the primary objective of assessing lamprey's ability to traverse small-scale barriers. The Hoopa Valley Tribe collaborated with the Environmental Resources Engineering Department at Cal Poly Humboldt to design and implement a mobile testing facility. The testing facility was then used to identify and simulate experimental treatments that would assess lamprey’s ability to pass conditions that are known or expected to be challenging or outright barriers.

A dump trailer equipped with a hydraulic hoist with the ability to …

Two-Dimensional Hydrodynamic Model Comparison For Fish Habitat Assessment In Rivers, Tyler Caseltine

Cal Poly Humboldt theses and projects

Accurate prediction of aquatic habitat availability for salmonids and other aquatic species is crucial for effective river and tributary restoration and management. Two-dimensional (2D) hydrodynamic models have become the standard for simulating depth and velocity conditions in open channel systems, leveraging advances in computational capabilities and spatial data collection. This study compares four 2D hydrodynamic models—SToRM, River2D, HECRAS2D, and SRH2D—using consistent topographic and calibration data, and adhering to Quality Assurance and Quality Control (QA/QC) standards as outlined by the US Fish and Wildlife Service (USFWS) and McBain Associates. The models were evaluated with data from two study sites for their …

Nfpa Fluid Power Vehicle Challenge, Rachel Wasik, Kimberly Griggy

Williams Honors College, Honors Research Projects

The objective of this project is to design a system which prioritizes safety and efficiency that uses human power converted to hydraulic power to drive a bicycle. This project is being done to compete with other university teams in making the best vehicle that runs on fluid power. It will help the members of the team to gain design and testing experience, learn about fluid power systems, and gain experience with working as a team and sharing/distributing responsibilities.

Site Specific Probable Maximum Precipitation Implications For High Hazard Dams In West Virginia, Levi Jacob Cyphers

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Estimates of probable maximum precipitation (PMP) are necessary for designing the maximum reservoir storage necessary to prevent dam overtopping. Recent investigations in Ohio, Virginia, and Pennsylvania imply that reducing PMP rainfall estimates in West Virginia may be appropriate; however, additional studies in this data deficient region with changing climate is necessary before any reductions are contemplated. The objective of this study was to re-evaluate PMP for the Howard Creek Dam watershed in West Virginia. The 6-hr, 10 mi² PMP was evaluated for current (2019) and projected (2100) climates and compared to the design PMP. Then, the impact of the …

Development Of Erosion Functions For Micp-Treated Beach Sand, Saeed Booshi

UNF Graduate Theses and Dissertations

This thesis investigates the effectiveness of microbially-induced calcium carbonate precipitation (MICP) using the recently introduced bioslurry treatment method via surface percolation. To simulate realistic water forcing conditions, a piston-style erosion rate testing apparatus, specifically the Florida Department of Transportation Sediment Erosion Rate Flume, was used. Initial tests conducted at a high shear stress of 42 Pa revealed that a combination of 15% bioslurry and 85% cementation solution exhibited the strongest erosion resistance when compared to other ratios between bioslurry and cementation solution. Subsequent experiments focused on separating the specimen into a "loose" part and a “surface crust,” with shear stresses …

Projected Changes Of Extreme Rainfall Under Cmip6 In Cambodian Floodplain Of The Lower Mekong River Basin, Chanseyma Khoeun

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Climate change could potentially intensify extreme rainfall events in the future and lead to more frequent and severe flooding. This study aims to estimate future extreme rainfall indices in the Cambodian floodplain of the lower Mekong River Basin. Rainfall projections are devised from three Global Climate Models (GCMs): EC-Earth3, IPLS-CM6A-LR, and MRI-ESM2-0. Bias correction was applied using Quantile Mapping for the historical period (1985-2011) and Quantile Delta Mapping for the future period (2069-2095) under the Shared Socioeconomic Pathway (SSP) 5-8.5 scenario. Rainfall projections show that there would be more intense extreme rainfall over the study area. IPSL-CM6A projects higher monthly …

การประเมินวิธีการหาค่าความถี่น้ำท่ารายปีสูงสุดจากข้อมูลน้ำฝนตรวจวัดรายวันในพื้นที่ลุ่มแม่น้ำเจ้าพระยาตอนบน, ชิดสุมน ศศิรัตน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบความแตกต่างของค่าความถี่น้ำท่ารายปีสูงสุดจากข้อมูลน้ำฝนตรวจวัดรายวัน 2 วิธี ได้แก่ วิธีน้ำท่าสูงสุดจากแบบจำลองและวิธีความถี่น้ำฝน กับค่าความถี่น้ำท่าสูงสุดที่ได้จากข้อมูลน้ำท่าตรวจวัดโดยตรง (วิธีน้ำท่าสูงสุดตรวจวัด) เนื่องจากการวิเคราะห์ค่าความถี่น้ำท่ามีความสำคัญต่อการประเมินความเสี่ยงจากอุทกภัยและการออกแบบโครงสร้างทางชลศาสตร์ ในการศึกษานี้ได้ทำการวิเคราะห์ค่าความถี่น้ำท่าสูงสุดจากวิธีน้ำท่าสูงสุดตรวจวัด, วิธีน้ำท่าสูงสุดจากแบบจำลอง และวิธีความถี่น้ำฝน โดยใช้ข้อมูลตรวจวัดจากสถานีน้ำท่าและสถานีน้ำฝน แล้วทำการวิเคราะห์ความถี่น้ำท่ารายปีสูงสุดและความถี่น้ำฝนรายวันสูงสุดจากฟังก์ชันการแจกแจงความน่าจะเป็นที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแต่ละสถานีน้ำท่าและสถานีน้ำฝน ที่ผ่านการทดสอบด้วยแผนภาพอัตราส่วนโมเมนต์เชิงเส้น อีกทั้งในการศึกษานี้ได้ประยุกต์ใช้แบบจำลอง HEC-HMS ในการจำลองกระบวนการน้ำฝน-น้ำท่า เพื่อจำลองปริมาณน้ำท่ารายวันสำหรับวิธีน้ำท่าสูงสุดจากแบบจำลอง และจำลองความถี่น้ำท่าสูงสุดสำหรับวิธีความถี่น้ำฝน ซึ่งแบบจำลองนี้ได้ผ่านกระบวนการทดสอบความอ่อนไหว และผ่านการปรับเทียบและสอบทานแบบจำลองสำหรับแต่ละสถานีน้ำท่า ด้วยค่าสัมประสิทธิ์การตัดสินใจ (R2) ของทุกสถานีอยู่ในช่วง 0.71 ถึง 0.99 ค่าเปอร์เซ็นต์ความเอนเอียงของค่าสูงสุด (PpeakBIAS) ของทุกสถานีน้อยกว่า "±25%" ยกเว้นสถานี W.17 ผลการวิเคราะห์ความแตกต่างของค่าความถี่น้ำท่าสูงสุดระหว่างวิธีน้ำท่าสูงสุดตรวจวัดและวิธีน้ำท่าสูงสุดจากแบบจำลอง พบว่ามีเพียงสถานีเดียว คือ สถานี P.17 ที่ค่าความถี่น้ำท่าสูงสุดระหว่าง 2 วิธีการมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ ที่ระดับนัยสำคัญ 0.05 ในขณะที่ค่าความถี่น้ำท่าสูงสุดระหว่างวิธีน้ำท่าสูงสุดตรวจวัดและวิธีความถี่น้ำฝน พบว่ามีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ที่ระดับนัยสำคัญ 0.05 ถึง ที่ 8 สถานี ได้แก่คือ สถานี P.21, P.1, P.17, W.4A, W.17, N.1, N.67 และ C.2 ที่ค่าความถี่น้ำท่าสูงสุดระหว่าง 2 วิธีการมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ที่ระดับนัยสำคัญ 0.05 นอกจากนี้พบว่า ผลการวิเคราะห์ค่าความถี่น้ำท่าสูงสุดจากวิธีความถี่น้ำฝนทุกสถานีให้ค่าความถี่น้ำท่าสูงสุดสูงกว่าวิธีน้ำท่าสูงสุดตรวจวัด โดยเฉพาะสถานีที่บริเวณจุดรวมตอนล่างของลุ่มแม่น้ำเจ้าพระยาตอนบน ได้แก่ สถานี P.17, N.67 และ C.2 และเมื่อพิจารณาเพิ่มเติมถึงผลกระทบของโครงสร้างอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่ในลุ่มน้ำ พบว่าการมีโครงสร้างอ่างเก็บน้ำส่งผลให้ค่าความถี่น้ำท่าสูงสุดลดลงแปรผันกับอิทธิพลของสัดส่วนขนาดพื้นที่รับน้ำเหนือเขื่อนกับพื้นที่ลุ่มน้ำทั้งหมด ในบริบทของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เพิ่มความรุนแรงและความถี่ของเหตุการณ์สุดขีด การเลือกวิธีประเมินค่าความถี่น้ำท่าที่เหมาะสมจึงมีความสำคัญต่อการลดความเสี่ยงในโครงการและเพิ่มประสิทธิภาพในการบริหารทรัพยากร วิศวกรผู้ใช้งานจึงควรตระหนักถึงความเสี่ยงและความคุ้มค่าที่จะเกิดขึ้นจากการเลือกใช้งานวิธีการใดวิธีการหนึ่ง

Recommendations On Flood Management At Cengkareng Drain Estuary In Enhancing Estuary Resilience To Compound Hazard, Athena Hastomo, Evi Anggraheni, Adi Prasetyo, Dwita Sutjiningsih

CSID Journal of Infrastructure Development

Jakarta's coastal region, characterized by dense settlements and industrial zones, faces significant flood risks due to land subsidence and rising sea levels, exacerbated by human activities and climate change. This study evaluates the effectiveness of the National Capital Integrated Coastal Development (NCICD) project, which proposes embankments along Jakarta's coast for enhanced flood resilience. Focusing on the Cengkareng Drain estuary, two-dimensional HEC-RAS simulations were employed. This study incorporates various factors such as precipitation, tides, waves, rising sea levels, and land subsidence to model extreme flood scenarios. The analysis reveals key strategies to improve flood management. Firstly, introducing new pumping stations and …

Preliminary Water Quality Assessment Using Canadian Water Quality Index Of Ras El-Ain Ponds, South Lebanon, Hussien Ali Fayad, Safaa Baydoun, Mohamad Reda Soliman

BAU Journal - Science and Technology

Water quality deterioration in Lebanon is a pressing national issue and there is a high need for continuous water quality assessment and monitoring of water bodies in the country. This study aims at assessing water quality of Ras El-Ain Ponds, a major natural water resource for domestic use in Tyre district, South Lebanon by using the widely applied Canadian Council of Ministers of the Environment Water Quality Index (CCME WQI). Sampling was conducted during February-March, 2023 and physiochemical and microbiological water quality parameters were determined using standardized methods. Assessed parameters in our study are temperature, turbidity, electrical conductivity (EC), total …

Service-Learning In Action: Lafayette, Indiana, Rain Garden Installation, Elizabeth Mccleery

Purdue Journal of Service-Learning and International Engagement

Indiana’s Wabash River is being polluted with contaminated water runoff from precipitation events. A lack of pervious land cover has led to an accumulation of fertilizer, sediment, and waste in the river. Green infrastructure, a stormwater management practice that mimics the natural ecosystem, is one of the most effective ways to prevent pollution from stormwater runoff and benefit the community. This project consisted of a rain garden installation at the Lafayette Fueling Station, a site where frequent water drainage and water runoff into the Wabash occurs. The rain garden will allow on-site water infiltration during rain events and promote natural …

Reproducibility Starts At The Source: R, Python, And Julia Packages For Retrieving Usgs Hydrologic Data, Timothy O. Hodson, Laura A. Decicco, Jayaram A. Hariharan, Lee F. Stanish, Scott Black, Jeffery S. Horsburgh

Civil and Environmental Engineering Faculty Publications

Much of modern science takes place in a computational environment, and, increasingly, that environment is programmed using R, Python, or Julia. Furthermore, most scientific data now live on the cloud, so the first step in many workflows is to query a cloud database and load the response into a computational environment for further analysis. Thus, tools that facilitate programmatic data retrieval represent a critical component in reproducible scientific workflows. Earth science is no different in this regard. To fulfill that basic need, we developed R, Python, and Julia packages providing programmatic access to the U.S. Geological Survey’s National Water Information …

Assessing The Relationship Between Soil Health/Quality And Water Quality In The Mississippi Delta, Laura Andrea Sarmiento Rodriguez

Theses and Dissertations

Several studies have reported agronomic benefits by improving soil health/quality, but uncertain knowledge remains when determining specific impacts on water quality off-field. This study investigated the links between runoff water quality and soil health/quality in agricultural fields of the Mississippi delta under three land management scenarios: Conservation Reserve Program (CRP), vegetative buffer (VB), and row crops (RC). Using the Soil Management Assessment Framework (SMAF), a Soil Quality Index (SQI) was obtained based on ten soil health/quality indicators from 2008 and 2012 datasets. The SMAF identified significant differences in soil health/quality improvements among scenarios over a four-year period. Varied relationships between …

Stream Water Quality Under Baseflow Conditions In A Livestock Production Area, Maryi Lorena Chavarro Chaux

Theses and Dissertations

This study evaluates the spatial and temporal impacts of implemented Best Management Practices (BMP) on stream water quality under baseflow conditions in a stream segment affected by livestock production. The BMPs includes 10-m fenced riparian zone and crossing paths along the reach segment. Grab water samples and water quality monitoring were collected biweekly from July 2019 to March 2022. Water quality parameters included temperature, dissolved oxygen, electric conductance, total dissolved solids, turbidity, and pH. Water samples were lab analyzed for sediments and nutrients. Results evidenced poor water quality before BMPs implementation, with nutrient concentrations exceeding the nation's and state's criteria. …

Quantifying Impacts Of Climate Change On Headwater Streamflow Regime In Robinson Forest: Insights From 35-Years Of Data Collection., Lauren Brown

Electronic Theses and Dissertations

Climate change may shift patterns of streamflow permanence in headwater systems by altering the frequency, magnitude, duration, timing, and rate of change of surface streamflow, impacting both local ecosystems as well as regional water budgets and availability. While much uncertainty surrounds modeling-based methods to quantify the impacts of climate change on water budgets, long-term hydrologic data collected from headwaters in experimental research forests serve as critical evidence to reduce such uncertainty. The objective of this study is to quantify shifts in frequency, magnitude, duration, timing, and rate of change of streamflow in two headwater catchments with relatively little recent disturbance …

The Tidal Prism, Viable Eelgrass Habitat, And The Effects Of Sea Level Rise In Morro Bay, Kaden A. Caliendo

Master's Theses

The tidal prism, or the volume of water exchanged from the sea to an estuary from mean low to mean high tide, influences system hydrodynamics and ecological functioning. Since 1884, the tidal prism in Morro Bay, California has been estimated to be decreasing over time due to sedimentation from upstream practices. What is the current tidal prism in Morro Bay and how will that change with sea level rise? How will eelgrass respond to rising sea levels?

For this study, inexpensive tidal gauges were deployed at four locations in Morro Bay from March to August 2023 to measure spatially varying …