Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών

ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΟΙ ΥΔΑΤΙΚΟΙ ΠΟΡΟΙ

• Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος

  e-Οδηγός Σπουδών, OpenCourses (eClass):

• Γενικές Προαπαιτήσεις

  Υδρολογία, Υδραυλική, Υδραυλική Ανοικτών Αγωγών

• Μαθησιακά Αποτελέσματα

  Επίπεδο 7 (2ος κύκλος σπουδών)
  Γνώσεις
  Σκοπός του μαθήματος είναι η εισαγωγή και κατανόηση των υδρολογικών μοντέλων επιφανειακής υδρολογίας και της υδρολογικής προσομοίωσης, της ανάλυσης και προσομοίωσης ακραίων υδρολογικών ποσοτήτων σχεδιασμού και την κατανόηση των διαδικασιών της επιφανειακής υδρολογίας με χρήση προσδιοριστικών τεχνικών, την κατανόηση, εκτίμηση και αποτίμηση του κινδύνου που ενέχει ο σχεδιασμός των υδραυλικών έργων, εφόσον γίνεται σε συνθήκες αβεβαιότητας.
  Το μάθημα βοηθά τους φοιτητές να αναπτύξουν την τεχνική και διανοητική τους ικανότητα ετοιμάζοντας τους για την εργασία σαν εξειδικευμένοι μηχανικοί. Το μάθημα εκθέτει τους φοιτητές στις μεθοδολογίες προσδιοριστικής και στοχαστικής υδρολογικής προσομοίωσης και στις μεθοδολογίες υπολογισμού υδρολογικών ποσοτήτων σχεδιασμού, που χρησιμοποιούνται στην μοντέρνα πρακτική του Αγρονόμου και Τοπογράφου Μηχανικού.

  Στο τέλος του μαθήματος οι φοιτητές θα πρέπει να έχουν:
  • Γνώση και κατανόηση των φυσικών διαδικασιών υδρολογίας λεκανών απορροής
  • Ικανότητα να εφαρμόζουν προσδιοριστικά (αδρομερή, ημι-κατανεμημένα και κατανεμημένα) μοντέλα για την υδρολογική προσομοίωση με σκοπό τον υδρολογικό σχεδιασμό
  • Εκτίμηση ακραίων υδρολογικών ποσοτήτων σχεδιασμού με δεδομένα ή/και χωρίς δεδομένα (περιοχική ανάλυση)
  • Γνώση και κατανόηση της βελτιστοποίησης υδρολογικών μοντέλων για υδρολογικό σχεδιασμό (πλημμύρες, υδρολογικές ξηρασίες και σχεδιασμό υδροτεχνικών έργων)
  • Ικανότητα να εφαρμόζουν στοχαστικές και προσδιοριστικές μεθοδολογίες υδρολογικής προσομοίωσης
  • Ικανότητα να εκτιμούν την αβεβαιότητα και τον κίνδυνο αστοχίας στο σχεδιασμό υδροτεχνικών έργων

  Δεξιότητες
  Ο/Η φοιτητής/φοιτήτρια μετά την ολοκλήρωση του μαθήματος κατέχει προχωρημένες δεξιότητες επεξεργασίας, ανάλυσης και επίλυσης σύνθετων προβλημάτων της επιστήμης του μηχανικού που σχετίζονται με:
  • την υδρολογική και υδραυλική προσομοίωση λεκανών απορροής και υδατορρευμάτων
  • την εκτίμηση ακραίων υδρολογικών ποσοτήτων σχεδιασμού
  • την υδραυλική διόδευση ροής σε υδατορρεύματα και το σχεδιασμό παρεμβάσεων σε αυτά
  • την εκτίμηση της αβεβαιότητας και του κίνδυνου αστοχίας στο σχεδιασμό υδροτεχνικών έργων
  Ικανότητες
  Ο/Η φοιτητής/φοιτήτρια μετά την ολοκλήρωση του μαθήματος διαχειρίζεται σύνθετα σχέδια εργασίας και είναι σε θέση να λάβει αποφάσεις για το υδρολογικό σχεδιασμό υδροτεχνικών έργων. Επίσης είναι σε θέση να λειτουργεί ατομικά και ομαδικά κατά το σχεδιασμό, λειτουργία και προσομοίωση τέτοιων έργων. Ιδιαιτέρως οι φοιτητές θα μπορούν
  • να εκτιμήσουν/προσομοιώσουν την απορροή λεκανών απορροής
  • να εκτιμήσουν ακραίες υδρολογικές ποσότητες σχεδιασμού
  • να εκτιμήσουν τη ροή σε φυσικά υδατορρεύματα
  • να προσδιορίσουν την αβεβαιότητα και τον κίνδυνο αστοχίας σε υδροτεχνικά έργα

• Περιεχόμενο Μαθήματος

  Α/Α βδομάδας διδασκαλίας
  Περιεχόμενα του μαθήματος
  1 • Εισαγωγή. Μαθηματικά μοντέλα βροχής-απορροής. Ταξινόμηση υδρολογικών μοντέλων. Παρουσίαση υδρολογικών μοντέλων.
  2 • Παρουσίαση και εφαρμογή υδρολογικών μοντέλων. Ρύθμιση παραμετρικών μοντέλων. Δοκιμαστική και αυτόματη ρύθμιση και πιστοποίηση υδρολογικών μοντέλων
  3 • Συστήματα υδρολογικής προσομοίωσης μεγάλων λεκανών απορροής. Υδρολογικές και υδραυλικές μεθοδολογίες διόδευσης απορροής. Ζεύξη υδρολογικών μοντέλων και μοντέλων διόδευσης απορροής.
  4 Ταμιευτήρες. Λειτουργία ταμιευτήρων και λιμνοδεξαμενών. Προσομοίωση λειτουργίας ταμιευτήρων απλής και πολλαπλής σκοπιμότητας. Καθορισμός επιφανειακού υδατικού δυναμικού λεκάνης απορροής. Παραδείγματα.
  5 Σενάρια διαχείρισης υδατικών πόρων. Ανάπτυξη σεναρίων: Διαχείρισης υδατικού δυναμικού (water supply management), διαχείρισης ζήτησης νερού (water demand management). Καθορισμός υδατικού ισοζυγίου λεκάνης απορροής και κρίσιμου κόμβου ενός υδροσυστήματος. Παραδείγματα.
  6 • Στοχαστική προσομοίωση υδροσυστημάτων. Σύνδεση μοντέλων. Προσομοίωση Monte Carlo. Παραδείγματα.
  7 • Στατιστική ανάλυση ακραίων υδρολογικών τιμών. Ανάλυση σειρών μεγίστων πλημμυρικών παροχών μερικής διάρκειας (Analysis of Partial Duration Series).
  8 Υδρολογική ξηρασία. Πιθανοθεωρητική ανάλυση ελαχίστων τιμών παροχών. Περιοχική στατιστική ανάλυση ακραίων υδρολογικών γεγονότων (Regional Analysis).
  9 Μέθοδοι-μοντέλα εκτίμησης πλημμυρικής παροχής. Προσομοίωση ροής σε φυσικά υδατορρεύματα. Απαιτήσεις δεδομένων εισόδου. Είδη μοντέλων. Παραδείγματα.
  10 Σύνδεση-σύζευξη μοντέλων εκτίμησης πλημμυρικής παροχής και μοντέλων ροής σε φυσικά υδατορρεύματα. Παραδείγματα.
  11 Ανάλυση αβεβαιότητας: Ορισμοί, πηγές αβεβαιότητας - Εισαγωγικές έννοιες
  12 • Αβεβαιότητα και αστοχία υδραυλικών έργων – παραδείγματα αστοχίας φραγμάτων, έργων διευθέτησης ποταμών –διόδευσης πλημμυρών, έργων προστασίας-αποκατάστασης υπόγειων νερών, δικτύων ύδρευσης-αποχέτευσης). Ανάλυση αξιοπιστίας
  13 • Ανάλυση Κινδύνου – Επικινδυνότητας στα υδατικά συστήματα. Αποτίμηση Κινδύνου

• Επιπρόσθετη Βιβλιογραφία Μαθήματος

  1) Μιμίκου, Μ.Α. «Τεχνολογία Υδατικών Πόρων», Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 1994
  2) Μιμίκου, Μ.Α. και Ε.Α. Μπαλτάς «Τεχνική Υδρολογία», Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 2012
  3) Παπαμιχαήλ, Δ.Μ. «Τεχνική Υδρολογία», Εκδόσεις Γιαχούδη, 2004
  4) Τσακίρης, Γ. «Υδατικοί Πόροι: Ι. Τεχνική Υδρολογία», Εκδόσεις Συμμετρία, 1995
  5) Bedient, P.B. and Huber, W.C. “Hydrology and Floodplain Analysis”, Addison-Wesly Publishing Inc, 1988.
  6) Maidment, D.R. (Editor in Chief) “Handbook of Hydrology”, McGraw-Hill Inc, 1993
  7) Watt, W.E. et al. “Hydrology of Floods in Canada-A Guide to Planning and Design”, National Research Council Canada-Associate Committee on Hydrology, 1989