ΥΠΟΓΕΙΕΣ ΡΟΕΣ

Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού

Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές προγραμμάτων ανταλλαγής.

Σκοπός του μαθήματος είναι η εισαγωγή στον υπολογισμό της κορεσμένης ροής νερού στο έδαφος. O/Η φοιτητής/τρια αποκτά γνώση των μεθοδολογίων επίλυσης προβλημάτων ροής σε κορεσμένο πορώδες μέσο. Ο/Η φοιτητής/τρια αποκτά θεωρητικό και υπολογιστικό υπόβαθρο για την επίλυση προβλημάτων προσομοίωσης και σχεδιασμού υπόγειας ροής και την ικανότητα δημιουργίας απλών υπολογιστικών μοντέλων για προβλήματα ροής υπό πίεση και ροής με ελεύθερη επιφάνεια καθώς και το θεωρητικό υπόβαθρο για την αντιμετώπιση υπολογιστικών προβλημάτων και προβλημάτων προσομοίωσης και σχεδιασμού μόνιμης και χρονικά μεταβαλλόμενης (μη-μόνιμης) ροής προς τάφρους, πηγάδια και γεωτρήσεις σε υδροφορείς υπό πίεση και με ελεύθερη επιφάνεια, ροή μέσα κα κάτω από φράγματα, κλπ. Η επαρκής γνώση του μαθήματος παρέχει ένα σημαντικό θεωρητικό εφόδιο για την μελέτη και σχεδιασμό υδραυλικών έργων και συναφών κατασκευών. Επίπεδο 6 (1ος κύκλος σπουδών) Γνώσεις Το μάθημα βοηθά τους φοιτητές/τριες να αναπτύξουν την τεχνική και διανοητική τους ικανότητα ετοιμάζοντας τους για το επάγγελμα του μηχανικού και για μεταπτυχιακές σπουδές. Το μάθημα εισάγει τους φοιτητές στο θέμα της ροής σε κορεσμένο πορώδες μέσο και σε υπολογιστικές τεχνικές της Υπόγειας Υδραυλικής/Υδρολογίας που χρησιμοποιούνται στην επαγγελματική πρακτική του Αγρονόμου και Τοπογράφου Μηχανικού. Στο τέλος του μαθήματος οι φοιτητές θα πρέπει να έχουν: • Κατανόηση της ροής σε κορεσμένο πορώδες μέσο/έδαφος • Κατανόηση του θεωρητικού υπόβαθρου της ροής σε κορεσμένο πορώδες μέσο/έδαφος • Εξοικείωση με τις ιδιότητες των εδαφών, ιδιαίτερα όσες αφορούν το νερό και την κίνησή του σε κορεσμένο έδαφος • Δυνατότητα εφαρμογής του Νόμου Darcy σε προβλήματα υπογείων ροών • Δυνατότητα εφαρμογής μαθηματικών ομοιομάτων υπόγειων ροών. • Δυνατότητα υπολογισμού ροών με ελεύθερη επιφάνεια, και ροών σε υδροφορείς υπό πίεση • Δυνατότητα υπολογισμού μόνιμης και μη μόνιμης ροής σε πηγάδια και συστήματα πηγαδιών Δεξιότητες Ο/Η φοιτητής/φοιτήτρια μετά την ολοκλήρωση του μαθήματος κατέχει προχωρημένες δεξιότητες επεξεργασίας, ανάλυσης και επίλυσης σύνθετων προβλημάτων της υπόγειας υδραυλικής σε κατάσταση μόνιμης και της χρονικά μεταβαλλόμενης (μη-μόνιμης) ροής. Ικανότητες Ο/Η φοιτητής/φοιτήτρια μετά την ολοκλήρωση του μαθήματος διαχειρίζεται σύνθετα σχέδια εργασίας και είναι σε θέση να λάβει αποφάσεις για το σχεδιασμό υδροτεχνικών έργων διαχείρισης υπόγειων υδατικών πόρων. Επίσης, είναι σε θέση να λειτουργεί ατομικά και ομαδικά κατά το σχεδιασμό υδροτεχνικών έργων. Ιδιαιτέρως οι φοιτητές θα μπορούν • να διαστασιολογούν/σχεδιάζουν/αξιολογούν μελέτες υπόγειας υδραυλικής και • να συνθέτουν και να προτείνουν βέλτιστες ή νέες λύσεις βασισμένες στην παραπάνω θεώρηση.

Α/Α βδομάδας διδασκαλίας Περιεχόμενα του μαθήματος 1 • Εισαγωγή. Αντικείμενο της Υπόγειας Υδραυλικής. Το υπόγειο νερό και η σημασία του στη διαχείριση των υδατικών πόρων • Υδροφορείς και ταξινόμηση υδροφορέων. Παραδείγματα 2 • Xαρακτηριστικά και παράμετροι των εδαφών και των υπόγειων υδροφορέων. Συντελεστής διαπερατότητας, φυσική διαπερατότητα. Μέτρηση της διαπερατότητας. Ανομοιογένεια και ανισοτροπία. • Ο Νόμος του Darcy – πεδίο ισχύος. Η παραδοχή του Dupuit. Παραδείγματα 3 • Το μαθηματικό πρόβλημα της υπόγειας ροής. Η εξίσωση της συνέχειας. Οι εξισώσεις ροής σε υπόγειους υδροφορείς. Αρχικές και οριακές συνθήκες. Δίκτυα γραμμών ροής και δυναμικού. 4 • Αναλογικά και φυσικά ομοιώματα. Αναλυτικές μέθοδοι επίλυσης του μαθηματικού ομοιώματος υπόγειας ροής. Παραδείγματα. 5 • Εξίσωση ροής σε υδροφορείς με ελεύθερη επιφάνεια. Εξίσωση Boussinesq. Παραδείγματα. • Εξίσωση ροής σε υδροφορείς με πίεση. Παραδείγματα. 6 • Μόνιμη ροή προς τάφρο: α) υδροφορέας με πίεση, β) υδροφορέας με ελεύθερη επιφάνεια. Παραδείγματα. 7 • Μόνιμη ροή προς τάφρο: α) υδροφορέας με πίεση, β) υδροφορέας με ελεύθερη επιφάνεια. Παραδείγματα. 8 • Μόνιμη ροή προς πηγάδι: α) υδροφορέας με πίεση, β) υδροφορέας με ελεύθερη επιφάνεια. Παραδείγματα. 9 • Μόνιμη ροή προς πηγάδι: α) υδροφορέας με πίεση, β) υδροφορέας με ελεύθερη επιφάνεια. Παραδείγματα. 10 • Συστήματα πηγαδιών. H μέθοδος των εικόνων. Παραδείγματα. 11 • Αριθμητικά μοντέλα υπόγειων υδροφορέων. Μέθοδος των πεπερασμένων διαφορών. Μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων. Μέθοδος των οριακών στοιχείων. 12 • Χρονικά μεταβαλλόμενη (μη μόνιμη) ροή. Η τεχνική των δοκιμαστικών αντλήσεων. Προσδιορισμός υδρογεωλογικών παραμέτρων. Μέθοδοi Theis και Jacob. Παραδείγματα. • Το φαινόμενο της διασωλήνωσης και η κρίσιμη κλίση του υδραυλικού φορτίου. Παραδείγματα. 13 • Χρονικά μεταβαλλόμενη (μη μόνιμη) ροή. Η τεχνική των δοκιμαστικών αντλήσεων. Προσδιορισμός υδρογεωλογικών παραμέτρων. Μέθοδοi Theis και Jacob. Παραδείγματα. • Το φαινόμενο της διασωλήνωσης και η κρίσιμη κλίση του υδραυλικού φορτίου. Παραδείγματα.

Ροή σε πορώδη μέσα, υδροφορείς, μόνιμη ροή, μη-μόνιμη ροή

26-11-2018