Περιβαλλοντική Ακτομηχανική

Περιληπτικός Οδηγός συγγραφής Μαθησιακών Αποτελεσμάτων: 

• Η εισαγωγή του φοιτητή στις έννοιες των ωκεάνιων κυμάτων.
• Η κατανόηση των διεργασιών μετασχηματισμού των κυμάτων μεγάλου βάθους καθώς κινούνται προς τη παράκτια ζώνη.
• Η κατανόηση των βασικών εξισώσεων περιγραφής των διεργασιών κυματικών κινήσεων, πρόγνωσης κυματικών υψών με βάση υπάρχοντα κυματικά ή/και μετεωρολογικά δεδομένα, σχεδιασμού τεχνικών έργων και αλληλεπίδρασης με κυματισμούς.
• Η κατανόηση των μηχανισμών διάβρωσης ακτών και αντιμετώπισής της.

Περιεχόμενο Μαθήματος:
Μάθημα 1: Εισαγωγή στην Ακτομηχανική, Προβλήματα παράκτιας ζώνης, το τυπικό παράκτιο σύστημα, Σχεδιασμός παράκτιων τεχνικών έργων.
Μάθημα 2: Κύματα και κυματικά χαρακτηριστικά, εξισώσεις κυμάτων, θεωρία Airy για κύματα μικρού εύρους, σχέσεις κυματικών χαρακτηριστικών στα βαθιά και ρηχά νερά, Επίλυση ασκήσεων.
Μάθημα 3: Ομάδες κυμάτων, τροχιές σωματιδίων νερού κατά τη προώθηση κυμάτων, κυματική ενέργεια και ισχύς, επίλυση ασκήσεων.
Μάθημα 4: Μετασχηματισμοί κυμάτων στα ρηχά νερά, ρήχωση, διάθλαση, περίθλαση, ανάκλαση και θραύση κυμάτων, επίλυση ασκήσεων διάθλασης και περίθλασης κυμάτων.
Μάθημα 5: Επεξεργασία και Ανάλυση κυματικών δεδομένων, Ανάλυση μακροπρόθεσμων κυματικών δεδομένων, σημαντικό ύψος κύματος και σημαντική περίοδος, πιθανότητες υπέρβασης κυματικών μεγεθών, ασκήσεις.
Μάθημα 6: Η Μέθοδος POT για το προσδιορισμό του μέγιστου κύματος, μοντέλα κατανομής πιθανοτήτων υπέρβασης, ανάλυση ακραίων τιμών κυμάτων, ασκήσεις.
Μάθημα 7: Μεθοδολογία σχεδιασμού παράκτιων τεχνικών έργων, Ενεργό ανάπτυγμα θέσης έργου, ανάλυση μετεωρολογικών δεδομένων και εξαγωγή ακραίων κυματικών χαρακτηριστικών, η μέθοδος SMB.
Μάθημα 8: Η μέθοδος SMB στη πράξη, προγραμματισμός για την επίλυση της γενικής περίπτωσης, Ασκήσεις.
Μάθημα 9: Η μέθοδος Jonswap, κυματικό φάσμα Jonswap, Φάσμα Pierson-Moskovitz, ασκήσεις.
Μάθημα 10: Κυματογενή ρεύματα στη παράκτια ζώνη, διαμήκη κυματογενή ρεύματα, rip currents, ρεύματα επαναφοράς, επίλυση ασκήσεων.
Μάθημα 11: Μεταφορά φερτών υλών εγκάρσια στις ακτές, μεταφορά φερτών υλών παράλληλα με την ακτή, μαθηματικά ομοιώματα παράκτιας στερεομεταφοράς.
Μάθημα 12: Το γενικό ομοίωμα ισοζυγίου φερτών υλών, μαθηματικό ομοίωμα φορτίου πυθμένα, μαθηματική προσομοίωση φερτών υλών σε αιώρηση.
Μάθημα 13: Μέθοδοι αντιμετώπισης της παράκτιας διάβρωσης, τεχνικά έργα προστασίας, η μέθοδος της τεχνητής επαναπλήρωσης άμμου ακτών, παρουσίαση ερευνητικών αποτελεσμάτων διδάσκοντος, ασκήσεις.
Στα πλαίσια του μαθήματος οι φοιτητές διδάσκονται την χρήση δορυφορικών εικόνων Landsat και Γεωγραφικών συστημάτων Πληροφοριών στην αποτύπωση και αξιολόγηση της παράκτιας διάβρωσης.
Στα πλαίσια του μαθήματος υλοποιούνται οι παρακάτω εργαστηριακές ασκήσεις:
1. Υπολογισμός κυματικών χαρακτηριστικών στην ανοικτή θάλασσα.
2. Προσδιορισμός μετασχηματισμού κυμάτων.
3. Υπολογισμός κυματικών χαρακτηριστικών στη παράκτια ζώνη.
4. Βραχυπρόθεσμη ανάλυση κυματικών δεδομένων.
5. Εξαγωγή κυματικού φάσματος από κυματικές μετρήσεις.
6. Μακροπρόθεσμη ανάλυση κυματικών δεδομένων.
7. Προσδιορισμός πιθανότητας εμφάνισης ακραίου κύματος.
8. Υπολογισμός διαμήκους κυματογενούς ρεύματος.
9. Προσδιορισμός διαμήκους στερεομεταφοράς.
10. Κυματική Μελέτη.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία:

• Σημειώσεις Περιβαλλοντικής Ακτομηχανικής, 2012, Γ. Συλαίος.
• Εισαγωγή στη παράκτια τεχνική & λιμενικά έργα, 1996, Χ. Κουτίτας.
• Λιμενικά έργα – τόμος 1, 1988, Quinn A.