Τεχνική Υδρολογία

Περιληπτικός Οδηγός συγγραφής Μαθησιακών Αποτελεσμάτων: 
Α) Γνωστικά 
Το μάθημα θα παράσχει στους φοιτητές εργαλεία ανάλυσης των συστημάτων υδατικών πόρων και εγκαταστάσεων όπως φράγματα, κανάλια κλπ. Ορισμένα αναμενόμενα μαθησιακά αποτελέσματα παρουσιάζονται πιο αναλυτικά παρακάτω:

• Κατανόηση των αρχών του ισοζυγίου βροχόπτωσης και των εννοιών της διήθησης, της εξάτμισης, της εξατμισοδιανοής και της επιφανειακής απορροής.
• Κατανόηση των μεθόδων για τον υπολογισμό της ωφέλιμης βροχόπτωση: παραδοχές, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.
• Κατανόηση των διεργασιών οι οποίες επηρεάζουν την εξατμισοδιανοή και την εξάτμιση και των διαφορετικών τρόπων υπολογισμών τους.
• Κατανόηση των εννοιών του υδρογραφήματος και του μοναδιαίου υδρογραφήματος. Κατανόηση των παραδοχών οι οποίες συνδέονται με την εφαρμογή της μεθόδου του μοναδιαίου υδρογραφήματος.
• Κατανόηση των αρχών των μεθόδων για τον υπολογισμό της διόδευσης του πλημμυρικού κύματος.
• Κατανόηση της σύνδεσης λύσεων για αντιμετώπιση των πλημμυρικών φαινομένων με τη νομοθεσία.

Β) Δεξιότητες

• Ικανότητα διενέργειας μετρήσεων σε μία λεκάνη απορροής (π.χ. μέτρηση παροχής σε ποταμό, σχεδιασμό σταθμών μετρήσεων βροχόπτωσης ).
• Ικανότητας υπολογισμού υδρολογικών απωλειών βροχοπτώσεων.
• Ικανότητα υπολογισμού του ύψους εξάτμισης και εξατμισοδιαπνοής.
• Ικανότητα υπολογισμού υδρογραφημάτων.
• Ικανότητα συλλογής στοιχείων για την σύνταξη υδρολογικών μοντέλων.
• Ικανότητα υπολογισμού του όγκου επιφανειακής απορροής και της παροχής αιχμής για συγκεκριμένα επεισόδια βροχόπτωσης.
• Ικανότητα υπολογισμού του βάθους ροής για πλημμυρικά επεισόδια.
• Ικανότητα υπολογισμού υδραυλικών χαρακτηριστικών διόδευσης πλημμύρας.
• Ικανόητα ανάλυση των χαρακτηριστικών αποθήκευσης ταμιευτήρων.

Περιεχόμενο Μαθήματος:  
1. Περιγραφή και ανάλυση βασικών εννοιών. Εφαρµογές της Τεχνικής Υδρολογίας.
2. Μορφές των κατακρημνισμάτων και τα όργανα µέτρησης αυτών. Ο τρόπος λειτουργίας και ο σχεδιασµός εγκατάστασής τους
3. Η βασική επεξεργασία της σημειακής βροχοµετρικής πληροφορίας (οµοιογενοποίηση, συµπλήρωση ελλείψεων, υψοµετρική αναγωγή) και οι µέθοδοι εκτίµησης της επιφανειακής βροχόπτωσης σε επίπεδο υδρολογικής λεκάνης.
4. Ο υδρολογικός κύκλος και τα στοιχεία του, υδρολογικό ισοζύγιο. Οι υδρολογικές μεταβλητές και οι μονάδες μέτρησης.
5. Γεγονότα κατά τη διάρκεια βροχόπτωσης – Εξίσωση Horton. Υδρογράφημα καταιγίδας, Βασική ροή – Στείρευση της βασικής ροής.
6. Εξατμισοδιαπνοή – Εμπειρικές μέθοδοι. Υδροµετρία, συστηματική εκτέλεση μετρήσεων παροχής και ο τρόπος εκτίµησης της παροχής µε χρήση των καµπυλών στάθµης – παροχής. Διόρθωση Stout.
7. Διάβρωση εδαφών – τύποι διάβρωσης, παράγοντες που επηρεάζουν τη διάβρωση του εδάφους. Η Παγκόσμια εξίσωση απώλειας εδάφους (USLE). Ανοχή στην απώλεια εδάφους. Επιπτώσεις της διάβρωσης στην απόδοση των καλλιεργειών. Πρακτικές και κατασκευές ελέγχου της διάβρωσης. Έλεγχος της διάβρωσης στις θέσης δόμησης.
8. Διάβρωση κοίτης υδρορρεύματος – Μεταφορά ιζημάτων. Αρχόμενη κίνηση ιζημάτων. Στερεοπαροχή υδρολογικής λεκάνης – Ισοζύγιο ιζημάτων.
9. Επιλεγμένες ασκήσεις επί των εφαρμογών της Τεχνικής υδρολογίας με έμφαση στο υδρολογικό ισοζύγιο.
10. Μέθοδοι εκτίμησης της επιφανειακής απορροής (1/2).
11. Υδρογραφήματα. Θεωρία μοναδιαίου υδρογραφήματος. Η ορθολογική μέθοδος.
12. Η εξίσωση Gauckler-Manning-Strickler: εκτίμηση του βάθους ροής σε ποταμό. Εκτίμηση της παραγωγής ενέργειας από φράγμα.
13. Διόδευση πλημμύρας: η διόδευση πλημμυρικού κύματος στην περίπτωση παρουσίας φράγματος –η μέθοδος Puls. Παρουσίαση της μεθόδου Saint Venant.
Γίνονται επιπλέον δύο εργαστήρια:
Εργαστήριο 1 (2 ώρες X 6 ομάδες των 22 ατόμων) Επίδειξη εξοπλισμού μέτρησης των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων.
Εργαστήριο 2 (2 ώρες X 6 ομάδες των 22 ατόμων) Επίδειξη εξοπλισμού μέτρησης ποιοτικών και ποσοτικών παραμέτρων υπόγειων και επιφανειακών υδάτων.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία: 

• Μιμίκου, Μαρία Α., Μπαλτάς, Ευάγγελος Α., Τεχνική υδρολογία Εκδότης: ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ, 2006.
• Γ. Τσακίρης Υδατικοί Πόροι, Ι Τεχνική Υδρολογία, Εκδόσεις Συμμετρία.
• Shaw, E.M., Hydrology in Practice, Νan Nostrand Reinhold (UK) Co., 1990.
• Abwassertechnische Vereinigung, Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik, 1982.
• Ward, A.D., and S.W. Trimble, Environmental Hydrology, 2nd Edition, CRC Press LLC, 2004.