slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
ΑΚΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΛΙΜΕΝΙΚΑ ΕΡΓΑ PowerPoint Presentation
Download Presentation
ΑΚΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΛΙΜΕΝΙΚΑ ΕΡΓΑ

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 37

ΑΚΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΛΙΜΕΝΙΚΑ ΕΡΓΑ - PowerPoint PPT Presentation


  • 157 Views
  • Uploaded on

ΑΚΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΛΙΜΕΝΙΚΑ ΕΡΓΑ. ΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ ΕΑΡΙΝΟΥ ΕΞΑΜΗΝΟΥ 2009-2010 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Δρ. ΘΕΟΧΑΡΗΣ ΚΟΦΤΗΣ. ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ (ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΡΕΥΜΑΤΑ)- ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΕΙΣ ΣΤΑΘΜΗΣ. ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΡΕΥΜΑΤΑ ΓΕΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ ΠΑΛΙΡΡΟΙΑΚΑ ΡΕΥΜΑΤΑ

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'ΑΚΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΛΙΜΕΝΙΚΑ ΕΡΓΑ' - jalila


Download Now An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1
ΑΚΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΛΙΜΕΝΙΚΑ ΕΡΓΑ

ΠΑΡΑΔΟΣΕΙΣ ΕΑΡΙΝΟΥ ΕΞΑΜΗΝΟΥ 2009-2010

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ

ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Δρ. ΘΕΟΧΑΡΗΣ ΚΟΦΤΗΣ

slide2
ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ (ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΡΕΥΜΑΤΑ)-ΔΙΑΚΥΜΑΝΣΕΙΣ ΣΤΑΘΜΗΣ
  • ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΡΕΥΜΑΤΑ
    • ΓΕΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ
    • ΠΑΛΙΡΡΟΙΑΚΑ ΡΕΥΜΑΤΑ
    • ΑΝΕΜΟΓΕΝΗ ΡΕΥΜΑΤΑ
    • ΡΕΥΜΑΤΑ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ
    • ΚΥΜΑΤΟΓΕΝΗ ΡΕΥΜΑΤΑ
  • ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗ ΠΑΛΙΡΡΟΙΑ
  • ΧΡΟΝΟΣ ΑΝΑΝΕΩΣΗΣ ΝΕΡΩΝ ΛΕΚΑΝΗΣ
slide3

ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΡΕΥΜΑΤΑ

  • ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΩΝ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΡΕΥΜΑΤΩΝ:
  • 1. Υδροδυναμικές φορτίσεις έργων (σπάνια στην Μεσόγειο)
  • 2.Μεταφορά μαζών και διαλυμένων ρύπων, παράγοντας ανανέωσης και ρύθμισης της ποιότητας του θαλασσίου περιβάλλοντος
  • 3. Μεταφορά υλικού πυθμένα (ιζημάτων) και φερτών υλών, επίδραση στη
  • μορφολογία των ακτών
  • 4. Διαφοροποιήσεις της στάθμης της επιφάνειας σε σχέση με την Μέση Στάθμη Ηρεμίας (ΜΣΗ), σημαντικός παράγοντας για σωστο σχεδιασμο τόσο του απαραίτητου βάθους πλεύσης εντός λιμενολεκάνης, όσο και της στεψης των παρακτιων τεχνικών έργων.
slide4

ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΡΕΥΜΑΤΑ

  • ΔΗΜΙΟΥΡΓΑ ΑΙΤΙΑ ΤΩΝ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΡΕΥΜΑΤΩΝ:
  • Βαρυτικές διαφοροποιήσεις στις θαλάσσιες μάζες από την επίδραση κυρίως της Σελήνης, και δευτερευόντως του Ήλιου και των πλανητών. Περιοδική μετατόπιση μαζών και συνεπαγόμενα παλιρροιακά ρεύματα (κύρια περίοδος η 12ωρη).Επάλλαξη= ανώτατη πλήμμη - κατώτατη ρηχία
  •  ΠΑΛΙΡΡΟΙΑΚΑ ΡΕΥΜΑΤΑ
  • Άνεμος και ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια (μετεωρολογικές συνθήκες κατώτερης ατμόσφαιρας)
  •  ΑΝΕΜΟΓΕΝΗ ΡΕΥΜΑΤΑ
slide5

ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΡΕΥΜΑΤΑ

  • ΔΗΜΙΟΥΡΓΑ ΑΙΤΙΑ ΤΩΝ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΡΕΥΜΑΤΩΝ:
  • Χωρικές διαφοροποιήσεις (βαθμίδες) της πυκνότητας του νερού, στρωμάτωση πυκνότητας που μπορεί να συνεπάγεται υδροδυναμική ευστάθεια ή αστάθεια).
  •  ΡΕΥΜΑΤΑ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ
  • Κοντά στις ακτές, η διαμόρφωση των κυματισμών υπό την επίδραση των φυσικών διεργασιών της διάθλασης, περίθλασης και θραύσης.
  •  ΚΥΜΑΤΟΓΕΝΗ ΡΕΥΜΑΤΑ
slide6

ΓΕΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ

  • Άγνωστα μεγέθη
  • Συνιστώσες της ταχύτητας u(x,y,z,t), v(x,y,z,t), w(x,y,z,t),
  • Στάθμη ελεύθερης επιφάνειας ζ(x,y,t).
  • Πυκνότητα ρ(x,y,z,t)

Βασικά μεγέθη του μοντέλου κυκλοφορίας

slide7

ΓΕΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ

Για την πυκνότητα η πιο απλή γραμμική συσχέτιση με την θερμοκρασία και την αλατότητα

H αλατότητα (Salinity S) είναι η συνολική ποσότητα (σε γραμμάρια) ανοργάνων αλάτων που περιέχονται σε 1000 γραμμάρια θαλασσινού νερού

ρ= ρο(1-αΤ+βS), όπου:

ρο= πυκνότητα αναφοράς,

Τ= θερμοκρασία,

S= αλατότητα, (ποσοστό αλάτων στο νερό)

α, β : πυκνομετρικοί συντελεστές

slide8

ΓΕΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ

  • Γενικές εξισώσεις κυκλοφορίας

Για την περιγραφή των παραπάνω μεγεθών, στη γενική μορφή από μηχανική ρευστών, εξισώσεις Navier-Stokes για ασυμπίεστο ρευστό:

  • Εξίσωση διατήρησης της μάζας (εξίσωση συνέχειας)

τυρβώδεις τάσεις

Reynolds

  • Εξίσωση ισορροπίας των δυνάμεων (εξίσωση ορμής)

τάσεις λόγω μοριακού ιξώδους

slide9

ΓΕΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ

  • Απλοποιητικές παραδοχές σχετικές με τη φύση των ροών

α. Οι οριζόντιες διαστάσεις των παράκτιων λεκανών [L] είναι πρακτικά πολύ μεγαλύτερες από το βάθος [d], 0[L]>>0[d], επομένως θεωρείται αμελητέα η κατακόρυφη συνιστώσα της ορμής - περίπου οριζόντιες ροές (w=0)

Άρα από εξίσωση ορμής κατά z προκύπτει υδροστατική κατανομή της πίεσης

β. Η συμμετοχή του φυσικού πεδίου στην περιστροφή της γης εισάγει τη δύναμη Coriolis στις εξισώσεις ισορροπίας των δυνάμεων κατά τις οριζόντιες διευθύνσεις.

Οι οριζόντιες συνιστώσες της δύναμης είναι:

όπου:

Ω = γωνιακή ταχύτητα περιστροφής της γης,

φ = γεωγραφικό πλάτος του πεδίου

slide10

ΓΕΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ

γ. Οι ροές είναι γενικά τυρβώδεις με μεγάλους αριθμούς Reynolds. Εφαρμόζεται τεχνική «κλεισίματος της τύρβης» με την εισαγωγή τυρβώδους συντελεστή ιξώδους. Οι τάσεις λόγω μοριακού ιξώδους αμελητέες.

Οι τυρβώδεις τάσεις Reynolds, που προκύπτουν από τις εξισώσεις Navier-Stokes, εκφράζονται ως συνάρτηση του τυρβώδους συντελεστή ιξώδους και των κλίσεων των ταχυτήτων

Διάκριση των συντελεστών στο οριζόντιο Εhκαι κατακόρυφο επίπεδο Εv

α=0.001-0.01

L χαρακτηριστική οριζόντια διάσταση σε cm

Ri : αριθμός

Richardson

0[λ]=0.1

0[α], 0[β]=1

u*: κρίσιμη ταχύτητα τριβής

slide11

ΓΕΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ

δ. Ισχύς της παραδοχής Boussinesq, ότι σε περίπτωση μη ομογενούς ρευστού η χωρική διαφοροποίηση της πυκνότητας λαμβάνεται υπ’ όψη μόνο στον υπολογισμό της πίεσης

  • Εξισώσεις κυκλοφορίας
  • Εξίσωση διατήρησης της μάζας (εξίσωση συνέχειας)
  • Εξίσωση ισορροπίας των δυνάμεων κατά x (εξίσωση ορμής)
  • Εξίσωση ισορροπίας των δυνάμεων κατά y (εξίσωση ορμής)
slide12

ΓΕΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ

H πίεση, λόγω υδροστατικής κατανομής δίνεται από το ολοκλήρωμα

Οι οριζόντιες βαθμίδες της πίεσης γράφονται, π.χ στην διεύθυνση x

βαροτροπικός όρος: επίδραση της κλίσης της ελεύθερης επιφάνειας

βαροκλινικός όρος: επίδραση της ανομοιογένειας του ρευστού

(κατανομή ρ με το βάθος)

slide13

ΓΕΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ

  • Οριακές συνθήκες
  • Ελεύθερη επιφάνεια: Επίδραση διατμητικών τάσεων λόγω ανέμου

όπου Wx, Wyοι συνισταμένες της ταχύτητας του ανέμου και Csσυντελεστής τριβής

Cs= (1-3) 10-6

  • Πυθμένας: Επίδραση διατμητικών τάσεων πυθμένα

Cbσυντελεστής τριβής Cb= 0.001-0.01

  • Όριο ακτών : Un =0 (μηδενισμός εγκάρσιας συνιστώσας)
slide14

ΓΕΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ

  • Μορφή εξισώσεων για ολοκληρωμένη στο βάθος ροή

Για την αναγωγή του τρισδιάστατου μοντέλου σε διδιάστατο γραμμένο ως προς τα μέσα κατά το βάθος μεγέθη U,V. Η εξίσωση συνεχείας ολοκληρώνεται προς το βάθος και με εφαρμογή του ορισμού των μέσων κατά το βάθος ταχυτήτων

  • Εξίσωση διατήρησης της μάζας (εξίσωση συνέχειας)
slide15

ΓΕΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ

  • Μορφή εξισώσεων για ολοκληρωμένη στο βάθος ροή
  • Εξίσωση διατήρησης της μάζας (εξίσωση συνέχειας)
  • Εξίσωση ισορροπίας των δυνάμεων κατά x (εξίσωση ορμής)
  • Εξίσωση ισορροπίας των δυνάμεων κατά y (εξίσωση ορμής)
slide16

ΓΕΝΙΚΗ ΜΟΡΦΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ

Παραδειγμα εφαρμογης μοντελου κυκλοφορίαςστον Θερμαϊκο Κόλπο (POM-Princeton Ocean Model)

slide17

ΠΑΛΙΡΡΟΙΑΚΑ ΡΕΥΜΑΤΑ

Οφείλονται στην επίδραση των ουρανίων σωμάτων στην βαρυτική έλξη των θαλασσίων μαζών. Ειδικά για την επίδραση της σελήνης

Η επίδραση της σελήνης στην δημιουργία παλίρροιας

slide18

ΠΑΛΙΡΡΟΙΑΚΑ ΡΕΥΜΑΤΑ

Στην ανοιχτή θάλασσα η επίδραση αυτή έχει τη μορφή ανόδου και καθόδου της στάθμης επιφανείας που για να ικανοποιηθεί χρειάζεται τη συμβολή μαζών από τις παράκτιες περιοχές. Εκεί η παλίρροια έχει τη μορφή μεταβολών στάθμης στο όριο ανοιχτής θάλασσας

Σε παράκτια λεκάνη η παλιρροιακή διέγερση περιγράφεται με τη μορφή οριακής συνθήκης στο όριο “ανοιχτής θάλασσας” δηλαδή τη νοητή γραμμή που συνδέει την παράκτια λεκάνη από την ανοιχτή θάλασσα. Εκεί συνυπάρχει (επαλληλία) η προσπίπτουσα διέγερση από την ανοιχτή θάλασσα ζi καθώς και η ανακλώμενη από το εσωτερικό του πεδίου ζr

Εφαρμογή οριακής συνθήκης «ακτινοβολίας» για την ανακλώμενη διέγερση

οπού n η κάθετη στο όριο διεύθυνση

slide19

ΑΝΕΜΟΓΕΝΗ ΡΕΥΜΑΤΑ

Προκαλούνται από την επίδραση του ανέμου στην επιφάνεια της θάλασσας με τη μορφή ισχυρών δυνάμεων τριβής που συμπαρασύρουν τμήμα της στήλης του νερού λόγω των εσωτερικών τριβών (ιξώδες) σε κίνηση υπό γωνία ως προς την κατεύθυνση του ανέμου (λόγω της δύναμης Coriolis) δεξιόστροφα με τιμή <450 για το Β ημισφαίριο με τιμές ταχύτητας μειούμενες κατά το βάθος.

Η “σπείρα” που διαγράφεται από το άκρο του διανύσματος της ταχύτητας είναι γνωστή ως Ekman spiral και εκτείνεται σε βάθος περί τα 100m, με επιφανειακή τιμή της τάξης του 2-3% της ταχύτητας το ανέμου.

Η κατανομή του ανεμογενούς ρεύματος στην ανοιχτή θάλασσα

slide20

ΑΝΕΜΟΓΕΝΗ ΡΕΥΜΑΤΑ

Δευτερογενώς λόγω της ανάσχεσης της ροής στα όρια ακτών, της συσσώρευσης μαζών νερού κοντά τους και την ανύψωση της στάθμης της επιφάνειας αναπτύσσονται και ρεύματα “επιστροφής” που συνθέτουν μια πολύπλοκη κατά το βάθος κατανομή.

Δζ: ανύψωση στάθμης ελεύθερης επιφάνειας

ρεύμα επιστροφής

Διαμόρφωση του ανεμογενούς ρεύματος σε περιορισμένο πεδίο

slide21

ΑΝΕΜΟΓΕΝΗ ΡΕΥΜΑΤΑ

Ακριβέστερη είναι η εφαρμογή του τρισδιάστατου μοντέλου.

Στην απλή περίπτωση επιμήκους κλειστής λεκάνης μήκους L, σταθερού βάθους d κάτω από τη δράση ανέμου ταχύτητας W και την παραδοχή παραβολικής κατανομής της ταχύτητας στο βάθος η αναλυτική λύση για την κατανομή της ταχύτητας και την ανύψωση της επιφάνειας στο άκρο της λεκάνης περιγράφονται από τις σχέσεις:

Οριακή συνθήκη επιφάνειας

Παραβολική κατανομή της ταχύτητας

Ανύψωση στάθμης ελεύθερης επιφάνειας

slide22

ΑΝΕΜΟΓΕΝΗ ΡΕΥΜΑΤΑ

Η επιφανειακή τιμή umax είναι της τάξης του 2-3% της ταχύτητας το ανέμου.

h/3

2h/3

Συντελεστής τυρβώδους ιξώδους

slide23

ΡΕΥΜΑΤΑ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ-ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΙ ΚΥΜΑΤΙΣΜΟΙ

Διαφορά πυκνότητας στη στήλη του θαλασσίου νερού, με αποτέλεσμα τη στρωμάτωση του νερού με το πυκνότερο νερό βαθύτερα από το αραιότερο.

Θερμική στρωμάτωση:

Λόγω θέρμανσης της επιφανείας και τμήματος της στήλης του νερού, σε βάθη 20-50m κατά τη θερινή περίοδο

Αλατική στρωμάτωση:

Στις εκβολές των ποταμών, όπου τα αλμυρά θαλασσινά νερά διαστρώνονται βαθύτερα από τα γλυκά νερά των ποταμών

Βασικά μεγέθη του μοντέλου 2 στρώσεων

Άνω στρώση

Κάτω στρώση

slide24

ΡΕΥΜΑΤΑ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ-ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΙ ΚΥΜΑΤΙΣΜΟΙ

Δz

Δρ

  • Όταν το νερό δεν έχει την ίδια πυκνότητα με την αύξηση του βάθους αναφερόμαστε στο φαινόμενο στρωμάτωσης της υδάτινης στήλης
  • Αντίθετα όταν το νερό έχει σταθερή πυκνότητα με την αύξηση του βάθους αναφερόμαστε στο φαινόμενο ομογενοποίησης της υδάτινης στήλης
  • Ζώνη του πυκνοκλινούς

Κατανομή πυκνότητας με το βάθος

slide25

ΡΕΥΜΑΤΑ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ-ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΙ ΚΥΜΑΤΙΣΜΟΙ

Γενεσιουργό αίτιο της κίνησης των δυο στρώσεων είναι οι βαθμίδες της επιφάνειας (μακροί επιφανειακοί κυματισμοί) και της διεπιφάνειας (εσωτερικοί κυματισμοί) και οι διατμητικές τάσεις στην επιφάνεια και τη διεπιφάνεια.

Ευσταθής όταν το νερό της κάτω στρώσης (“u”) πυκνότερο από το νερό της άνω (“ο”). Αλλιώς εμφανίζεται αστάθεια και βίαια κατακόρυφη ανάμιξη έως την ομογενοποίηση.

Ανάβλυση των νερών της κάτω στρώσης στην επιφάνεια (upwelling) κάτω από τη δράση ισχυρών ανέμων.

slide26

ΡΕΥΜΑΤΑ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ-ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΙ ΚΥΜΑΤΙΣΜΟΙ

Η εφαρμογή του μοντέλου δυο στρώσεων για την περιγραφή του μονοδιάστατου ρεύματος πυκνότητας που προκαλείται από την πλευρική παράθεση δυο μαζών νερού με διαφορά πυκνότητας Δρ (π.χ. αλμυρό/ γλυκό νερό) οδηγεί σε ένταση ρεύματος

k ~ 0.5

Ανταλλαγή μαζών μεταξύ δύο λεκανών με διαφορετική πυκνότητα

slide27

ΚΥΜΑΤΟΓΕΝΗ ΡΕΥΜΑΤΑ

Η συμβολή των κυματισμών στην διαμόρφωση της μέσης- κατάτηνπερίοδοτουκύματος- ορμής του νερού (ρεύματος) είναι γενικά μηδενικές στην περίπτωσηαπλών κυματισμών (αστρόβιλης κίνησης του νερού).

Σε περιοχές με στροβιλότητα(θραύση κυματισμών, επίδραση ορίων έργων) η συμβολή αυτή έχει μη μηδενικήτιμή και περιγράφεται από τις “τάσεις ακτινοβολίας” (radiation stresses).

Εμφανίζεται στο ολοκληρωμένο κατά το βάθος μοντέλο κυκλοφορίας για ναπεριγράψει τις μέσες κατά την περίοδο του κύματος ταχύτητες της κυματογενούςκυκλοφορίας (πχ του παράκτιου ρεύματος στη ζώνη θραύσεως των κυματισμών).Οι όροι των τάσεων ακτινοβολίας είναι γενικά:

slide28

ΚΥΜΑΤΟΓΕΝΗ ΡΕΥΜΑΤΑ

Οι εξισώσεις ισορροπίας του γενικού μοντέλου κυκλοφορίας συμπληρώνονται από τους όρους που περιέχουν τις βαθμίδες των τασεων “ακτινοβολίας”:

  • Εξίσωση ισορροπίας των δυνάμεων κατά x (εξίσωση ορμής)
  • Εξίσωση ισορροπίας των δυνάμεων κατά y (εξίσωση ορμής)
slide29

ΚΥΜΑΤΟΓΕΝΗ ΡΕΥΜΑΤΑ

Κυματογενής κυκλοφορία σε παράκτια λεκάνη

slide30

ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗ ΠΑΛΙΡΡΟΙΑ

Φαινόμενο επίδρασης του ανέμου και των βαροβαθμίδων στις μάζες παράκτιων λεκανών. Σε περιπτώσεις περιορισμένων πλευρικά λεκανών με μικρό βάθος, αποτέλεσμα της παρατεταμένης αυτής επίδρασης είναι η συσσώρευση μαζών στις ακτές και η υπερύψωση της ΜΣΗ του νερού.

Ουσιαστικά ισχύει η περιγραφή του μοντέλου ανεμογενούς κυκλοφορίας με τη συμπλήρωση των όρων των βαθμίδων πίεσης από τις αντίστοιχες βαθμίδες ατμοσφαιρικής πίεσης.

Αντιστοιχία ατμοσφαιρικής πιέσεως και ισοδύναμου στήλης νερού

1mb = 1cm στήλης νερού

slide31

ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗ ΠΑΛΙΡΡΟΙΑ

Στην περίπτωση περίπου ευθύγραμμης ακτής, σε έκταση μήκους L κάθετα στηνακτή με μέσο βάθος h, η δράση ανέμου με συνιστώσες Wx,Wy (οι άξονες Ox, Oyπρέπει να σχηματίζουν δεξιόστροφο σύστημα και ο Ox είναι κάθετος στην ακτή)συνεπάγεται παράκτια κυκλοφορία και μεταβολή της στάθμης στην ακτή(μετεωρολογική παλίρροια).

Ειδικές παροχές

Μόνιμη ροή

Συμβολισμοί για την περιγραφή της μετεωρολογικής παλίρροιας

slide32

ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗ ΠΑΛΙΡΡΟΙΑ

Ειδικές παροχές

Μόνιμη ροή

Συμβολισμοί για την περιγραφή της μετεωρολογικής παλίρροιας

slide33

ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗ ΠΑΛΙΡΡΟΙΑ

Με δεδομένα τα στοιχεία του ανέμου Wx, Wy το μέσο βάθος h, την έκταση του πεδίου L και την τυχόν ύπαρξη ατμοσφαιρικών βαθμίδων ∂ζatm/∂x επιλύεται η δεύτερη ως προς qy και σε συνέχεια υπολογίζεται η βαθμίδα ∂ζ/∂x = Δζ/L, για την εκτίμηση της μεταβολής στάθμης Δζ στην ακτή.

slide34

ΧΡΟΝΟΣ ΑΝΑΝΕΩΣΗΣ ΤΩΝ ΝΕΡΩΝ ΛΕΚΑΝΗΣ

Σημαντικό μέγεθος για τον έλεγχο της ποιότητας των νερώνπαρακτίων φυσικών και τεχνητών λεκανών. Ορίζεται ως ο χρόνος γιατην ανταλλαγή μέσω του ανοίγματος προς την ανοιχτή θάλασσαμάζας νερού ίσης προς την μάζα της λεκάνης.

Η ανταλλαγήοφείλεται στα ρεύματα διαφορετικών προελεύσεων και στηνπαλιρροιακή διακύμανση της στάθμης στη λεκάνη. Είναι γενικάστοχαστικό μέγεθος με ποικίλες τιμές κατά τη διάρκεια του έτους. Ηανάλυση μπορεί να οδηγήσει είτε σε χρονοσειρά τιμών του χρόνουανανέωσης, είτε σε αναγνώριση βασικών στατιστικών μεγεθών όπωςτων μέσων και των ακραίων τιμών.

Παλιρροιακό πρίσμαΩ. Ο όγκος της λεκάνης που ανταλλάσσεται σεμία παλιρροιακή περίοδο(12 hrs). Ω=Sh , S=επιφάνεια λεκάνης, h=εύρος παλίρροιας

Σύνθεση πολλών συνιστωσών ανανέωσης (π.χ. λόγω παλίρροιας, λόγω ανέμου, λόγω θερμικών ροών κλπ) και των αντιστοίχων χρόνων ανανέωσης Τ1,Τ2,...ΤΝ

slide35

ΑΣΚΗΣΗ 6.1

Παράκτια λεκάνη εμβαδού Ε=100 στρ., μέσου βάθους d = 5m και ανοίγματος εισόδου Β = 20m, δέχεται τη δράση παλίρροιας περιόδου Τ = 43000sec και πλάτους α=0.15m, και ανέμου εγκάρσιου στην είσοδο ταχύτητας U10= 5.5m/sec (επιφανειακή ταχύτητα ρεύματος 0.02·U10).

Να υπολογιστεί ο χρόνος ανανέωσης της λεκάνης από τη συνδυασμένη δράση των ανωτέρω φυσικών αιτίων.

slide36

ΑΣΚΗΣΗ 6.2

  • Σε επιμήκη περιοχή εκβολών ποταμού μήκους l=10000m και βάθους d=3m, δρα άνεμος κατά μήκος της περιοχής με ταχύτητα U10=12m/sec. Ο συντελεστή τριβής επιφανείας είναι k=0.000003 και η επιφανειακή ταχύτητα του ανεμογενούς ρεύματος 0.025·U10.
  • Να υπολογιστούν:
  • η ταχύτητα τριβής στην επιφάνεια,
  • η τιμή του κατακόρυφου συντελεστή τυρβώδους ιξώδους,
  • η ειδική παροχή νερού κατά μήκος της περιοχής και
  • η διαφορά στάθμης που προκαλείται από τη δράση του ανέμου.
slide37

ΑΣΚΗΣΗ 6.3

  • Σε παράκτια περιοχή με ευθύγραμμη ακτή Νότιου προσανατολισμού, μέσου βάθουςd = 25m, σε απόσταση 45000m από την ακτή δρα ΝΑ άνεμος ταχύτητας W = 18m/sec.Ο συντελεστής τριβής επιφανείας είναι Cs=0.0000025, ο συντελεστής τριβής πυθμέναCb=0.005 και το γεωγραφικό πλάτος της περιοχής φ = 41°.
  • Να υπολογιστούν
  • η ένταση του παράκτιου ρεύματος και
  • η υπερύψωση της στάθμης στηνακτή λόγω της μετεωρολογικής παλίρροιας.