Περίγραμμα του μαθήματος "Φράγματα"

 

Σκοπός: Η εισαγωγή και κατανόηση του σχεδιασμού, κατασκευής και λειτουργίας φραγμάτων και ταμιευτήρων. Θέματα που θα διαπραγματευτούν στο πλαίσιο του μαθήματος είναι: Σκοπιμότητα και είδη φραγμάτων. Επιλογή θέσης φράγματος. Θεμελίωση και κατασκευή φραγμάτων. Προσδιοριστική και στοχαστική διαστασιολόγηση ταμιευτήρα. Υδραυλικά έργα φράγματος (εκχειλιστές, εκκενωτές, θυροφράγματα, κλπ) και διαστασιολόγηση τους. Ευστάθεια φράγματος (Ευστάθεια σε ολίσθηση και ανατροπή, Επίδραση σεισμού). Διήθηση, διασωλήνωση και αποστράγγιση. Εισαγωγή στο σχεδιασμό και διαχείριση υδροδυναμικών έργων. Τύποι και διαστασιολόγηση στροβίλων. Σχεδιασμός μικρών υδροηλεκτρικών έργων. Διαχείριση και λειτουργία φραγμάτων και ταμιευτήρων πολλαπλής σκοπιμότητας. Περιβαλλοντικές επιπτώσεις κατασκευής φράγματος.

Ενδεικτικό Πρόγραμμα Διδασκαλίας:

1η Εβδομάδα (4 ώρες διδασκαλίας)
Εισαγωγή. Είδη φραγμάτων και σκοπιμότητα φράγματος. Επιλογή θέσης φράγματος. Φράγματα Βαρύτητας: Κατασκευαστικά στοιχεία. Συνθήκες και έλεγχος ισορροπίας (Ευστάθεια σε ολίσθηση και ανατροπή, Επίδραση σεισμού). Φράγματα βαρύτητας με διάκενα.

2η Εβδομάδα (4 ώ.δ.)
Φράγματα Βαρύτητας: Κατασκευαστικά στοιχεία. Συνθήκες και έλεγχος ισορροπίας (Ευστάθεια σε ολίσθηση και ανατροπή, Επίδραση σεισμού). Φράγματα βαρύτητας με διάκενα.

3η Εβδομάδα (4 ώ.δ.)
Φράγματα Αντηριδωτά. Κατασκευαστικά στοιχεία. Ευστάθεια αντηριδωτού φράγματος. Φράγματα Θολωτά. Μορφές θολωτών φραγμάτων και μέθοδοι υπολογισμού. Έλεγχος ισορροπίας και ευστάθειας.

4η Εβδομάδα (4 ώ.δ.)
Χωμάτινα φράγματα. Τύποι και κατασκευταστικά στοιχεία. Έλεγχος ευστάθειας και ισορροπίας χωμάτινου φράγματος. Φράγματα λιθόρριπτα. Τύποι και κατασκευαστικά στοιχεία.

5η Εβδομάδα (4 ώ.δ.)
Θεμελίωση φράγματος και αποστράγγιση, Διήθηση κάτω από φράγμα και μέσα σε χωμάτινα φράγματα. Υπολογισμός διήθησης. Μέτρα περιορισμού της διήθησης και αποφυγής της διασωλήνωσης.

6η Εβδομάδα (4 ώ.δ.)
Χαρακτηριστικά στοιχεία ταμιευτήρων. Προσδιοριστική διαστασιολόγηση ταμιευτήρα. Εκτίμηση ωφέλιμου όγκου ταμιευτήρα. Μέθοδος Rippl. Μέθοδος Dincer. Μέθοδος Stall. Πιθανοθεωρητική μέθοδος διαστασιολόγησης ταμιευτήρα. Μέθοδος Moran. Εκτίμηση νεκρού όγκου ταμιευτήρα. Μέθοδος Gavrilolovic. Εκτίμηση πλημμυρικού όγκου ταμιευτήρα.

7η Εβδομάδα (4 ώ.δ.)
Χαρακτηριστικά στοιχεία ταμιευτήρων. Προσδιοριστική διαστασιολόγηση ταμιευτήρα. Εκτίμηση ωφέλιμου όγκου ταμιευτήρα. Μέθοδος Rippl. Μέθοδος Dincer. Μέθοδος Stall. Πιθανοθεωρητική μέθοδος διαστασιολόγησης ταμιευτήρα. Μέθοδος Moran. Εκτίμηση νεκρού όγκου ταμιευτήρα. Μέθοδος Gavrilovic. Εκτίμηση πλημμυρικού όγκου ταμιευτήρα.

8η Εβδομάδα (4 ώ.δ.)
Χαρακτηριστικά στοιχεία ταμιευτήρων. Προσδιοριστική διαστασιολόγηση ταμιευτήρα. Εκτίμηση ωφέλιμου όγκου ταμιευτήρα. Μέθοδος Rippl. Μέθοδος Dincer. Μέθοδος Stall. Πιθανοθεωρητική μέθοδοι διαστασιολόγησης ταμιευτήρα. Μέθοδος Moran. Εκτίμηση νεκρού όγκου ταμιευτήρα. Μέθοδος Gavrilovic. Εκτίμηση πλημμυρικού όγκου ταμιευτήρα.

9η Εβδομάδα (4 ώ.δ.)
Υδρολογικός σχεδιασμός κατασκευών ασφαλείας. Σχεδιασμός υπερχειλιστή φράγματος και εκτροπής ποταμού. Πλημμύρα σχεδιασμού υπερχειλιστή. Μέγιστη πιθανή υετόπτωση (Probable Maximum Precipitation, PMP). Μέγιστη πιθανή πλημμύρα (Probable Maximum Flood, PMF). Διαστασιολόγηση υπερχειλιστή. Πλημμύρα σχεδιασμού ποταμού εκτροπής. Κριτήρια και υπολογισμός. Αντιπλημμυρική προστασία κατά τη κατασκευή και λειτουργία του φράγματος. Διαστασιολόγηση φράγματος.

10η Εβδομάδα (4 ώ.δ.)
Υδρολογικός σχεδιασμός κατασκευών ασφαλείας. Σχεδιασμός υπερχειλιστή φράγματος και εκτροπής ποταμού. Πλημμύρα σχεδιασμού υπερχειλιστή. Μέγιστη πιθανή υετόπτωση (Probable Maximum Precipitation, PMP). Μέγιστη πιθανή πλημμύρα (Probable Maximum Flood, PMF). Διαστασιολόγηση υπερχειλιστή. Πλημμύρα σχεδιασμού ποταμού εκτροπής. Κριτήρια και υπολογισμός. Αντιπλημμυρική προστασία κατά τη κατασκευή και λειτουργία του φράγματος. Διαστασιολόγηση φράγματος.

11η Εβδομάδα (4 ώ.δ.)
Εισαγωγή στην παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας. Υδροστρόβιλοι. Τύποι υδροστροβίλων. Διαστασιολόγηση υδροστροβίλων. Υδροηλεκτρικά έργα. Μικρά υδροηλεκτρικά φράγματα.

12η Εβδομάδα (4 ώ.δ.)
Εισαγωγή στην παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας. Υδροστρόβιλοι. Τύποι υδροστροβίλων. Διαστασιολόγηση υδροστροβίλων. Υδροηλεκτρικά έργα. Μικρά υδροηλεκτρικά φράγματα.

13η Εβδομάδα (4 ώ.δ.)
Σχεδιασμός υδροηλεκτρικής παραγωγής. Εκτίμηση παραγωγής υδροηλεκτρικής ενέργειας και ισχύος. Προσδιοριστική και στοχαστική προσομοίωση λειτουργίας ταμιευτήρα. Ανάλυση διακινδύνευσης παραγωγής υδροηλεκτρικής ενέργειας.

14η Εβδομάδα (4 ώ.δ.)
Παρακολούθηση λειτουργίας φράγματος. Όργανα μέτρησης πίεσης πόρων, μετακινήσεων θερμοκρασίας. Περιβαλλοντικές επιπτώσεις κατασκευής φραγμάτων, έργα προστασίας και έργα διακίνησης ψαριών.


Κύρια διδακτικά βοηθήματα: Στους φοιτητές θα δοθεί το βιβλίο «Υδροδυναμικά Έργα – Φράγματα» των Χ. Τσόγκα και Ε. Τσόγκα καθώς και σημειώσεις του διδάσκοντα.

Επικουρικά διδακτικά βοηθήματα: α) .«Τεχνολογία Υδατικών Πόρων» της Μ. Α. Μιμίκου, β) «Υδατικοί Πόροι: 1. Τεχνική Υδρολογία» του Γ. Τσακίρη (Υπεύθυνος Έκδοσης), γ) «Τεχνική Υδρολογία Επιφανειακών Υδάτων» του Δ. Μ. Παπαμιχαήλ, δ) «Handbook of Hydrology» by D.R. Maidment (Editor), ε) «Water Resources Handbook» by L.W. Mays (Editor)

Αξιολόγηση φοιτητών: Η αξιολόγηση των φοιτητών θα γίνει με τρόπο που θα συναποφασιστεί από τον διδάσκοντα και από τους φοιτητές.