ΔΘΝΙΚΟ ΜΔΣΟΒΙΟ ΠΟΛΤΣΔΥΝΔΙΟ

Transcript

1 ΔΘΝΙΚΟ ΜΔΣΟΒΙΟ ΠΟΛΤΣΔΥΝΔΙΟ ΔΙΕΠΙΣΗΜΟΝΙΚΟ ΔΙΑΣΜΗΜΑΣΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΣΑΠΣΤΥΙΑΚΩΝ ΠΟΤΔΩΝ «ΕΠΙΣΗΜΗ & ΣΕΥΝΟΛΟΓΙΑ ΤΔΑΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ» ΤΓΡΟΜΑΣΔΤΗ ΤΠΟΘΑΛΑΙΑ ΑΝΑΒΛΤΗ ΣΗ ΣΟΤΠΑ ΜΔΗΝΙΑ Βασιλική Κοτσιώνη «ΔΠΙΣΗΜΗ & ΣΔΥΝΟΛΟΓΙΑ ΤΓΑΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ» Δπιβλέπων: Κ. Μέμος, Καθηγητής Αθήνα, Οκτώβριος 010

2 1 ΠΔΡΗΔΥΟΜΔΝΑ ΠΔΡΗΔΥΟΜΔΝΑ... 1 ΔΤΥΑΡΗΣΗΔ... ΠΔΡΗΛΖΦΖ... 3 AΒSTRACT... 5 ΔΗΑΓΧΓΖ ΚΑΡΣΗΚΟΗ ΣΑΜΗΔΤΣΖΡΔ ΚΑΗ ΤΠΟΘΑΛΑΗΔ ΠΖΓΔ Σν θάξζη Καξζηηθνί ηακηεπηήξεο Τπνζαιάζζηεο αλαβιχζεηο Τπνζαιάζζηα Καξζηηθή Πεγή ηνχπαο Μεζζελίαο (Αλάβαινο Νενρσξίνπ) Έξεπλα ησλ ππνζαιάζζησλ αλαβιχζεσλ ηεο ηνχπαο απφ ην Διιεληθφ Κέληξν Θαιαζζίσλ Δξεπλψλ (ΔΛΚΔΘΔ) ΑΠΟΣΗΜΖΖ ΤΝΘΖΚΧΝ ΣΖΝ ΤΠΟ ΜΔΛΔΣΖ ΠΔΡΗΟΥΖ....1 Αμηνιφγεζε βαζπκεηξίαο θαη γεσηερληθήο απνηχπσζεο Βαζπκεηξία Γεσηερληθά ζηνηρεία Αλεκνινγηθά ζηνηρεία ηνηρεία ξεπκάησλ ΠΡΟΓΝΧΖ ΚΤΜΑΣΗΜΧΝ ΣΑ ΒΑΘΔΗΑ ΝΔΡΑ Μεζνδνινγία πξφγλσζεο θπκαηηζκνχ ζχκθσλα κε ην CΔΜ Αμηνιφγεζε απνηειεζκάησλ πξφγλσζεο θπκαηηζκνχ ζχκθσλα κε ην CΔΜ Πξφγλσζε θπκαηηζκνχ κε ην ζχζηεκα ΠΟΔΗΓΧΝ χγθξηζε απνηειεζκάησλ ησλ δχν πξνγλψζεσλ θπκαηηζκνχ θαη επηινγή θχκαηνο πξνζνκνίσζεο γηα ην πξφγξακκα ΜΗΚΔ ΚΤΜΑΣΗΚΖ ΠΡΟΟΜΟΗΧΖ ΣΖΝ ΠΑΡΑΚΣΗΑ ΕΧΝΖ ΜΔ ΣΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΗΚΔ Κπκαηηθφ κνληέιν Nearshore Spectral Wave Model Τδξνδπλακηθφ κνληέιν - MIKE 1 Flow Model / Hydrodynamic Module ΔΚΣΗΜΖΖ ΣΔΡΔΟΠΑΡΟΥΖ Κίλεζε ηδήκαηνο ζηελ πεξηνρή ηεο αλάβιπζεο ηεξενπαξνρή θαηά κήθνο ηεο αθηήο ΑΠΟΛΖΦΖ ΝΔΡΟΤ ΑΠΟ ΣΖΝ ΤΠΟΘΑΛΑΗΑ ΠΖΓΖ Θεσξεηηθή πξνζέγγηζε αλάβιπζεο Γηάηαμεηο απφιεςεο λεξνχ Πεξηγξαθή ηεο δηάηαμεο Γεληθή ζεσξεηηθή αλάιπζε ηεο δξάζεο ησλ ζαιάζζησλ θπκάησλ κε ππνζαιάζζην ξεχκα πάλσ ζηελ εγθαηάζηαζε απφιεςεο ηνπ λεξνχ ηεο αλάβιπζεο Τπνινγηζκφο ησλ θνξηίσλ πνπ αλαπηχζζνληαη πάλσ ζηελ θαηαζθεπή απφιεςεο ΤΜΠΔΡΑΜΑΣΑ ΒΗΒΛΗΟΓΡΑΦΗΑ ΠΑΡΑΡΣΖΜΑ

3 ΔΤΥΑΡΗΣΗΔ Καηαξράο ζα ήζεια λα επραξηζηήζσ ζεξκά ηνλ θαζεγεηή θαη επηβιέπνληα ηεο κεηαπηπρηαθήο απηήο εξγαζίαο θ. Κσλζηαληίλν Μέκν γηα ηηο γλψζεηο πνπ κνπ πξνζέθεξε, ηελ πνιχηηκε θαζνδήγεζή ηνπ θαη ηελ ζπλερή παξνπζία θαη πξνζπκία ηνπ ζε φηη ρξεηάζηεθα ηφζν θαηά ηελ εθπφλεζε ηεο εξγαζίαο κνπ, αιιά θαη θαζ φιε ηε δηάξθεηα ηεο θνίηεζήο κνπ ζην κεηαπηπρηαθφ πξφγξακκα Δπηζηήκε θαη ηερλνινγία πδαηηθψλ πφξσλ. Αθφκα, ζα ήζεια λα επραξηζηήζσ ηνλ ζπκθνηηεηή θαη θίιν Μηράιε Υνλδξφ, κε ηελ νπζηαζηηθή ζπκβνιή θαη βνήζεηα ηνπ νπνίνπ θαηάθεξα λα πεξαηψζσ ηελ εξγαζία απηή. Θα ήζεια επίζεο λα επραξηζηήζσ ηνλ επίθνπξν θαζεγεηή θ. Παλαγηψηε Παπαληθνιάνπ θαη ηνλ δηδάθηνξα Ζιία Παπαθσλζηαληή γηα ηελ άςνγε ζπλεξγαζία καο θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ εξεπλεηηθνχ πξνγξάκκαηνο ηνπ ΔΜΠ Οινθιεξσκέλε ζαιάζζηα θαη ρεξζαία κειέηε γηα ηε δηεξεχλεζε ηεο πνζφηεηαο, πνηφηεηαο θαη πδξνκάζηεπζεο ησλ ππνζαιάζζησλ αλαβιχζεσλ ηεο πεξηνρήο ηνχπαο Μεζζελίαο.

4 3 ΠΔΡΗΛΖΦΖ ηελ παξνχζα δηπισκαηηθή εξγαζία κειεηάηαη ε ππνζαιάζζηα αλάβιπζε ζηε ηνχπα Μεζζελίαο. Ζ πξψηε επίζεκε επηζηεκνληθή παξαηήξεζε ηεο αλάβιπζεο έγηλε ην 1975, αιιά δελ είρε γίλεη θακία πξνζπάζεηα πεξαηηέξσ δηεξεχλεζήο ηεο, έσο ην 009, πνπ μεθίλεζε κεηξήζεηο ησλ θπζηθψλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηεο πεγήο ην Διιεληθφ Κέληξν Θαιαζζίσλ Δξεπλψλ (ΔΛΚΔΘΔ). Οη έσο ζήκεξα κεηξήζεηο δείρλνπλ φηη αλαβιχδεη γιπθφ λεξφ ζε ζεκαληηθέο πνζφηεηεο θαη γηα ην κεγαιχηεξν δηάζηεκα ηνπ πδξνινγηθνχ έηνπο. θνπφο ηεο εξγαζίαο είλαη ε δηεξεχλεζε ησλ πδξνδπλακηθψλ ζπλζεθψλ ζηε ζέζε ηεο αλάβιπζεο θαη ε πξφηαζε κηαο δηάηαμεο απφιεςεο ηνπ λεξνχ, αλ ηειηθά εμαθξηβσζεί φηη είλαη θαηάιιειν πξνο εθκεηάιιεπζε. ηελ εξγαζία απηή γίλεηαη κηα εηζαγσγή ζηνπο θαξζηηθνχο ηακηεπηήξεο θαη ζηηο ππνζαιάζζηεο αλαβιχζεηο πνπ ζρεκαηίδνληαη ζπρλά ζε απηνχο. ηελ ζπλέρεηα παξνπζηάδεηαη ε πεξηνρή κειέηεο. Γίλεηαη ιεπηνκεξήο πεξηγξαθή ηεο κνξθνινγίαο ηνπ ππζκέλα, ηεο επξχηεξεο πεξηνρήο θαη ηεο πεξηνρήο ηεο αλάβιπζεο θαη γίλεηαη αλάιπζε ηεο θνθθνκεηξίαο ησλ δεηγκάησλ ηδήκαηνο πνπ έρνπλ ζπιιερζεί. Παξαηίζεληαη ηα αλεκνινγηθά ζηνηρεία, κε βάζε ηα νπνία γίλεηαη ζηε ζπλέρεηα ε πξφγλσζε ηνπ θπκαηηζκνχ, ζχκθσλα κε ηε κεζνδνινγία πνπ πξνηείλεηαη απφ ην Coastal Engineering Manual. Σα απνηειέζκαηα ηεο πξφγλσζεο απηήο ζπγθξίλνληαη κε ηα απνηειέζκαηα ηεο πξφγλσζεο απφ ην θπκαηηθφ κνληέιν πξνζνκνίσζεο WAM, ην νπνίν έρεη σο δεδνκέλα εηζφδνπ ηηο κεηξήζεηο πνπ δηελεξγεί ην ΔΛΚΔΘΔ κε έλα πισηφ δίθηπν κεηξεηηθψλ ζηαζκψλ. Καηφπηλ ηεο ζχγθξηζεο απηήο, επηιέγνληαη νη θπκαηηζκνί πνπ εηζάγνληαη ζηε ζπλέρεηα ζηα αξηζκεηηθά κνληέια πξνζνκνίσζεο ηεο θπκαηηθήο δηάδνζεο θαη θπθινθνξίαο ζηελ παξάθηηα δψλε. Σα κνληέια απηά απνηεινχλ κέξνο ηνπ ινγηζκηθνχ παθέηνπ ΜΗΚΔ1 ηνπ Danish Hydraulic Institute (DHI). Με ηελ πξνζνκνίσζε απηή γλσξίδνπκε ηα ζηνηρεία ησλ θπκαηηζκψλ ζηελ αθξηβή ζέζε ηεο αλάβιπζεο αιιά θαη ζε θάζε ζέζε ηεο επξχηεξεο πεξηνρήο κειέηεο. Με ηα ζηνηρεία ησλ θπκαηηζκψλ θαη ηνπ ηδήκαηνο, θάλνπκε κηα εθηίκεζε ηεο δπλεηηθήο ζηεξενκεηαθνξάο ζηελ παξάθηηα δψλε. ηε ζπλέρεηα, πξνηείλεηαη κηα χθαιε δηάηαμε απφιεςεο ηνπ λεξνχ ηεο αλάβιπζεο θαη κειεηψληαη ηα θνξηία πνπ αζθνχληαη ζε απηή απφ ηνπο θπκαηηζκνχο θαη ην παξάθηην ξεχκα, θαζψο θαη ε ζηήξημή ηεο επί ηνπ ππζκέλα. Σα γεληθά ζπκπεξάζκαηα πνπ εμήρζεζαλ απφ ηε ζπγθεθξηκέλε εξγαζία είλαη φηη, παξφηη ζηελ πεξηνρή αλαπηχζζνληαη ηζρπξνί θπκαηηζκνί, ε θαηαζθεπή κηαο χθαιεο δηάηαμεο απφιεςεο ηνπ λεξνχ είλαη εθηθηή. Ζ πξνηεηλφκελε δηάηαμε βαζίδεηαη ζηηο

5 4 δηαζέζηκεο κεηξήζεηο ησλ θπζηθψλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηεο πεγήο, νη νπνίεο φκσο δελ απνθιείνπλ ην ελδερφκελν ε αλάβιπζε λα πθαικπξίδεηαη θαηά ηνπο θαινθαηξηλνχο κήλεο πνπ κεηψλεηαη ε παξνρή.

6 5 AΒSTRACT Introduction The subject of the present study is to examine the potential exploitation of a submarine spring in order to gain potable water. This submarine spring is situated some metres offshore the coast of Stoupa, in the area of Messinia and discharges at depth of 9 m. Since 009, the Hellenic Centre for Marine Research (HCMR) has conducted measurements of the characteristics of the spring (salinity, discharge, temperature). The results of these measurements indicate that the spring discharges fresh water (-3 psu) for most of the year, while the flow quantity is quite notable. This paper investigates the hydrodynamic conditions that dominate in the coastal area of the spring, the sediment transport that may affect the spring and considers the possibility of a permanent structure above the spring that pumps the freshwater into the inland. Karst Aquifers and Submarine Springs. Coastal karst aquifers have an important role as water resources and sometimes they are the only ones available to the people living on the coast. In karst aquifers conduit flow is dominant and very often they have hydraulic links to the sea, resulting in submarine springs. Area of research The HCMR has conducted charting of the seabed of an area 1000m x 800m around the submarine spring. The seabed is generally characterized by mild slopes except the area of the spring, where the seabed is about 10m lower in comparison with the surrounding seabed. The dimensions of this depression are about 45m x m. The seabed and the position of the spring are depicted in Figure 1. The red line denotes the coastline. A big rock exists above the spring, that blocks the view of the crack on the seabed, where the water comes out, and also causes diffusion of the outcoming water jet, influencing the results of the measurements.

7 6 Spring Figure 1: Seabed of the area of study The HCMR has also conducted sampling of the sediment of the area of interest. Analysis of the sediment samples shows that the sediment is quite fine-grained. Forecast and mathematical models Wind data (mean annual and mean monthly) have been collected from the neighbouring meteorological stations, Kalamata and Methoni, so as to forecast the wind-induced waves. The directions range of the incoming waves lies between NW to S. Forecast of wave-climate in deep water is carried out, according to the procedure proposed by Coastal Engineering Manual (CEM 008). The results are shown in the following table. Table 1: Incoming wave characteristics ΚALAMATA ΜΔTHONI Ηmo (m) Tp (s) Ηmo (m) Tp (s) NW W SW S

8 7 The lack of the specific forecast process is the dependence on wind data of mean frequencies, and doesn t take into account data of storms that can affect possible constructions in the sea. This lack is balanced by the POSEIDON system of HCMR, that monitors the sea state for the past 10 years, with a network of oceanographic measurement stations. The data from POSEIDON system are imported in WAM (WAve prediction Model), which covers the Aegean Sea with a 0.05 ν 0.05 ν grid and simulates the wave propagation from deep to shallow waters. The closest points of the grid to the study area are shown in Figure. Figure : The closest points of the grid of WAM to the area of study The results of the above forecast procedures were compared and the offshore wave characteristics in the area of study, were chosen. Afterwards, these waves were used as an input to the Nearshore Spectral Wind-Wave Module (NSW) and to the Hydrodynamic Module (HD) of the computational program MIKE 1 DHI. NSW simulates the propagation, growth and decay of waves in near shore areas and HD simulates water level variations and flows in response to a variety of forcing functions.

9 8 The wave characteristics (Table ) and the -D hydrodynamic field above the spring, as well as in the whole area of study, were calculated by the above simulations. Table : Wave height above the spring Change of the wave height, approaching DIRECTION the coastal zone S SW W NW Incoming wave height Ζs (m) Wave height above the spring (m) Additionally, an estimation of the sediment transport in the area of study was conducted, based on the grain-size and the flow conditions. It seems that the finest fraction of the sediment will be transported in the NW direction, under the action of SW waves, which are the biggest ones. In order to mitigate this physical process and protect the spring, a sediment trap like a dike, is proposed to be constructed around it. Thereafter, a capture device of the water of the spring was suggested and studied. This capture device requires that the rock that covers the spring will be removed. Then, the water flow of the spring can be simulated as a buoyant jet. The suggested capture device has a shape of a submerged, truncated cone, standing 1m above the seabed (Figure 3). This device relies on the differencies in density between spring water and seawater. The spring water fills the top of the cone, where it is pumped through a pipe into the inland. The spring water, according to the discharge, either fills the cone and overflows from the lower part of it or forms an interface with the seawater inside the cone. The forces that are applied to the capture device from the combined action of currents, waves and buoyancy were estimated. It was finally checked whether the semi-rock seabed can bear the tensions that are applied to it by the legs of the capture device.

10 9 Figure 3: Capture device layout of the spring water Conclusions The main conclusions of this study are: - The hydrodynamic conditions in the area of study do not prevent the construction of a capture device. - The main body of construction should be submerged so as to reduce the forces that are applied to it. - The water of the submerged spring can be captured and compose an additional water resource to the region of Stoupa, as soon as it is verified that the discharged water is fresh during the whole hydrological year.

11 10 ΔΗΑΓΧΓΖ ηηο ζχγρξνλεο θνηλσλίεο, ηo πφζηκν λεξφ είλαη έλα αγαζφ ην νπνίν είλαη απαξαίηεην ζηηο πεξηζζφηεξεο αλζξψπηλεο δξαζηεξηφηεηεο. Χζηφζν, φζν ξαγδαία έρνπλ απμεζεί νη αλάγθεο γηα πφζηκν λεξφ, ηφζν έρεη κεησζεί ε δηαζεζηκφηεηά ηνπ εμαηηίαο ηεο κφιπλζεο θαη ηεο εμάληιεζεο ησλ πδαηηθψλ πφξσλ. Αληηθείκελν ηεο παξνχζαο δηπισκαηηθήο εξγαζίαο είλαη ε δηεξεχλεζε ηεο ππνζαιάζζηαο αλάβιπζεο ζηε ηνχπα Μεζζελίαο. Σν ηδηαίηεξν ελδηαθέξνλ γηα ηε ζπγθεθξηκέλε αλάβιπζε έγθεηηαη ζην φηη νη έσο ηψξα κεηξήζεηο πνπ έρνπλ δηελεξγεζεί δείρλνπλ φηη αλαβιχδεη γιπθφ λεξφ ζε ζεκαληηθέο πνζφηεηεο γηα ην κεγαιχηεξν δηάζηεκα ηνπ πδξνινγηθνχ έηνπο. Δθφζνλ θαηαζηεί δεδνκέλε ε πνηφηεηα θαη ε επαξθήο πνζφηεηα ηνπ λεξνχ, ζα κπνξνχζε λα γίλεη απφιεςή ηνπ θαη λα απνηειέζεη έλαλ ζεκαληηθφ πδαηηθφ πφξν γηα ηελ πεξηνρή. ηφρνο ηεο εξγαζίαο είλαη ε δηεξεχλεζε ηεο παξάθηηαο θπθινθνξίαο θαη ε εθηίκεζε ηεο ζηεξενκεηαθνξάο ζηελ επξχηεξε πεξηνρή ηεο αλάβιπζεο, θαζψο θαη ν ππνινγηζκφο ησλ πδξνδπλακηθψλ θνξηίσλ πνπ ζα θαηαπνλνχλ κηα ελδερφκελε κειινληηθή θαηαζθεπή απφιεςεο ηνπ λεξνχ ηεο αλάβιπζεο. Ζ εξγαζία απηή πεξηιακβάλεη 7 Κεθάιαηα θαη 1 Παξάξηεκα. ην Κεθάιαην 1 γίλεηαη κηα εηζαγσγή ζηα θαξζηηθά πεηξψκαηα θαη ζηηο ππνζαιάζζηεο αλαβιχζεηο πνπ ζπρλά εκθαλίδνληαη ζηνπο παξάθηηνπο θαξζηηθνχο πδξνθνξείο. ην Κεθάιαην πεξηγξάθεηαη ε πεξηνρή κειέηεο, φζνλ αθνξά ηε βαζπκεηξία θαη ηελ ηδηαίηεξε κνξθνινγία ηνπ ππζκέλα, ηελ θνθθνκεηξία ηνπ ηδήκαηνο ηνπ ππζκέλα, ηα αλεκνινγηθά ζηνηρεία θαζψο θαη ηα ζηνηρεία ησλ ξεπκάησλ ησλ παξάθηησλ πδάησλ ηεο πεξηνρήο. ην Κεθάιαην 3 εθηηκάηαη ην θπκαηηθφ θιίκα ηεο πεξνρήο κειέηεο, ζχκθσλα κε ηε κεζνδνινγία πνπ πξνηείλεηαη απφ ην Coastal Engineering Manual, θαη ζπγθξίλεηαη κε ηελ πξφγλσζε θπκαηηζκνχ κε ην κνληέιν WAM, πνπ έρεη ζαλ δεδνκέλα εηζφδνπ θαηαγξαθέο ηεο ζάιαζζαο απφ δίθηπν πισηψλ κεηξεηηθψλ ζηαζκψλ. ην Κεθάιαην 4 παξνπζηάδνληαη ηα δχν αξηζκεηηθά κνληέια πξνζνκνίσζεο ηεο θπκαηηθήο δηάδνζεο θαη ησλ αλεκνγελψλ θαη θπκαηνγελψλ ξεπκάησλ ζηελ παξάθηηα δψλε, ηα νπνία εθαξκφδνληαη κε ζθνπφ ηελ δηεξεχλεζε ησλ πδξνδπλακηθψλ ζπλζεθψλ ζηελ αθξηβή ζέζε ηεο αλάβιπζεο.

12 11 ην Κεθάιαην 5 εθηηκάηαη ε θίλεζε ηνπ ηδήκαηνο ζηελ πεξηνρή ηεο αλάβιπζεο θαη ε δηεξεχλεζε ηνπ θηλδχλνπ παξεκπφδηζεο κειινληηθψλ θαηαζθεπψλ απφ ηελ θίλεζε απηή. ην Κεθάιαην 6 δηεξεπλάηαη κηα πξνηεηλφκελε δηάηαμε απφιεςεο ηνπ λεξνχ ηεο αλάβιπζεο, φζνλ αθνξά ηε κνξθή ηεο, ηα πδξνδπλακηθά θνξηία πνπ ζα δέρεηαη θαη ηνλ ηξφπν ζηήξημήο ηεο. ην Κεθάιαην 7 παξνπζηάδνληαη ηα θχξηα ζπκπεξάζκαηα ηεο εξγαζίαο αλαθνξηθά κε ηε δπλαηφηεηα θαηαζθεπήο ηεο δηάηαμεο απφιεςεο ηνπ λεξνχ ηεο αλάβιπζεο θαη κε ηηο επηπιένλ κεηξήζεηο πνπ πξνηείλεηαη λα δηελεξγεζνχλ γηα λα θαηαζηεί απνιχησο ζαθέο φηη ην λεξφ ηεο αλάβιπζεο είλαη αμηνπνίεζηκν. ην Παξάξηεκα παξαηίζεληαη αλαιπηηθά ηα αλεκνινγηθά δεδνκέλα ηεο πεξηνρήο.

13 1 1. ΚΑΡΣΗΚΟΗ ΣΑΜΗΔΤΣΖΡΔ ΚΑΗ ΤΠΟΘΑΛΑΗΔ ΠΖΓΔ 1.1 Σν θάξζη Σν θαξζη είλαη έλαο εδαθηθφο ζρεκαηηζκφο πνπ θαιχπηεη πάλσ απφ ην 5% ηεο επηθάλεηαο ηεο Γεο. O φξνο θαξζη αλαθέξεηαη ζε εδάθε κε πνιχπινθα γεσινγηθά θαη πδξνγεσινγηθά ραξαθηεξηζηηθά. Καξζηηθά πεηξψκαηα είλαη ν αζβεζηφιηζνο, ν δνινκίηεο, ην κάξκαξν, ν γχςνο θαη ην άιαο. Σα αλζξαθηθά πεηξψκαηα ηππηθά έρνπλ ρακειή δηαπεξαηφηεηα θαη κηθξφ πξσηεχνλ πνξψδεο. Τπφ ηελ επίδξαζε ησλ επαλαιακβαλφκελσλ ηεθηνληθψλ δπλάκεσλ, ηα πεηξψκαηα απηά απνθηνχλ έλα εθηεηακέλν δίθηπν ξεγκαηψζεσλ, νξηδφληησλ θαη θάζεησλ, ην νπνίν ιέγεηαη θαη δεπηεξεχνλ πνξψδεο, απμάλνληαο θαηά πνιχ ηελ δηαπεξαηφηεηα ηνπο. Ζ θαξζηηθνπνίεζε ησλ αλζξαθηθψλ πεηξσκάησλ πξνθαιείηαη απφ ην αζζελέο αλζξαθηθφ νμχ, πνπ πξνθχπηεη απφ ην λεξφ ηεο βξνρήο θαη ην δηαιπκέλν ζ' απηφ δηνμείδην ηνπ άλζξαθα, ην νπνίν ηα απνζαζξψλεη. Απνηέιεζκα ηεο δηαιπηφηεηαο απηήο ησλ πεηξσκάησλ θαη ησλ δηαθφξσλ γεσινγηθψλ δηεξγαζηψλ θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ γεσινγηθνχ ρξφλνπ είλαη ν ζρεκαηηζκφο ησλ θαξζηηθψλ ηνπίσλ κε ηα ηδηαίηεξα θαη κνλαδηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπο, φπσο νη δνιίλεο, νη ζπειηέο, νη θαηαβφζξεο, νη πεγέο, νη γιπθέο, ηα ιηγνζηά επηθαλεηαθά λεξά, νη κηθξνί ή κεγάινη ππφγεηνη αγσγνί απνξξνήο πδάησλ, αθνινπζψληαο ηηο δηαθιάζεηο θαη ηηο ξεγκαηψζεηο ηνπ πεηξψκαηνο. Υαξαθηεξηζηηθέο εηθφλεο θαξζηηθψλ πεηξσκάησλ είλαη νη Δηθφλεο 1-1 θαη 1-. Δηθόλα 1-1: Υνλδξό ζηξώκα αζβεζηόιηζνπ, κε πιήξεο δίθηπν ξεγκαηώζεσλ.

14 13 Δηθόλα 1-: Υαξαθηεξηζηηθέο εηθόλεο πεηξσκάησλ από αζβεζηόιηζν θαη δνινκίηε. Απφ πεηξάκαηα θαίλεηαη πσο ν ελαξθηήξηνο παξάγνληαο γηα ηε δεκηνπξγία ζπειαίσλ είλαη ε κεηαβνιή ηεο ξνήο ζην δίθηπν ησλ ξεγκαηψζεσλ απφ ζηξσηή ζε ηπξβψδε θαη έρεη απνδεηρηεί φηη φζν απμάλεηαη ε ηχξβε ηνπ λεξνχ, ηφζν απμάλεηαη θαη ε δηάιπζε ηνπ πεηξψκαηνο (White, 1977). Ζ ζεξκνθξαζία απνηειεί επίζεο ζεκαληηθφ παξάγνληα γηα ηε δηάιπζε ησλ αλζξαθηθψλ πεηξσκάησλ. Έρεη απνδεηρζεί φηη ε θαξζηηθνπνίεζε εμειίζζεηαη πην ξαγδαία ζε θξχα θιίκαηα κε πςειή ρηνλφπησζε απ φηη ζε πην ζεξκά θιίκαηα (Corbel, 1959). 1. Καξζηηθνί ηακηεπηήξεο Οη θαξζηηθνί ηακηεπηήξεο είλαη κε νκνγελείο ππφγεηνη ηακηεπηήξεο, ζηνπο νπνίνπο ην λεξφ ζπγθεληξψλεηαη ζην δίθηπν ησλ ξεγκαηψζεσλ θαη ζηα ζπήιαηα ζην εζσηεξηθφ ηνπ πεηξψκαηνο. Ζ ειεχζεξε επηθάλεηα ελφο θαξζηηθνχ ηακηεπηήξα δελ είλαη κηα θαιά νξηζκέλε ζπλερήο επηθάλεηα, έρεη ηνπηθά θξεάηηα θαη γεληθά γέξλεη πξνο ηελ βάζε ηεο δηάβξσζεο, φπνπ ην λεξφ απνζηξαγγίδεηαη απφ ηνλ ηακηεπηήξα. Οη θαξζηηθέο πεγέο απνηεινχλ ηε θπζηθή έμνδν ηνπ ππφγεηνπ λεξνχ ζηελ επηθάλεηα θαη ζπλήζσο εκθαλίδνληαη εθεί φπνπ ην θαξζηηθφ πέηξσκα έξρεηαη ζε επαθή κε θάπνην άιιν, ρακειήο δηαπεξαηφηεηαο πέηξσκα (π.ρ. θιχζρεο). Σα θαξζηηθά πεηξψκαηα θαηαιακβάλνπλ κηα ζεκαληηθή επηθαλεηαθή εμάπισζε ζε φιεο ηηο παξακεζφγεηεο ρψξεο. Ζ θαξζηηθνπνίεζε ησλ αλζξαθηθψλ πεηξσκάησλ ζην πεξηκεζνγεηαθφ ρψξν ζπλδέεηαη άκεζα κε ηνλ ηεθηνληζκφ πνπ ππέζηε ε πεξηνρή θαηά

15 14 ηελ αιπηθή νξνγέλεζε θαη ηηο επζηαηηθέο θηλήζεηο πνπ ζεκεηψζεθαλ ζην ρψξν ηεο Μεζνγείνπ. Ζ έληνλε θαξζηηθνπνίεζε ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ κεγάιε έθηαζε ησλ αλζξαθηθψλ ζρεκαηηζκψλ θαη ην ζεκαληηθφ χςνο ησλ θαηαθξεκληζκάησλ πνπ δέρνληαη, θπξίσο ηα βφξεηα ηκήκαηα ηεο Μεζνγείνπ, ζπκβάινπλ ζηε δεκηνπξγία ζεκαληηθψλ πδαηηθψλ θαη γηα νξηζκέλεο ρψξεο ηνπο ζεκαληηθφηεξνπο πδαηηθνχο πφξνπο. Σα κεζνδστθά αλζξαθηθά πεηξψκαηα ζηελ Διιάδα θαηαιακβάλνπλ έθηαζε km πεξίπνπ, δειαδή ην 30% ηεο ζπλνιηθήο επηθάλεηάο ηεο. Αλ γίλεη δεθηή ε ζπληεξεηηθή ηηκή ηεο εηήζηαο θαηείζδπζεο 00 mm, ηφηε θαηά κέζν φξν δηαθηλνχληαη κέζα απφ ηηο αλζξαθηθέο κάδεο ηεο Διιάδαο θάζε ρξφλν: 45 x 10 9 x 0. = 9 x 10 9 m 3 /έηνο. εκαληηθφ πνζνζηφ απφ ηηο πνζφηεηεο απηέο αλαβιχδνπλ παξαζαιάζζηα ή ππνζαιάζζηα απφ κεγάιεο θαξζηηθέο πεγέο γιπθψλ ή πθάικπξσλ λεξψλ. ηηο Μεζνγεηαθέο ρψξεο ε αχμεζε ηνπ πιεζπζκνχ θαη ηεο θαηαλάισζεο λεξνχ απαηηεί έξεπλεο γηα ηελ αμηνπνίεζε κε ηνλ απνηειεζκαηηθφηεξν ηξφπν ησλ δηαζέζηκσλ πδαηηθψλ πφξσλ απφ ηα θαξζηηθά πεηξψκαηα. Χζηφζν, ην απνζεθεπκέλν λεξφ ησλ θαξζηηθψλ ηακηεπηήξσλ είλαη πνιχ δχζθνιν έσο αδχλαην λα εληνπηζηεί απφ ηελ επηθάλεηα, ηφζν κε γεσθπζηθέο φζν θαη κε γεσινγηθέο έξεπλεο. Οη θιαζζηθέο πδξνγεσινγηθέο κέζνδνη (π.ρ. δνθηκαζηηθέο αληιήζεηο) πνπ εθαξκφδνληαη ζε πνξψδε εδάθε δελ κπνξνχλ λα εθαξκνζηνχλ ζηα θαξζηηθά πεηξψκαηα, θαζφηη είλαη εηεξνγελή θαη δελ κπνξνχλ λα εμαρζνχλ ζπκπεξάζκαηα γηα ην ζχλνιν ηνπ ηακηεπηήξα. Δπηπιένλ νη γεσθπζηθέο κέζνδνη ζπρλά είλαη αλεπαξθείο είηε εμαηηίαο ηεο πνιχ ρακειήο ειεθηξηθήο αληίζηαζεο ηνπ κέζνπ είηε εμαηηίαο ησλ πνιχ κηθξψλ δηαζηάζεσλ ησλ θελψλ ζε ζρέζε κε ην βάζνο ηνπο απφ ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο. Παξά ηηο παξαπάλσ δπζθνιίεο, νη θαξζηηθνί πδξνθνξείο είλαη πνιχ ζπρλά αμηνπνηήζηκνη απφ ηηο πεγέο πνπ εκθαλίδνληαη ζηα θαηάληη ηνπ δηθηχνπ ξνήο πνπ αλαπηχζζεηαη κεο ην θαξζηηθφ πέηξσκα. Πνιχ ζπρλά, ε απνζηξάγγηζε ελφο θαξζηηθνχ ηακηεπηήξα γίλεηαη κέζα ζηε ζάιαζζα, δεκηνπξγψληαο ππνζαιάζζηεο πεγέο. Έλαο ηέηνηνο θαξζηηθφο ηακηεπηήξαο απεηθνλίδεηαη ζηελ Δηθφλα 1-3.

16 15 Δηθόλα 1-3: Απνζηξάγγηζε θαξζηηθνύ ηακηεπηήξα ζηε ζάιαζζα θαη ζρεκαηηζκόο ππνζαιάζζηαο πεγήο (DF mediathek, sendungen Suesswasser fuer Katar ). Καη εθηίκεζε ν ζπλνιηθφο φγθνο ηνπ θαξζηηθνχ λεξνχ πνπ ξέεη πξνο ηε ζάιαζζα απφ ελλέα πεξηκεζνγεηαθέο ρψξεο (Γηνπγθνζιαβία, Γαιιία, Λίβαλν, Σνπξθία, Ηζπαλία, Σπλεζία, Μαξφθν, Μάιηα θαη Ληβχε) θζάλεη ηα 6 x 10 9 m 3 /έηνο. Ζ θπζηθή ξχζκηζε ηεο ππφγεηαο ξνήο ζηα θαξζηηθά ζπζηήκαηα ζεσξείηαη ζρεδφλ ακειεηέα, εθφζνλ ε απνζεθεπηηθφηεηά ηνπο είλαη κηθξή θαη ε κεηαβηβαζηηθφηεηά ηνπο αξθεηά κεγάιε. Σν λεξφ ξέεη ινηπφλ πξνο ηε ζάιαζζα ζε κηθξφ ρξνληθφ δηάζηεκα κεηά ηηο βξνρνπηψζεηο.

17 Τπνζαιάζζηεο αλαβιύζεηο Οη ππνζαιάζζηεο αλαβιχζεηο είλαη νξαηέο απφ ηελ επηθάλεηα ηεο ζάιαζζαο, θαζψο ζρεκαηίδεηαη κηα θπθιηθή πεξηνρή πνπ δηαθέξεη απφ ην γχξσ ζαιαζζηλφ λεξφ εμαηηίαο ηεο ηχξβεο θαη ηεο δηαθνξάο ππθλφηεηαο. Οη ππνζαιάζζηεο αλαβιχζεηο γιπθψλ λεξψλ είλαη γλσζηέο απφ πνιχ παιηά. Ο Ρσκαίνο γεσγξάθνο ηξάβσλ (63 π.ρ. 1 κ.υ.) αλαθέξεη φηη γιπθφ λεξφ απφ κηα πεγή 4 ρηιηφκεηξα απφ ηε Λαηάθηα ηεο πξίαο, θνληά ζην λεζί Άξαδνο, κεηαθεξφηαλ κε θαξάβηα ζηελ πφιε, κεηά απφ άληιεζε κε κνιχβδηλν ρσλί θαη δεξκάηηλν ζσιήλα. Αληίζηνηρα παξαδείγκαηα αλαθέξνληαη γηα εκπφξην λεξνχ ζην Bahrein, δεζηά κπάληα απφ ηνπο Δηξνχζθνπο (Παπζαλίαο νο αη. κ.υ.) θαη ππνζαιάζζηεο πεγέο θαηά κήθνο ησλ αθηψλ ηεο Μαχξεο ζάιαζζαο (Πιίληνο ν Πξεζβχηεξνο 1νο αη. κ. Υ.) (UNESCO, 004). Καηά θχξην ιφγν εμαηηίαο ηεο δπζθνιίαο εληνπηζκνχ θαη κέηξεζεο ησλ παξνρψλ απηψλ ησλ πεγψλ ην αληηθείκελν απηφ έκεηλε γηα πνιιά ρξφληα πξαθηηθά ζην πεξηζψξην ηεο επηζηήκεο. Όκσο, κε ηα λέα δεδνκέλα πνπ θαζηζηνχλ ην γιπθφ λεξφ δπζεχξεην αγαζφ ην ελδηαθέξνλ ηεο επηζηεκνληθήο θνηλφηεηαο έρεη αλαζεξκαλζεί ζε παγθφζκην επίπεδν θαη θαηαβάιινληαη πξνζπάζεηεο γηα ηελ θαηαγξαθή, κέηξεζε, πνζνηηθνπνίεζε θαη θαηαλφεζε ησλ κεραληζκψλ πνπ δηέπνπλ απηά ηα θαηλφκελα. χκθσλα κε πξφζθαηνπο ππνινγηζκνχο (UNESCO, 004) ζε παγθφζκηα θιίκαθα νη απνξξνέο απφ ππφγεηα λεξά εθηηκψληαη ζε 6% ηνπ ζπλφινπ ησλ απνξξνψλ γιπθψλ λεξψλ. Με εληνπηζκέλεο πεγέο ή πεγέο κηθξήο ξνήο (π.ρ. κέζα απφ ακκψδεηο ζρεκαηηζκνχο) κπνξεί λα κεηαθέξνπλ ζηελ παξάθηηα δψλε ζεκαληηθέο πνζφηεηεο γιπθψλ λεξψλ, φπσο επίζεο θαη ξχπσλ απφ αλζξσπνγελείο δξαζηεξηφηεηεο. ηελ Διιάδα ε κνλαδηθή πξνζπάζεηα εθκεηάιιεπζεο ππνζαιάζζηαο αλάβιπζεο, κέρξη ζήκεξα, έγηλε ηε δεθαεηία ηνπ 70 ζην Κηβέξη Αξγνιίδαο, ζηελ πεξηνρή Αλάβαινο. ηνλ Αλάβαιν ππάξρνπλ παξάθηηεο θαη ππνζαιάζζηεο πεγέο, νη καθξχηεξεο απφ ηηο νπνίεο απέρνπλ κεξηθέο δεθάδεο κέηξα απφ ηελ αθηή. Ζ αιαηφηεηα ηνπ λεξνχ πνπ αλαβιχδεη παξακέλεη αξθεηά ρακειή θαζ φιε ηε δηάξθεηα ηνπ έηνπο θαη ε κέζε παξνρή είλαη ιίγν κεγαιχηεξε απφ 10 m 3 /s. Έρεη θαηαζθεπαζηεί έλα θξάγκα κέζα ζηε ζάιαζζα, ην νπνίν δηαρσξίδεη ην ζαιαζζηλφ απφ ην γιπθφ λεξφ ηνπ ηακηεπηήξα, θαη ην γιπθφ λεξφ αληιείηαη ζηε ζηεξηά. Βαζηθή ρξήζε ηνπ λεξνχ είλαη ε άξδξεπζε. ηελ Δηθφλα 1-4 θαίλεηαη ην θξάγκα γχξσ απφ ηελ ππνζαιάζζηα αλάβιπζε ζηνλ Αλάβαιν Αξγνιίδαο.

18 17 ηνλ Διιαδηθφ ρψξν έρνπλ εληνπηζηεί ππνζαιάζζηεο θαη παξάθηηεο πεγέο ζε θαξζηηθνχο πδξνθνξείο ζηελ Κεθαινληά, ζηνλ Αικπξφ Ζξαθιείνπ θαη ζηνλ Αικπξφ Αγίνπ Νηθνιάνπ Κξήηεο. Οη πεγέο απηέο έρνπλ κειεηεζεί δηεμνδηθά απφ Έιιελεο θαη μέλνπο εξεπλεηέο, σζηφζν δελ θαηέζηεη δπλαηή ε εθκεηάιιεπζή ηνπο εμαηηίαο ηεο αλάκεημεο ηνπ γιπθνχ κε ζαιάζζηλφ λεξφ, κέζσ ησλ ζσιελψζεσλ ηνπ θαξζηηθνχ δηθηχνπ. Δηθόλα 1-4: Καηαζθεπή θξάγκαηνο γύξσ από ηελ ππνζαιάζζηα αλάβιπζε ζηνλ Αλάβαιν Αξγνιίδαο

19 Τπνζαιάζζηα Καξζηηθή Πεγή ηνύπαο Μεζζελίαο (Αλάβαινο Νενρσξίνπ) Ζ πξψηε επίζεκε επηζηεκνληθή θαηαγξαθή ηεο ζπγθεθξηκέλεο πεγήο, ε νπνία αλαβιχδεη θάησ απφ ηελ επηθάλεηα ηεο ζάιαζζαο, πεξί ηα 500 m λνηηνδπηηθά ηνπ νηθηζκνχ ηεο ηνχπαο (λνκφο Μεζζελίαο), ρξνλνινγείηαη απφ ην Πξφθεηηαη γηα ππνζαιάζζηα θαξζηηθή πεγή, ζε βάζνο 9 m, ζπλερνχο ξνήο θαη πνιχ κεγάιεο παξνρήο. Καηά ην παξειζφλ, έρνπλ γίλεη απνζπαζκαηηθέο πξνζπάζεηεο γηα ηελ κέηξεζε ηεο παξνρήο θαη ηεο πνηφηεηαο ηνπ λεξνχ, ρσξίο φκσο αμηφπηζηα απνηειέζκαηα θαη φρη απφ θάπνηνλ επίζεκν θξαηηθφ ή εξεπλεηηθφ θνξέα. ηελ επξχηεξε πεξηνρή παξαηεξνχληαη θαη άιιεο παξάθηηεο θαη ππνζαιάζζηεο πεγέο, νη πεξηζζφηεξεο απφ ηηο νπνίεο ελεξγνπνηνχληαη επνρηαθά κεηά απφ έληνλεο βξνρνπηψζεηο. ηελ πεξηνρή ηεο αλάβιπζεο, φπσο ζα δνχκε θαη ζηε ζπλέρεηα, ν ππζκέλαο παξνπζηάδεη κηα θαηαβχζηζε δηαζηάζεσλ 30 x 50 m. Σν βάζνο ηνπ ππζκέλα γχξσ απφ ηελ πεξηνρή ηεο αλάβιπζεο είλαη 1-15 m πεξίπνπ ελψ ην κέγηζην βάζνο κέζα ζηελ αλάβιπζε είλαη 9 m. Ζ νξαηφηεηα θνληά ζηελ αλάβιπζε είλαη κεδεληθή ιφγσ ηεο «ζνινχξαο» πνπ δεκηνπξγείηαη απφ ην αλαθάηεκα ηνπ γιπθνχ λεξνχ κε ην ζαιαζζηλφ. Δηθόλα 1-5: Ζ πεξηνρή ηεο ηνύπαο, όπσο θαίλεηαη από ην Google-Earth

20 Έξεπλα ησλ ππνζαιάζζησλ αλαβιύζεσλ ηεο ηνύπαο από ην Διιεληθό Κέληξν Θαιαζζίσλ Δξεπλώλ (ΔΛΚΔΘΔ) To 006, ην Διιεληθφ Κέληξν Θαιαζζίσλ Δξεπλψλ ζηα πιαίζηα ηνπ πξνγξάκκαηνο Ναπηίινο 006, δηεμήγαγε γηα πξψηε θνξά ππνζαιάζζηεο κεηξήζεηο αιαηφηεηαο θαη αξρηθήο εθηίκεζεο ηεο παξνρήο δχν εθ ησλ ηεζζάξσλ, φπσο δηαπηζηψζεθε ζηελ πνξεία, αλαβιχζεσλ κε ελζαξξπληηθά απνηειέζκαηα γηα πεξαηηέξσ δηεξεχλεζε θαη αμηνπνίεζε. πγθεθξηκέλα κεηξήζεθε αιαηφηεηα 1 psu (practical salinity unit) ζηε δεχηεξε απφ πιεπξάο παξνρήο αλάβιπζε (πφζηκν λεξφ -3 psu). Δπίζεο, κε ηελ επί ηφπνπ κέηξεζε ηνπ ηζνηφπνπ ξαδνλίνπ κε ηνλ αηζζεηήξα ηνπ ΔΛΚΔΘΔ, ππνινγίζηεθε κηα παξνρή (θαηά πξνζέγγηζε) ηεο ηάμεο ησλ 8 έσο m 3 /έηνο. Σν ΔΛΚΔΘΔ πξαγκαηνπνίεζε αξθεηέο θαηαδχζεηο ζηελ πεξηνρή ησλ αλαβιχζεσλ, απφ ηνλ Ηνχιην κέρξη ηνλ Ννέκβξην ηνπ 009, κε ζθνπφ ηε θσηνγξάθεζε θαη ηελ ραξηνγξάθεζε ησλ πεγψλ θαη ηελ εγθαηάζηαζε απηνγξαθηθνχ νξγάλνπ ζπλερνχο κέηξεζεο ησλ θπζηθψλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηεο πεγήο κε ηελ κεγαιχηεξε παξνρή (ζεξκνθξαζία, αιαηφηεηα, ηαρχηεηα ξνήο, γ αθηηλνβνιία). Οη κεηξήζεηο ηνπ απηνγξαθηθνχ νξγάλνπ θαιχπηνπλ ην δηάζηεκα απφ ηνλ Ηνχιην 009 κέρξη ηνλ Μάξηην 010, ζρεδφλ δειαδή έλα πδξνινγηθφ έηνο. Αθφκα, έθαλε ιεπηνκεξήο απνηχπσζε ηεο βαζπκεηξίαο ηεο επξχηεξεο πεξηνρήο θαη γεσθπζηθέο κεηξήζεηο γηα λα απνζαθεληζηνχλ ηα ηδήκαηα θάησ απφ ηελ επηθάλεηα ηνπ ππζκέλα, ε δνκή, ην πάρνο θαη ε πνηφηεηά ηνπο. Απφ ηελ έξεπλα ηνπ ΔΛΚΔΘΔ ζηηο ππνζαιάζζηεο αλαβιχζεηο πξνθχπηνπλ ηα παξαθάησ: 1. Άκεζε απφθξηζε ηεο παξνρήο ηνπ λεξνχ ηεο αλάβιπζεο ζηηο βξνρνπηψζεηο πνπ δέρεηαη ε επξχηεξε πεξηνρή. Μεηά απφ έληνλεο βξνρνπηψζεηο παξαηεξείηαη κεγάιε έληαζε ζηηο αλαβιχζεηο. Σν γεγνλφο απηφ δείρλεη κηθξή απνζεθεπηηθφηεηα ηνπ ηακηεπηήξα.. Ο ππζκέλαο γχξσ απφ ηελ αλάβιπζε θξίλεηαη αζηαζήο, θαζψο θαηά ηα δηαζηήκαηα κεγάισλ παξνρψλ θαη ηζρπξήο νξκήο ηεο ξνήο πξνθιήζεθαλ θαηαξξεχζεηο θαη κεηαθηλήζεηο ησλ γχξσ βξάρσλ. Έλαο κεγάινο βξάρνο, ν νπνίνο βξίζθεηαη αθξηβψο πάλσ απφ ηελ αλάβιπζε, εκπνδίδεη ηελ θαηαθφξπθε έμνδν ηνπ λεξνχ θαη πξνθαιεί

21 0 αλάκημε κε ην ζαιαζζηλφ λεξφ, επεξεάδνληαο ηα απνηειέζκαηα ησλ κεηξήζεσλ. Αθφκα εκπνδίδεη ηε δηακφξθσζε κηαο εηθφλαο γηα ην κέγεζνο ηεο επηθάλεηαο απ φπνπ αλαβιχδεη ην λεξφ. 3. Ζ αιαηφηεηα θαίλεηαη λα αθνινπζεί ηελ έληαζε ηεο ξνήο ηεο αλάβιπζεο, δειαδή ην θαινθαίξη, φπνπ ε παξνρή κεηψλεηαη, ηα λεξά είλαη ειαθξά πθάικπξα, ζηε ζπλέρεηα πθαικπξίδνπλ εληνλφηεξα θαη ζηε ζπλέρεηα ε δηαδηθαζία αληηζηξέθεηαη κέρξη ηα κέζα Οθησβξίνπ. Έθηνηε ν κφληκνο ζηαζκφο θαηέγξαςε ηηο ρακειφηεξεο αιαηφηεηεο πνπ έρνπλ θαηαγξαθηεί πνηέ ζηελ αλάβιπζε (<0.5 psu) γηα ζπλερέο ρξνληθφ δηάζηεκα ελφο κήλα. 4. Τπάξρνπλ ηζρπξέο ελδείμεο φηη ε θνληηλή παξάθηηα πεγή ηνπ Πξίληδηπα, ε νπνία έρεη κεδεληθφ πςφκεηξν θαη είλαη ελεξγή φιν ην έηνο, ζπλδέεηαη κέζσ ηνπ θαξζη κε ηηο ππνζαιάζζηεο αλαβιχζεηο θαη φηη ην λεξφ ηνπ Πξίληδηπα είλαη ην ίδην κε απηφ ηεο αλάβιπζεο. Ζ πεγή ηνπ Πξίληδηπα έρεη κηθξή, κε αμηνπνηήζηκε παξνρή, σζηφζν ην λεξφ είλαη ζπλερψο γιπθφ, αθφκα θαη ηνλ επηέκβξην φπνπ ε αιαηφηεηα ηεο αλαβιχζεο απμάλεηαη. Απηφ καο νδεγεί ζην ζπκπέξαζκα φηη ην λεξφ πνπ θηάλεη ζηελ αλάβιπζε είλαη αξρηθά γιπθφ θαη πθαικπξίδεηαη επί ηφπνπ. Απφ ηα παξαπάλσ θαηαιήγνπκε φηη κε ηηο έσο ηψξα κεηξήζεηο δελ έρνπκε απνιχησο αμηφπηζηα ζηνηρεία γηα ηελ δηαθχκαλζε ηεο αιαηφηεηαο ηνπ λεξνχ ηεο αλάβιπζεο, πνπ είλαη θαη ε θχξηα παξάκεηξνο ελδηαθέξνληνο. Γηα λα έρνπκε αληηπξνζσπεπηηθέο κεηξήζεηο αιιά θαη πξνθεηκέλνπ λα είλαη δπλαηή ε κειινληηθή απφιεςε ηνπ λεξνχ ζα πξέπεη λα κεηαθηλεζεί ν βξάρνο πνπ βξίζθεηαη πάλσ ζηελ αλάβιπζε, θαη λα γίλεη λέα ζεηξά κεηξήζεσλ.

22 1 Δηθόλα 1-6: Ζ αλάβιπζε είλαη νξαηή ζηελ επηθάλεηα ηεο ζάιαζζαο, όπνπ πξνθαιείηαη αλαηάξαμε ζε κία πεξηνρή πνιύ κεγάιεο δηακέηξνπ Δηθόλα 1-7: ην θόθθηλν πιαίζην δηαθξίλεηαη ην απηνγξαθηθό όξγαλν πνπ κεηξάεη ηα ραξαθηεξηζηηθά ηεο πεγήο. ην θέληξν, εθεί πνπ ζνιώλεη ε εηθόλα, θαίλεηαη ην λεξό πνπ αλαβιύδεη ζεκεηαθά.

23 . ΑΠΟΣΗΜΖΖ ΤΝΘΖΚΧΝ ΣΖΝ ΤΠΟ ΜΔΛΔΣΖ ΠΔΡΗΟΥΖ.1 Αμηνιόγεζε βαζπκεηξίαο θαη γεσηερληθήο απνηύπσζεο.1.1 Βαζπκεηξία Ζ βαζπκεηξηθή απνηχπσζε ζηελ επξχηεξε πεξηνρή ηεο αλάβιπζεο θαη ε απνηχπσζε ηεο αθηνγξακκήο εθηειέζηεθε απφ ην ΔΛΚΔΘΔ (Δηθφλα -1). Αξρηθά πξαγκαηνπνηήζεθε επίγεηα ηνπνγξαθηθή απνηχπσζε ηεο αθηνγξακκήο θαη αθνινχζεζε βπζνκεηξηθή θαη γεσινγηθή απνηχπσζε ζηελ πεξηνρή ηεο αλάβιπζεο, ε νπνία θαιχπηεη κηα έθηαζε εχξνπο 1000m 800m πεξίπνπ. Ζ αθξίβεηα εθαηνζηνχ κε ηελ νπνία έγηλε ε απνηχπσζε ηεο βαζπκεηξίαο επαξθεί πιήξσο ηφζν γηα ηελ πξνζνκνίσζε ηεο παξάθηηαο εμέιημεο ησλ θπκαηηζκψλ, ηεο θπθινθνξίαο θαη ηεο ζηεξενκεηαθνξάο φζν θαη ελδερφκελα γηα ηνλ πξνθαηαξθηηθφ ζρεδηαζκφ ησλ έξγσλ πδξνκάζηεπζεο ησλ ππνζαιάζζησλ πεγψλ. Ο βαζπκεηξηθφο ράξηεο ηεο επξχηεξεο πεξηνρήο ηεο αλάβιπζεο έρεη θιίκαθα 1:3000 (Δηθφλα -1) κε ηζνδηάζηαζε 1m, θαη ζηελ πεξηνρή ηεο αλάβιπζεο έρεη θιίκαθα 1:500 (Δηθφλα -) κε ηζνδηάζηαζε 0.4m. Καη νη δχν ράξηεο είλαη εληαγκέλνη ζην θξαηηθφ ζχζηεκα αλαθνξάο ΔΓΑ 87. Όπσο θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα -1, ε βαζπκεηξία ηεο απνηππσκέλεο πεξηνρήο ραξαθηεξίδεηαη απφ νκαιέο θιίζεηο κε εμαίξεζε κηα ζεκαληηθή θαηαβχζηζε ηνπ ππζκέλα ζηελ πεξηνρή ηεο αλάβιπζεο θαη κηα επηκήθε ππεξχςσζε κε δηεχζπλζε ΒΑ- ΝΓ. Ζ ππεξχςσζε απηή ηνπ ππζκέλα έρεη ζπλνιηθφ κήθνο πεξίπνπ 460m, απφηνκεο θιίζεηο θαη κεγάιεο βαζπκεηξηθέο δηαθνξέο πνπ θηάλνπλ θαη ηα 0m. Δλδεηθηηθέο είλαη νη Δηθφλεο -3 θαη -4 φπνπ απεηθνλίδεηαη ε ππφ κειέηε πεξηνρή ζε ηξηζδηάζηαην κνληέιν. Με θφθθηλε γξακκή απεηθνλίδεηαη ε αθηνγξακκή. Ζ θαηαβχζηζε ζηελ πεξηνρή ηεο αλάβιπζεο είλαη ηεο ηάμεο ησλ 10m ζε ζρέζε κε ην επίπεδν ηνπ πεξηβάιινληνο ππζκέλα, κε θιίζε έσο θαη 1:1.4 (θαη.:νξηδ.). Ζ θαηαβχζηζε απηή έρεη ζρήκα νβάι, κήθνπο πεξίπνπ 45m θαη πιάηνπο m, κε θχξηα δηεχζπλζε Γ-Α θαη δεπηεξεχνπζα Β-Ν. Ο ππζκέλαο ηεο θαηαβχζηζεο απηήο εκθαλίδεη ζην δπηηθφ θαη ζην αλαηνιηθφ ηεο άθξν ηα κέγηζηα βάζε κε ηηκέο 9m θαη 7m αληίζηνηρα. Σα πξαλή ηεο είλαη ηδηαίηεξα απφηνκα ζηα Γ θαη ζηα Α. Γχξσ απφ ηελ αλάβιπζε ν ππζκέλαο έρεη νκαιή θαη ήπηα θιίζε κέρξη ηελ ηζνβαζή ησλ 0m, πεξίπνπ 1:30, θαη ζηε ζπλέρεηα γίλεηαη αξθεηά πην απφηνκε, πεξίπνπ 1:5.

24 3 Δηθόλα -1: Βαζπκεηξηθή απνηύπσζε ηεο επξύηεξεο πεξηνρή κειέηεο Δηθόλα -: Βαζπκεηξηθή απνηύπσζε ηεο πεξηνρήο ηεο αλάβιπζεο

25 4 ΑΝΑΒΛΤΖ Δηθόλα -3: Απεηθόληζε ηεο βαζπκεηξίαο ηεο επξύηεξεο πεξηνρήο ζε ηξηζδηάζηαην κνληέιν Δηθόλα -4: Απεηθόληζε ηεο πεξηνρήο ηεο αλάβιπζεο ζε ηξηζδηάζηαην κνληέιν. Άπνςε από ΝΓ

26 5.1. Γεσηερληθά ζηνηρεία Με βάζε ηηο δεηγκαηνιεςίεο ηδεκάησλ πνπ δηελεξγήζεθαλ απφ ην ΔΛΚΔΘΔ ζηνλ ππζκέλα ηεο επξχηεξεο πεξηνρήο κειέηεο, έγηλε θνθθνκεηξηθή αλάιπζε ηδήκαηνο. ηελ Δηθφλα -5 ζεκεηψλνληαη νη ζέζεηο δεηγκαηνιεςίαο ηνπ ηδήκαηνο. Δηθόλα -5: Θέζεηο δεηγκαηνιεςίαο ηνπ ηδήκαηνο ηνπ ππζκέλα

27 6 ηα παξαθάησ δηαγξάκκαηα απεηθνλίδνληαη νη θνθθνκεηξηθέο θακπχιεο ηδεκάησλ ησλ αληίζηνηρσλ ζηαζκψλ δεηγκαηνιεςίαο. Ζ δηάκεηξνο d 50 δειψλεη ηε δηάκεηξν νπήο θνζθίλνπ απ φπνπ δηέξρεηαη ην 50% θαηά βάξνο ηνπ δείγκαηνο. Γηάγξακκα -1: Κνθθνκεηξηθή θακπύιε ηδήκαηνο ζηε ζέζε St Γηάγξακκα -: Κνθθνκεηξηθή θακπύιε ηδήκαηνο ζηε ζέζε St4

28 7 Γηάγξακκα -3: Κνθθνκεηξηθή θακπύιε ηδήκαηνο ζηε ζέζε ηεο πεγήο Γηα ηηο αλάγθεο ηεο δηεξεχλεζεο ηνπ ππνζηξψκαηνο ηνπ ππζκέλα πξαγκαηνπνηήζεθε απφ ην ΔΛΚΔΘΔ θαηαγξαθή ηνπ κε ηνκνγξάθν, ν νπνίνο παξάγεη ερεηηθά ζήκαηα. θνπφο ήηαλ ν πξνζδηνξηζκφο ηνπ πάρνπο ησλ ηδεκάησλ θαη ν εληνπηζκφο ξεγκάησλ, εηδηθά θνληά ζην ζεκείν ηεο αλάβιπζεο. Απφ ηηο ηνκνγξαθίεο, ηφζν ζηελ πεξηνρή ηεο αλάβιπζεο φζν θαη ζηελ επξχηεξε πεξηνρή, εληνπίδεηαη θάησ απφ ηα επηθαλεηαθά ηδήκαηα ζθιεξφ ππφβαζξν. Δηδηθφηεξα ζηελ πεξηνρή ηεο αλάβιπζεο ην βξαρψδεο ππφβαζξν εληνπίδεηαη ζηνλ επίπεδν ηεο νπήο ηεο αλάβιπζεο.. Αλεκνινγηθά ζηνηρεία Ζ θχξηα πξνέιεπζε ησλ θπκαηηζκψλ πνπ θνξηίδνπλ ηα ζαιάζζηα έξγα είλαη αλεκνγελήο. Ζ θπκαηνγέλεζε γίλεηαη κε ην πέξαζκα ηεο ελέξγεηαο απφ ηα θαηψηεξα αηκνζθαηξηθά ζηξψκαηα ζηελ επηθάλεηα ηεο ζάιαζζαο. Ζ πξφγλσζε ηνπ θχκαηνο ζηεξίδεηαη ζε ζηαηηζηηθνχο λφκνπο κε βάζε ηε κεηεσξνινγηθή πξφβιεςε. Γηα ην ιφγν απηφ ζπιιέρζεζαλ ηα δηαζέζηκα αλεκνινγηθά δεδνκέλα απφ ηελ ΔΜΤ απφ ηνπο πιεζηέζηεξνπο ζηελ πεξηνρή κειέηεο ζηαζκνχο. Οη πιεζηέζηεξνη κεηεσξνινγηθνί ζηαζκνί ηεο ΔΜΤ ζηελ πεξηνρή ηεο ηνχπαο βξίζθνληαη ζηελ Καιακάηα (γεσγξαθηθφ πιάηνο: 37 ν 04, γεσγξαθηθφ κήθνο: ν 00, πςφκεηξν: +11.1m) θαη ζηελ Μεζψλε (γεσγξαθηθφ πιάηνο: 36 ν 50, γεσγξαθηθφ κήθνο: 1 ν 4, πςφκεηξν: +5.4m). Σα αλεκνινγηθά δεδνκέλα πνπ δηαζέηεη ε ΔΜΤ είλαη νη κέζεο εηήζηεο θαη κέζεο κεληαίεο ζπρλφηεηεο πλνήο γηα θάζε δηεχζπλζε θαη

29 8 έληαζε αλέκνπ ζε θιίκαθα Beaufort θαη βαζίδνληαη ζε κεηξήζεηο θαη ζηαηηζηηθέο αλαιχζεηο γηα ηα έηε , ρξνληθφ δηάζηεκα ηθαλνπνηεηηθφ γηα λα δψζεη κηα νινθιεξσκέλε εηθφλα ηεο δίαηηαο ησλ αλέκσλ πνπ επηθξαηνχλ. ηνλ Πίλαθα -1 πνπ αθνινπζεί παξαηίζεληαη νη κέζεο εηήζηεο ζπρλφηεηεο αλέκσλ. Οη αληίζηνηρεο κεληαίεο παξαηίζεληαη ζην Παξάξηεκα.

30 9 Πίλαθαο -1-1: Αλεκνινγηθά ζηνηρεία από ην κεηεσξνινγηθό ζηαζκό Μεζώλε ΣΑΘΜΟ ΜΔΘΧΝΖ Μέζεο εηήζηεο ζπρλόηεηεο αλέκσλ % BEAUF N NE E SE S SW W NW CALM SUM > SUM Πίλαθαο -1-: Αλεκνινγηθά ζηνηρεία από ην κεηεσξνινγηθό ζηαζκό Καιακάηα ΣΑΘΜΟ ΚΑΛΑΜΑΣΑ Μέζεο εηήζηεο ζπρλόηεηεο αλέκσλ % BEAUF N NE E SE S SW W NW CALM SUM > SUM

31 30 Απφ ηα εηήζηα ζηνηρεία θάζε ζηαζκνχ δεκηνπξγήζεθε έλα ξνδφγξακκα πνπ αλαπαξηζηά ην αλεκνινγηθφ θαζεζηψο ηεο πεξηνρήο. Γηα ηελ ππφ κειέηε πεξηνρή κεγαιχηεξν ελδηαθέξνλ παξνπζηάδνπλ νη άλεκνη ηνπ ηνκέα απφ ηα Βνξεηνδπηηθά έσο ηα Νφηηα, ιφγσ ηνπ πξνζαλαηνιηζκνχ ηεο θαη ηεο δπλαηφηεηαο θπκαηνγέλεζεο θαηά κήθνο ηνπ αληίζηνηρνπ ηνκέα πειάγνπο. Δηθόλα -6: Ρνδόγξακκα ζηαζκνύ Καιακάηαο Δηθόλα -7: Ρνδόγξακκα ζηαζκνύ Μεζώλεο

32 31 Σα αλεκνινγηθά δεδνκέλα ηεο ΔΜΤ, παξφηη αμηφπηζηα, δελ είλαη ηδηαίηεξα δηαθσηηζηηθά φζνλ αθνξά ηελ θαηαγξαθή αθξαίσλ θαηξηθψλ ζπλζεθψλ. Ζ ζπιινγή ησλ αλεκνινγηθψλ δεδνκέλσλ απνζθνπεί ζηε ρξεζηκνπνίεζή ηνπο θαηά ηνλ ππνινγηζκφ ησλ θπκαηηζκψλ θαη ελ ζπλερεία ησλ πδξνδπλακηθψλ θνξηίσλ, ζπγθεθξηκέλα ησλ κέγηζησλ θνξηίσλ, πνπ αζθνχληαη ζε ελδερφκελεο θαηαζθεπέο. πλεπψο, γηα κηα αζθαιή δηαζηαζηνιφγεζε ζα ήηαλ ρξήζηκε ε θαηαγξαθή ηεο δηάξθεηαο θαη ηεο έληαζεο αθξαίσλ θαηξηθψλ ζπλζεθψλ θαη φρη κφλνλ νη κέζεο ηηκέο ηνπο. ηνλ ειιαδηθφ ρψξν ηέηνηεο θαηαγξαθέο δηαζέηεη κφλν ην ΔΛΚΔΘΔ ζηα πιαίζηα ηνπ ζπζηήκαηνο ΠΟΔΗΓΧΝ. Σν ζχζηεκα απηφ, ράξε ζε έλα δίθηπν πισηψλ ζηαζκψλ κέηξεζεο, δίλεη πιεξνθνξίεο γηα ηελ κέζε ηαρχηεηα Uw, ηελ θαηεχζπλζε ζwind θαη ηελ ξηπή ugust ηνπ αλέκνπ. Ο πιεζηέζηεξνο ζηελ πεξηνρή ηεο ηνχπαο ζηαζκφο κέηξεζεο βξίζθεηαη ζηελ Καιακάηα. Σα δεδνκέλα απφ ην ζχζηεκα ΠΟΔΗΓΧΝ εηζάγνληαη ζην θπκαηηθφ κνληέιν πξνζνκνίσζεο WAM. Σν κνληέιν WAM είλαη κνληέιν 3 εο γεληάο (πεξηιακβάλεη κεγξακκηθφηεηεο, γεληθά θάζκαηα) θαη είλαη επίζεκν επξσπατθφ κνληέιν πξνζνκνίσζεο θπκαηηζκψλ. Σν WAM θαιχπηεη κε αδξφ πιέγκα ην Αηγαίν κε αλάιπζε 0.05 ν 0.05 ν. Ζ πεξηνρή ηεο ηνχπαο είλαη θνληά ζε ηξία ζεκεία ηνπ πιέγκαηνο (θ 1 =36.85 ν ι 1 =. ν, θ =36.75 ν ι =. ν, θ 3 =36.75 ν ι 3 =.3 ν ). Γηα ηα ζεκεία απηά, κε βάζε ηελ πξνζνκνίσζε ηνπ WAM, γλσξίδνπκε γηα ην ρξνληθφ δηάζηεκα αλά ηξείο ψξεο ηε δηεχζπλζε θαη ηελ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ πνπ ππνινγίζζεθαλ θαζψο θαη ην ζεκαληηθφ χςνο θχκαηνο H S, ηελ θαηεχζπλζε θαη ηελ πεξηφδν Σ p ηεο θνξπθήο ηνπ θάζκαηνο. Σα ζεκεία θαίλνληαη ζηελ παξαθάησ δνξπθνξηθή Δηθφλα -8. Λφγσ ηνπ κεγάινπ φγθνπ ησλ δεδνκέλσλ παξαζέηνπκε ελδεηθηηθά ηε κέζε θαη κέγηζηε ηηκή ηνπο (Πίλαθαο -). Γηα ηελ εθηίκεζε ηνπ θπκαηηθνχ θιίκαηνο ρξεζηκνπνηήζεθαλ ηφζν ηα δεδνκέλα ηεο ΔΜΤ φζν θαη ηα δεδνκέλα απφ ην ΔΛΚΔΘΔ κέζσ ηεο θπκαηηθήο πξφγλσζεο ηνπ ζπζηήκαηνο ΠΟΔΗΓΧΝ γηα πην αζθαιή απνηειέζκαηα.

33 3 Δηθόλα -8: Σα πιεζηέζηεξα ζηελ αλάβιπζε ζεκεία (1,,3) ηνπ πιέγκαηνο ηνπ WAM Πίλαθαο -: Μέγηζηεο θαη κέζεο ηηκέο ησλ απνηειεζκάησλ ηεο θπκαηηθήο πξνζνκνίσζεο κε ην WAM γηα ηα ζεκεία 1,,3 Ζs (m) Tp (s) Hdir (β) Wind dir (β) Wind velocity (m/s) εκείν Max Average Max Average Average Average Max Average ηνηρεία ξεπκάησλ Ζ θπθινθνξία ησλ παξάθηησλ πδάησλ ζηελ πεξηνρή ζπλαπνηειείηαη απφ επί κέξνπο ζπληζηψζεο ξεπκάησλ πνπ αλαπηχζζνληαη ζην πδάηηλν ζψκα, φπσο γηα παξάδεηγκα ησλ αλεκνγελψλ, ησλ θπκαηνγελψλ, ησλ παιηξξνηαθψλ, ηεο γεληθήο σθεάληαο θπθινθνξίαο, θιπ. Σν πεδίν ηαρπηήησλ πνπ πξνθχπηεη αιιά θαη ε ζπλαθφινπζε δηαθνξνπνίεζε ηεο ειεχζεξεο ζηάζκεο ζε ζρέζε κε ηε Μέζε ηάζκε Ζξεκίαο, επηβάιινπλ πδξνδπλακηθέο θνξηίζεηο ζηα παξάθηηα έξγα θαη επηδξνχλ ζηε κνξθνινγία ησλ αθηψλ.

34 33 ηα παξαθάησ Γηαγξάκκαηα (-4 θαη -5) απεηθνλίδνληαη νη κεηξήζεηο πνπ δηελήξγεζε ην ΔΛΚΔΘΔ αλαθνξηθά κε ηελ θαηεχζπλζε θαη ηελ ηαρχηεηα ησλ ξεπκάησλ ζην ζηαζκφ ηεο Καιακάηαο, βφξεηα ηεο ππφςελ πεξηνρήο κειέηεο. Οη ιήςεηο ησλ κεηξήζεσλ πξαγκαηνπνηήζεθαλ ζε βάζνο 3 κέηξσλ απφ ηελ ίζαιν γξακκή, κε πεξίνδν ηξηψλ σξψλ ζηε δηάξθεηα ηεο κέξαο (8 θαηαγξαθέο). ην ζρήκα -10 δηαθξίλνληαη ζεκεηαθά νη δηαζέζηκεο κεηξήζεηο γηα δπν πεξηφδνπο: 1/1/000-15/7/000 θαη 11/5/007-18/1/010, νη νπνίεο δελ παξαηίζεληαη αλαιπηηθά ιφγσ ηνπ κεγάινπ φγθνπ ηνπο, αιιά έρεη γίλεη επεμεξγαζία ηνπο. Γηάγξακκα -4: Καηεύζπλζε ξεπκάησλ ζην ζηαζκό Καιακάηαο Γηάγξακκα -5: Σαρύηεηα ξεπκάησλ u c ζην ζηαζκό Καιακάηαο Ο κέζνο φξνο ηεο ηαρχηεηαο, κε ζηαηηζηηθή επεμεξγαζία ησλ δεδνκέλσλ, πξνθχπηεη ίζνο κε u c =5.1cm/sec θαη ε κέγηζηε ηηκή ηεο u max =66.5cm/sec.

35 34 Ζ επηθαλεηαθή δψλε ζαιάζζησλ αλεκνγελψλ ξεπκάησλ δίλεηαη απν ην πξνθίι ηεο Δηθφλαο -9. Δηθόλα -9:. ηξώκα Ekman ζηελ επηθαλεηαθή δώλε. Αληίζηνηρα ην πξνθίι ησλ ηαρπηήησλ ηνπ ζηξψκαηνο Ekman ζηνλ ππζκέλα (απεηθνλίδεηαη ζηελ Δηθφλα -10) δίλεηαη απν ηηο ζρέζεηο: d u fv λ Σ dz (-1) d v f(u u) λ Σ dz (-) Όπνπ u,v νη νξηδφληηεο ηαρχηεηεο, λ Σ ν ζπληειεζηήο ηπξβψδνπο ζπλεθηηθφηεηαο θαη f ε παξάκεηξνο Coriolis. Δηθόλα -10: ηξώκα Ekman θνληά ζηνλ ππζκέλα. Γηα νκνγελέο ξεπζηφ κε επίπεδν ππζκέλα θαη κεδεληθέο νξηδφληηεο θιίζεηο ν αξηζκφο Δkman E k =R/R o =αξηζκφο Reynolds/αξηζκφο Rossby=Χd /λ. ην ζηξψκα θνληά ζηνλ ππζκέλα ν ηνπηθφο αξηζκφο E k ~O(1). πλεπψο, Χd /λ=1 θαη d=(λ/χ) 1/.

36 35 φπνπ λ Χ θηλεκαηηθή ζπλεθηηθφηεηα ηαρχηεηα πεξηζηξνθήο ηεο γεο Γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηνπ πξνθίι ηεο ηαρχηεηαο θνληά ζηνλ ππζκέλα ρξεζηκνπνηνχκε ηελ παξαθάησ ινγαξηζκηθή πξνζέγγηζε (Soulsby 1997): u * U(z) ln( θ Όπνπ u * z o θ z z o ) (-3) ηαρχηεηα ηξηβήο, ηζνχηαη κε ηελ ηεηξαγσληθή ξίδα ηεο δηαηκεηηθήο ηάζεο ππζκέλα δηα ηεο ππθλφηεηαο ηνπ λεξνχ=(η ν /ξ) 1/ κήθνο ηξαρχηεηαο ππζκέλα ζηαζεξά Von Κarman=0.4 Σν εχξνο ησλ βαζψλ πνπ ηζρχεη ε παξαπάλσ πξνζέγγηζε είλαη απφ ιίγα εθαηνζηά πάλσ απφ ην ζαιάζζην ππζκέλα έσο 0-30% ηνπ ζπλνιηθνχ βάζνπο λεξνχ (πεξίπνπ -3m) γηα ηα ξερά λεξά, ή 0-30% ηνπ νξηαθνχ ζηξψκαηνο ζηα βαζηά λεξά (πεξίπνπ 0-30m). Μηα απιή θαη επξέσο δηαδεδνκέλε έθθξαζε πνπ απνηππψλεη ην κήθνο ηξαρχηεηαο ππζκέλα είλαη: z o. 5 d (-4) 50 Όπνπ d 50 ε δηάκεηξνο νπήο θνζθίλνπ απ φπνπ δηέξρεηαη ην 50% θαηά βάξνο ηνπ ηδήκαηνο. Ζ δηαηκεηηθή ηάζε ππζκέλα η ν πνπ ζρεηίδεηαη κε ηε κέζε θαηά βάζνο ηαρχηεηα ξεχκαηνο δίλεηαη απν ηε ζρέζε: η ξc ν D U (-5) φπνπ U CD ε κέζε ηαρχηεηα θαηά βάζνο ν ζπληειεζηήο ζχξζεσο, ίζνο κε: C D z o h, φπνπ νη ζπληειεζηέο α=0,0474 θαη β=1/3, ζχκθσλα κε ην λφκν ησλ Manning-Strickler. χκθσλα κε ην παξαπάλσ πξνθίι κείσζεο ηεο ηαρχηεηαο θνληά ζηνλ ππζκέλα, ε ηηκή ηεο ηαρχηεηαο ηνπ ξεχκαηνο γηα ηε ζπγθεθξηκέλε πεξηνρή ηεο κειέηεο ππνινγίζηεθε ίζε κε u cb =5,5cm/sec, ηφζν γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηνπ πεδίνπ ηαρπηήησλ φζν θαη γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηεο ζηεξενκεηαθνξάο (θνξηίν αηψξεζεο θαη ππζκέλα) ζηα επφκελα θεθάιαηα.

37 36 3. ΠΡΟΓΝΧΖ ΚΤΜΑΣΗΜΧΝ ΣΑ ΒΑΘΔΗΑ ΝΔΡΑ 3.1 Μεζνδνινγία πξόγλσζεο θπκαηηζκνύ ζύκθσλα κε ην Coastal Engineering Manual Γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηνπ θπκαηηθνχ θιίκαηνο ζηα αλνηρηά ηεο πεξηνρήο γίλεηαη ε εθηίκεζε ηνπ ζεκαληηθνχ χςνπο θχκαηνο H ν θαη ηεο πεξηφδνπ αηρκήο Σ p ζχκθσλα κε ηε κεζνδνινγία πνπ πξνηείλεηαη απφ ην Coastal Engineering Manual (C.E.M. 008, Part II, Chapter ). H επίδξαζε ηνπ αλέκνπ κηαο ζπγθεθξηκέλεο θαηεχζπλζεο ζεσξείηαη φηη πξνθαιεί θπκαηνγέλεζε ζε έλα ηνκέα ±.5 ν, ζχκθσλα κε ην CEM. Σα ζηαηηζηηθά ραξαθηεξηζηηθά κεγέζε ησλ αλεκνγελψλ θπκαηηζκψλ είλαη ζπλαξηήζεηο ησλ εμήο αλεμάξηεησλ κεηαμχ ηνπο κεηαβιεηψλ: F eff : t D : Δλεξγφ κήθνο αλαπηχγκαηνο (fetch). Ζ γξακκηθή δηάζηαζε ηνπ ζαιάζζηνπ πεδίνπ απφ αθηή ζε αθηή θαηά κήθνο ηεο νπνίαο αλαπηχζζεηαη ν θπκαηηζκφο. Δπεηδή ν άλεκνο επηδξά ζε έλα ηνκέα ±.5 ν, ην ηζνδχλακν κήθνο αλαπηχγκαηνο νξίδεηαη σο εμήο (SPM, 84): F eff i F i i cos cos Γηάξθεηα πλνήο ηνπ αλέκνπ i i (3-1) U 10: Ζ ηαρχηεηα ηνπ αλέκνπ ζε χςνο 10m απφ ηελ επηθάλεηα ηεο ζάιαζζαο. Ζ αλάπηπμε ηνπ θχκαηνο εμαξηάηαη θαη απφ ηηο ηξείο παξαπάλσ παξακέηξνπο θαη δηαθξίλεηαη, αλάινγα κε ηηο ηηκέο ηνπο, ζηηο εμήο πεξηπηψζεηο: 1. Fetch-limited ζπλζήθεο: φηαλ ν άλεκνο πλέεη θαηά κήθνο ηνπ αλαπηχγκαηνο γηα ρξνληθφ δηάζηεκα θπκαηηζκνί γηα ηηο ππφςε ζπλζήθεο. t D ηθαλφ ψζηε λα επηηεπρζνχλ νη κέγηζηνη δπλαηνί. Time-limited ζπλζήθεο: φηαλ ν άλεκνο επελεξγεί γηα ζρεηηθά κηθξφ ρξνληθφ δηάζηεκα ζε κηα πεξηνρή, κε απνηέιεζκα λα κελ αλαπηχζζεηαη ν κέγηζηνο δπλαηφο θπκαηηζκφο. 3. πλζήθεο πιήξσο αλεπηπγκέλεο ζάιαζζαο: ηελ πεξίπησζε απηή ε κεηαθνξά ηεο ελέξγεηαο απφ ηνλ άλεκν ζηε ζάιαζζα δελ πεξηνξίδεηαη νχηε απφ ην αλάπηπγκα νχηε απφ ηνλ ρξφλν πλνήο ηνπ αλέκνπ. Γλσξίδνληαο ην χςνο

38 37 θχκαηνο ζηελ πιήξσο αλεπηπγκέλε ζάιαζζα γλσξίδνπκε ηελ κέγηζηε ηηκή πνπ κπνξεί απηφ λα πάξεη, γηα ηελ ππφςε έληαζε αλέκνπ. Ο ρξφλνο t D πνπ απαηηείηαη γηα λα αλαπηπρζνχλ fetch-limited ζπλζήθεο είλαη: 0.67 Feff t x, u (3-) 0.33 u g Δάλ ν ρξφλνο πλνήο είλαη t D t x, u ηφηε: gh u 1/ gf o eff (3-3) * u* gt u * p gf u eff * 1/ 3 (3-4) Όπνπ 1/ * C U10 u D (3-5) C D U (3-6) H o = ην ζεκαληηθφ χςνο θχκαηνο (m) (κέζε ηηκή ηνπ 1/3 ησλ κεγαιχηεξσλ C D u * Δάλ ν ρξφλνο πλνήο θπκάησλ πνπ έρνπλ θαηαγξαθεί) = ζπληειεζηήο ζχξζεσο = ε ηαρχηεηα ηξηβήο ηνπ αλέκνπ t D t x, u ηφηε έρνπκε αλάπηπμε ηνπ θπκαηηζκνχ κε πεξηνξηζκφ ρξφλνπ θαη αληηθαζηζηνχκε ην fetch F κε ην ηζνδχλακν F : gf' u * 3 gt u D * 3/ (3-7) Γηα ζπλζήθεο πιήξσο αλεπηπγκέλεο ζάιαζζαο έρνπκε: gh o (3-8) u* gt p u * (3-9) Ζ πεξηνρή ηεο ηνχπαο είλαη εθηεζεηκέλε ζε λφηηνπο, λνηηνδπηηθνχο, δπηηθνχο θαη βνξεηνδπηηθνχο αλέκνπο. Όπσο θαίλεηαη θαη ζηελ Δηθφλα 3-1, ε πεξηνρή δέρεηαη ηελ

39 38 θπκαηηθή ελέξγεηα πνπ αλαπηχζεηαη αθφκα θαη απφ ηηο αθηέο ηεο Αθξηθήο, ελψ είλαη γλσζηφ εκπεηξηθά φηη ν Ν-ΝΓ άλεκνο πλέεη ζπλερφκελα γηα αξθεηφ ρξνληθφ δηάζηεκα. Γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηνπ ελεξγνχ κήθνπο αλαπηχγκαηνο ησλ θπκαηηζκψλ πνπ επηδξνχλ ζηελ πεξηνρή ηεο ηνχπαο ρξεζηκνπνηήζεθε ν ράξηεο XEE INT 3418 ηεο Τδξνγξαθηθήο Τπεξεζίαο θιίκαθαο 1:50.000, θαζψο θαη ε δνξπθνξηθή Δηθφλα 3-1. Δηθόλα 3-1: Πεδίν αλάπηπμεο θπκαηηζκώλ γηα ηελ ππό κειέηε πεξηνρή Σν ελεξγφ κήθνο αλάπηπμεο ηνπ θπκαηηζκνχ γηα θάζε δηεχζπλζε αλέκνπ ππνινγίζηεθε ρσξίδνληαο ην πεδίν δξάζεο ηνπ αλά,5 ν κε βάζε ηε ζρέζε (3-1), φπσο θαίλεηαη ζηνλ Πίλαθα 3-1.

40 39 Πίλαθαο 3-1: Δλεξγό κήθνο αλάπηπμεο θπκαηηζκώλ γηα Ν, ΝΓ, Γ θαη ΒΓ αλέκνπο. ΝΟΣΗΟ ΝΟΣΗΟΓΤΣΗΚΟ ΓΤΣΗΚΟ ΒΟΡΔΗΟΓΤΣΗΚΟ αi cosai Fi (m) Fi*(cosai) Fi (m) Fi*(cosai) Fi (m) Fi*(cosai) Fi (m) Fi*(cosai) -,5 0, , , ,4-0 0, , , ,7-17,5 0, , , ,9-15 0, , , , -1,5 0, , , , -10 0, , , ,0-7,5 0, , , ,1-5 0, , , ,3 -,5 0, , , ,1 0 1, , , ,0,5 0, , , , 5 0, , , ,8 7,5 0, , , ,9 10 0, , , ,5 1,5 0, , , ,5 15 0, , , ,6 17,5 0, , , ,4 0 0, , , ,8,5 0, , , ,1 18, , , ,9 Feff (km)= 499,05 770,19 74,63 15,01 Ζ αληηζηνηρία ηεο έληαζεο ησλ αλέκσλ ζε θιίκαθα Beaufort κε ηελ ηαρχηεηα U 10 θαίλεηαη ζηνλ Πίλαθα 3-: Πίλαθαο 3-: Αληηζηνηρία Κιίκαθαο Beaufort κε ηελ ηαρύηεηα αλέκνπ Σαρύηεηα Κιίκαθα αλέκνπ Beaufort (m/s) 0 <

41 40 ηε ζπλέρεηα πξνζαξκφδνπκε ηελ ηαρχηεηα U 10 φηαλ απηή δελ κεηξάηαη επάλσ απφ ηε ζάιαζζα αιιά ζηε ζηεξηά θαη ηζρχεη φηη ην F eff >16 km, δει. γηα ηνλ λφηην, λνηηνδπηηθφ θαη δπηηθφ άλεκν, ζχκθσλα κε ην Γηάγξακκα 3-1, κε βάζε ηε ζρέζε R L U U 10land 10 sea. Γηάγξακκα 3-1: πληειεζηήο δηόξζσζεο ηεο ηαρύηεηα ηνπ αλέκνπ R L, αλ απηή κεηξάηαη ζηε ζηεξηά θαη όρη ζηε ζάιαζζα Σέινο, γίλεηαη δηφξζσζε ζηε ηαρχηεηα U 10 εμαηηίαο ηεο δηαθνξάο ζεξκνθξαζίαο κεηαμχ ζαιαζζηλνχ λεξνχ θαη αηκνζθαηξηθνχ αέξα, πνιιαπιαζηάδνληαο κε ηνλ ζπληειεζηή R T (Γηάγξακκα 3-). Απηή ε δηαθνξά ζεξκνθξαζίαο πξνθαιεί αζηάζεηα ηνπ νξηαθνχ ζηξψκαηνο επάλσ απφ ηελ επηθάλεηα ηεο ζάιαζζαο, κε απνηέιεζκα θαηά ηνπο ρεηκεξηλνχο κήλεο κηα επαχμεζε ησλ ηαρπηήησλ αλέκνπ. Όηαλ ε δηαθνξά ζεξκνθξαζίαο ζάιαζζαο θαη αηκνζθαηξηθνχ αέξα είλαη άγλσζηε πξνηείλεηαη απφ ην CEM ε ηηκή R T =1.1.

42 41 Γηάγξακκα 3-: πληειεζηήο δηόξζσζεο ηεο ηαρύηεηαο ηνπ αλέκνπ R T, ιόγσ δηαθνξάο ζεξκνθξαζία ζαιαζζηλνύ λεξνύ θαη αηκνζθαηξηθνύ αέξα Ζ ηαρχηεηα U 10 κε ηελ νπνία ηειηθά ζα γίλεη ε πξφγλσζε ηνπ θπκαηηζκνχ είλαη: Πίλαθαο 3-3: Σειηθή ηαρύηεηα U 10 (m/s) U 10 (m/s) ΒΓ Γ ΝΓ Ν beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf

43 4 Χο δηάξθεηα πλνήο αλέκνπ t D (γηα θάζε δηεχζπλζε θαη έληαζε αλέκνπ) έρνπκε ζεσξήζεη ηε δηάξθεηα πνπ πξνθχπηεη απφ ηε κέγηζηε κεληαία ζπρλφηεηα, κε βάζε ηα αλεκνινγηθά ζηνηρεία ηεο ΔΜΤ, αλάγνληάο ηελ ζε ρξφλν (hr). ε απηφ ην ζεκείν πξέπεη λα αλαθέξνπκε πσο ιφγσ ηεο κηθξήο κεληαίαο ζπρλφηεηαο πλνήο ηζρπξψλ αλέκσλ πνπ καο δίλνπλ ηα αλεκνινγηθά ζηνηρεία ηεο ΔΜΤ, ε κεζνδνινγία ηεο πξφγλσζεο θπκαηηζκνχ αθνινπζήζεθε θαη γηα δηάξθεηα πλνήο t D ίζε κε ην άζξνηζκα ηεο δηάξθεηαο πλνήο ησλ δχν δπζκελέζηεξσλ ζπλερφκελσλ κελψλ (γηα θάζε δηεχζπλζε θαη έληαζε αλέκνπ) θαζψο θαη γηα δηάξθεηα πλνήο t D =t x,u, δειαδή γηα fetch-limited ζπλζήθεο. θνπφο ηεο επηινγήο απηήο είλαη ην αληηζηάζκηζκα ηεο έιιεηςεο θαηαγξαθψλ αθξαίσλ θαηξηθψλ θαηλνκέλσλ θαη ε απφθηεζε κηαο εηθφλαο γηα κηα πηζαλή αθξαία θαηάζηαζε ηεο ζάιαζζαο. Γλσξίδνληαο ηηο παξακέηξνπο F eff, t D, U 10, αθνινπζνχκε ηε κεζνδνινγία πξφγλσζεο θπκαηηζκψλ ηνπ CEM (ζρέζεηο 3- έσο 3-9). εκεηψλεηαη φηη ε κέγηζηε ηηκή πνπ κπνξεί λα πάξεη ην χςνο H θαη ε πεξίνδνο T ηνπ θχκαηνο γηα θάζε έληαζε αλέκνπ πεξηνξίδεηαη απφ ηηο ηηκέο πνπ καο δίλνπλ νη ζρέζεηο (3-8) θαη (3-9) γηα πιήξσο αλεπηπγκέλε ζάιαζζα. Καηαιήγνπκε ινηπφλ ζηνπο παξαθάησ θπκαηηζκνχο (Πίλαθεο 3-4 θαη 3-5) κε βάζε ηα αλεκνινγηθά ζηνηρεία ησλ δχν ζηαζκψλ, Καιακάηα θαη Μεζψλε.

44 43 Πξόγλσζε θπκαηηζκνύ κε βάζε ηα δεδνκέλα ηνπ ζηαζκνύ ηεο Καιακάηαο Πίλαθαο 3-4-1: Πξφγλσζε θπκαηηζκνχ κε βάζε ηα δεδνκέλα ηνπ ζηαζκνχ ηεο Καιακάηαο, γηα t D ίζν κε ηε κέγηζηε κεληαία δηάξθεηα πλνήο. Feff (km) ΒΓ Γ ΝΓ Ν 95.5 u * t D tx,u Hmo Tp g*x/u (m/s) (hr) (hr) * g*hmo/u * g*tp/u * (m) (s) beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u Πίλαθαο 3-4-: Πξφγλσζε θπκαηηζκνχ κε βάζε ηα δεδνκέλα ηνπ ζηαζκνχ ηεο Καιακάηαο, γηα t D ίζν κε ην άζξνηζκα ηεο δηάξθεηαο πλνήο ησλ δχν δπζκελέζηεξσλ ζπλερφκελσλ κελψλ. Feff (km) ΒΓ Γ u * (m/s) t D (hr) tx,u (hr) g*x/u * g*hmo/u * g*tp/u * Hmo (m) beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u Tp (s)

45 44 Feff (km) ΝΓ Ν 95.5 u * t D tx,u Hmo Tp g*x/u (m/s) (hr) (hr) * g*hmo/u * g*tp/u * (m) (s) beauf t>tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u Πίλαθαο 3-4-3: Πξφγλσζε θπκαηηζκνχ κε βάζε ηα δεδνκέλα ηνπ ζηαζκνχ ηεο Καιακάηαο, γηα t D ίζν κε t x,u, δειαδή γηα fetch-limited ζπλζήθεο. Feff (km) ΒΓ Γ ΝΓ Ν 95.5 u * (m/s) t D =t x,u (hr) g*x/u * g*hmo/u * g*tp/u * Hmo (m) beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf Tp (s)

46 45 Πξόγλσζε θπκαηηζκνύ κε βάζε ηα δεδνκέλα ηνπ ζηαζκνύ ηεο Μεζώλεο Πίλαθαο 3-5-1: Πξφγλσζε θπκαηηζκνχ κε βάζε ηα δεδνκέλα ηνπ ζηαζκνχ ηεο Μεζψλεο, γηα t D ίζν κε ηε κέγηζηε κεληαία δηάξθεηα πλνήο. Feff (km) ΒΓ Γ ΝΓ Ν 95.5 u * (m/s) t D (hr) tx,u (hr) g*x/u * g*hmo/u * g*tp/u * Hmo (m) beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u Tp (s) Πίλαθαο 3-5-: Πξφγλσζε θπκαηηζκνχ κε βάζε ηα δεδνκέλα ηνπ ζηαζκνχ ηεο Μεζψλεο, γηα t D ίζν κε ην άζξνηζκα ηεο δηάξθεηαο πλνήο ησλ δχν δπζκελέζηεξσλ ζπλερφκελσλ κελψλ. Feff (km) ΒΓ u * (m/s) t D (hr) tx,u (hr) g*x/u * g*hmo/u * g*tp/u * Hmo (m) beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u Tp (s)

47 46 Feff (km) Γ ΝΓ Ν 95.5 u * t D tx,u Hmo Tp g*x/u (m/s) (hr) (hr) * g*hmo/u * g*tp/u * (m) (s) beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t>tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t>tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u beauf t<tx,u Πίλαθαο 3-5-3: Πξφγλσζε θπκαηηζκνχ κε βάζε ηα δεδνκέλα ηνπ ζηαζκνχ ηεο Μεζψλεο, γηα t D ίζν κε t x,u, δειαδή γηα fetch-limited ζπλζήθεο. Feff (km) ΒΓ Γ ΝΓ u * (m/s) t D =tx,u (hr) g*x/u * g*hmo/u * g*tp/u * Hmo (m) beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf Tp (s)

48 47 Feff (km) Ν 95.5 u * t D =tx,u Hmo Tp g*x/u (m/s) (hr) * g*hmo/u * g*tp/u * (m) (s) beauf beauf beauf beauf beauf beauf beauf Αμηνιόγεζε απνηειεζκάησλ πξόγλσζεο θπκαηηζκνύ ζύκθσλα κε ην Coastal Engineering Manual Σα θχκαηα πνπ θαίλνληαη ζηνπο παξαπάλσ πίλαθεο έρνπλ ππνινγηζηεί κε ηελ ππφζεζε φηη (i) ν άλεκνο πλέεη αδηάθνπα θάζε κήλα γηα ρξνληθφ δηάζηεκα αλάινγν κε ηελ αληίζηνηρε κέγηζηε κεληαία ζπρλφηεηα πλνήο, (ii) ν άλεκνο πλέεη αδηάθνπα γηα ρξνληθφ δηάζηεκα αλάινγν κε ην άζξνηζκα ησλ κέγηζησλ ζπλερφκελσλ ζπρλνηήησλ πλνήο δχν κελψλ θαη (iii) ν άλεκνο πλέεη γηα fetch-limited ζπλζήθεο, δειαδή πλέεη θαηά κήθνο ηνπ αλαπηχγκαηνο γηα ρξνληθφ δηάζηεκα t D ηθαλφ ψζηε λα επηηεπρζνχλ νη κέγηζηνη δπλαηνί θπκαηηζκνί γηα ηηο ππφςε ζπλζήθεο. Ζ παξαπάλσ δηεξεχλεζε έγηλε, φπσο πξναλαθέξακε, γηα λα απνθηήζνπκε κηα εηθφλα αθφκα θαη γηα κία πηζαλνινγηθά πνιχ ζπάληα πεξίπησζε δεκηνπξγίαο θχκαηνο. Με ηνλ ηξφπν απηφ θαηά κία έλλνηα αληηζηαζκίδνπκε ηελ έιιεηςε ζηνηρείσλ γηα ηε δηάξθεηα κεκνλνκέλσλ αθξαίσλ αλεκνινγηθψλ επεηζνδίσλ, θαζψο θαη ηελ αδπλακία ηεο παξαπάλσ κεζνδνινγίαο λα πξνβιέςεη ηνλ θπκαηηζκφ φηαλ πλέεη άλεκνο κε κηα ζπγθεθξηκέλε έληαζε θαη έρεη πξνεγεζεί πλνή αλέκνπ κε κηθξφηεξε έληαζε, φπσο ζπλήζσο ζπκβαίλεη ζηε θχζε, πξνθαιψληαο επηπιένλ ελίζρπζε ηνπ θχκαηνο. Φπζηθά ν ζρεδηαζκφο ελδερφκελσλ έξγσλ ζα γίλεη ζπλδπάδνληαο ηα παξαπάλσ απνηειέζκαηα κε ηα απνηειέζκαηα ηεο θπκαηηθήο πξφγλσζεο ηνπ ζπζηήκαηνο ΠΟΔΗΓΧΝ. ηνλ Πίλαθα 3-6 θαίλνληαη ζπγθεληξσηηθά ηα απνηειέζκαηα ηεο πξφγλσζεο γηα t D ίζν κε ην άζξνηζκα ησλ δχν κέγηζησλ ζπλερφκελσλ κεληαίσλ ζπρλνηήησλ πλνήο αλεγκέλσλ ζε ρξφλν. Πίλαθαο 3-6: Απνηειέζκαηα πξόγλσζεο κε βάζε ην CEM ΚΑΛΑΜΑΤΑ ΜΔΘΩΝΗ Ηmo (m) Tp (s) Ηmo (m) Tp (s) ΒΓ Γ ΝΓ Ν

49 Πξόγλσζε θπκαηηζκνύ κε ην ζύζηεκα ΠΟΔΗΓΧΝ Οη θαηαγξαθέο ησλ θπκάησλ πνπ πξαγκαηνπνηνχληαη κε ην ζχζηεκα ΠΟΔΗΓΧΝ ηνπ ΔΛ.ΚΔ.Θ.Δ., αλ θαη γηα κηθξφ ζρεηηθά δηάζηεκα, είλαη ρξήζηκεο γηα ηε δηακφξθσζε κηαο εηθφλαο ηεο πξαγκαηηθήο θαηάζηαζεο ηεο ζάιαζζαο, πέξα απφ ηελ ζηαηηζηηθή πξφγλσζε πνπ έγηλε ζην εδάθην 3.1. Οη θαηαγξαθέο ηνπ ζπζηήκαηνο απηνχ ηξνθνδνηνχλ ην κνληέιν πξνζνκνίσζεο θπκαηηζκψλ WAM. Σν θπκαηηθφ κνληέιν WAΜ είλαη έλα απφ ηα αξηηφηεξα θαη πην δηαδεδνκέλα θπκαηηθά κνληέια ζηνλ θφζκν. Δίλαη θπκαηηθφ κνληέιν ηξίηεο γεληάο, ηξνπνπνηεκέλν έηζη ψζηε λα είλαη εθηθηή ε ρξεζηκνπνίεζή ηνπ ηφζν απφ πιεπξάο αθξίβεηαο φζν θαη απφ πιεπξάο απαηηνχκελεο ππνινγηζηηθήο ηζρχνο ζε εθαξκνγέο πςειήο ρσξηθήο δηαθξηηνπνίεζεο. Σν κνληέιν WAM επηιχεη ηελ ρσξνρξνληθή εμέιημε ηνπ δηζδηάζηαηνπ θπκαηηθνχ θάζκαηνο ιακβάλνληαο ππφςε ηε δξάζε ηνπ αλέκνπ, ηηο κε γξακκηθέο αιιειεπηδξάζεηο ησλ θπκαηηζκψλ θαη ηελ θπκαηηθή απφζβεζε. Οη κε γξακκηθέο αιιειεπηδξάζεηο αθνξνχλ ζε θαηλφκελα ζπληνληζκνχ ζε θπκαηηθέο ηεηξάδεο, ελψ ε θπκαηηθή απφζβεζε πεξηιακβάλεη ηελ απφζβεζε ιφγσ ζξαχζεο θαη ηελ απφζβεζε ιφγσ ηξηβήο ππζκέλα. πλνπηηθά ζην WAM ιακβάλνληαη ππφςε ηα αθφινπζα θπκαηηθά θαηλφκελα: Κπκαηηθή δηάδνζε ζην ρξφλν θαη ζην ρψξν Γεκηνπξγία θχκαηνο ιφγσ αλέκνπ Γηάζιαζε θπκαηηζκψλ (ιφγσ κεηαβνιήο βαζπκεηξίαο ή παξνπζίαο ξεχκαηνο) Σεηξαδηθέο κε γξακκηθέο αιιειεπηδξάζεηο θπκαηηζκψλ Θξαχζε θπκαηηζκψλ Δπηδξάζεηο ηξηβήο ππζκέλα Όπσο πξναλαθέξακε ην WAM θαιχπηεη κε αδξφ πιέγκα ην Αηγαίν κε αλάιπζε 0.05 ν 0.05 ν θαη ε πεξηνρή ηεο ηνχπαο είλαη θνληά ζε ηξία ζεκεία ηνπ πιέγκαηνο (θ 1 =36.85 ν ι 1 =. ν, θ =36.75 ν ι =. ν, θ 3 =36.75 ν ι 3 =.3 ν ) ηα νπνία θαίλνληαη ζηελ Δηθφλα -8. Σα κέγηζηα χςε θχκαηνο κε ηηο αληίζηνηρεο πεξηφδνπο πνπ πξνθχπηνπλ ζηα ζεκεία 1, θαη 3 σο απνηέιεζκα ηεο πξνζνκνίσζεο ηνπ WAM είλαη:

50 49 Πίλαθαο 3-7: Απνηειέζκαηα πξνζνκνίσζεο κε ην κνληέιν WAM WAM Βνξεηνδπηηθόο Γπηηθόο Ννηηνδπηηθόο Νόηηνο Hmo (m) Tp (sec) Hmo (m) Tp (sec) Hmo (m) Tp (sec) Hmo (m) Tp (sec) ύγθξηζε απνηειεζκάησλ ησλ δύν πξνγλώζεσλ θπκαηηζκνύ θαη επηινγή θύκαηνο πξνζνκνίσζεο γηα ην πξόγξακκα ΜΗΚΔ 1 Απφ ηα ζηνηρεία πνπ παξαηέζεθαλ πην πάλσ θαίλεηαη φηη ε πξφγλσζε ηνπ θπκαηηζκνχ πνπ πξνηείλεηαη απφ ην CEM κε δεδνκέλα απφ ηνλ ζηαζκφ ηεο Μεζψλεο καο δίλεη κεγαιχηεξνπο θπκαηηζκνχο απφ ηνλ αληίζηνηρν ηεο Καιακάηαο γηα Βνξεηνδπηηθφ, Γπηηθφ θαη Ννηηνδπηηθφ άλεκν θαη κηθξφηεξνπο κφλν γηα Νφηην άλεκν, γεγνλφο αλακελφκελν κε βάζε ηα ξνδνγξάκκαηα αλέκνπ. Σα θχκαηα πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ηελ πξνζνκνίσζε ηεο παξάθηηαο εμέιημήο ηνπο θνληά ζηηο πεγέο ηεο ηνχπαο κε ην πξφγξακκα ΜΗΚΔ1 ζα είλαη ηα απνηειέζκαηα ηνπ WAM ελψ ηα απνηειέζκαηα ηεο πξφγλσζεο κε βάζε ηα αλεκνινγηθά ζηνηρεία ηεο ΔΜΤ ζα ιεηηνπξγνχλ σο έιεγρνο. Πίλαθαο -10: Υαξαθηεξηζηηθνί θπκαηηζκνί πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζνύλ γηα ηελ πξνζνκνίσζε ηεο παξάθηηαο εμέιημήο ηνπο ΒΟΡΔΗΟΓΤΣΗΚΟ ΓΤΣΗΚΟ ΝΟΣΗΟΓΤΣΗΚΟ ΝΟΣΗΟ Ho (m) Tp (s) 10, ,00 Πξέπεη λα αλαθέξνπκε φηη νη παξαπάλσ ηηκέο πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζνχλ ζηε ζπλέρεηα θαηά ηελ θπκαηηθή πξνζνκνίσζε ζηελ παξάθηηα δψλε, έρνπλ πεξίνδν επαλαθνξάο 10 έηε θαζψο γηα 10 έηε είλαη ηα δεδνκέλα ησλ κεηξήζεσλ πνπ εηζάγνληαη ζην WAM. Δπηιέμακε ηα θχκαηα απηά γηα ηελ πξνζνκνίσζε ηνπο ζηελ παξάθηηα δψλε γηαηί παξέρνπλ ηθαλνπνηεηηθή αζθάιεηα επεηδή πξνθχπηνπλ απφ θπκαηηθφ κνληέιν επξχηαηα απνδεθηφ κε δεδνκέλα εηζφδνπ αθξηβή ζηνηρεία απφ κεηξήζεηο πεδίνπ. ε πεξίπησζε

51 50 ελδερφκελσλ θαηαζθεπψλ κε απαίηεζε γηα πεξίνδν ζρεδηαζκνχ κεγαιχηεξε ησλ 10 εηψλ ζα γίλεη θαηάιιειε πξνζαξκνγή ησλ απνηειεζκάησλ ηεο παξνχζαο δηεξεχλεζεο. ην παξαθάησ ζρήκα δίδεηαη έλαο ράξηεο ηηκψλ ζεκαληηθνχ χςνπο θχκαηνο πεξηφδνπ επαλαθνξάο 50 εηψλ πνπ έρεη πξνθχςεη απφ ζηαηηζηηθή επεμεξγαζία αλεκνινγηθψλ θαη θπκαηηθψλ παξακέηξσλ, απνηέιεζκα ζπλδπαζκνχ ηνπ αηκνζθαηξηθνχ κεπδξνζηαηηθνχ κνληέινπ SKIRON-ETA θαη ηνπ θπκαηηθνχ κνληέινπ WAM. Δηθόλα 3-: εκαληηθό ύςνο θύκαηνο κε πεξίνδν επαθνξάο 50 εηώλ, (ΔΛΚΔΘΔ, IEΔ, ΔΜΤ, 007) Απφ ηελ Δηθφλα 3- πξνθχπηεη φηη ην ζεκαληηθφ χςνο θχκαηνο 50 εηψλ είλαη ηεο ηάμεο ησλ 8-10m γηα ηελ ππφ εμέηαζε πεξηνρή.

52 51 4. ΚΤΜΑΣΗΚΖ ΠΡΟΟΜΟΗΧΖ ΣΖΝ ΠΑΡΑΚΣΗΑ ΕΧΝΖ ΜΔ ΣΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΗΚΔ 1 Ζ παξάθηηα δηάδνζε ηνπ θπκαηηζκνχ θαη ησλ θπκαηνγελψλ ξεπκάησλ πξνζνκνηψζεθε κε ην ινγηζκηθφ ΜΗΚΔ 1 ηεο DHI (Danish Hydraulic Institute), έθδνζεο 007. Ζ DHI είλαη δηεζλήο εξεπλεηηθφο νξγαληζκφο κε αληηθείκελν ηελ πξνψζεζε ηεο ηερλνινγηθήο εμέιημεο ζηνλ ηνκέα ηνπ λεξνχ. Γηα ηηο αλάγθεο ηεο ζπγθεθξηκέλεο έξεπλαο ρξεζηκνπνηήζεθε ην κνληέιν παξάθηηαο θαζκαηηθήο εμέιημεο ησλ θπκαηηζκψλ (NSW) θαη ην πδξνδπλακηθφ κνληέιν δηζδηάζηαηεο αλάιπζεο (HD). Ζ πξνζνκνίσζε πξαγκαηνπνηήζεθε γηα ην ζχλνιν ησλ θαηεπζχλζεσλ ηνπ αλέκνπ γηα ηηο νπνίεο είλαη δπλαηή ε αλάπηπμε θπκαηηζκνχ (S, SW, W, NW) θαη γηα ην κέγηζην θχκα θάζε θαηεχζπλζεο, εθφζνλ ηα απνηειέζκαηα ζα ρξεζηκνπνηεζνχλ γηα ην ζρεδηαζκφ ελδερφκελσλ ζαιάζζησλ έξγσλ. ην πξψην ζηάδην ηεο πξνζνκνίσζεο εηζήρζε ε βαζπκεηξία ηεο πεξηνρήο κειέηεο κε βάζε ην βπζνκεηξηθφ ράξηε πνπ εθπνλήζεθε απφ ην ΔΛΚΔΘΔ. Ζ πεξηνρή πξνζνκνίσζεο νξηνζεηήζεθε νπζηαζηηθά απφ ηελ ηδηαίηεξε κνξθνινγία ηεο πεξηνρήο κειέηεο, θαζψο θαη απφ ηηο απαηηήζεηο ηνπ κνληέινπ θαη ησλ νξηαθψλ ζπλζεθψλ. Σν πξνζνκνίσκα απνηειείηαη απφ ηεηξαγσληθά ζηνηρεία δηάζηαζεο 1m γηα ην θπκαηηθφ κνληέιν θαη 10m γηα ην πδξνδπλακηθφ κνληέιν, κεγέζε ηα νπνία θξίλνληαη ηθαλνπνηεηηθά γηα ηελ θιίκαθα ηεο πεξηνρήο κειέηε θαη γηα ην ζθνπφ ρξήζεο ησλ απνηειεζκάησλ. ηελ Δηθφλα 4-1 κε πξάζηλν ρξψκα ζεκεηψλεηαη ε ζηεξηά, κε ζαιαζζί ηα ξερά λεξά θαη κε κπιε ηα βαζεηά. Γίπια απφ ην ράξηε βξίζθεηαη ε βαζκνλνκεκέλε θιίκαθα.

53 5 Δηθόλα 4-1: Απνηύπσζε ηεο βαζπκεηξίαο ζην ΜΗΚΔ1 4.1 Κπκαηηθό κνληέιν Nearshore Spectral Wave Model Γεληθή πεξηγξαθή. Σν MIKE1 NSW είλαη έλα πξφηππν αξηζκεηηθφ πξνζνκνίσκα αλεκνγελψλ θπκαηηζκψλ ην νπνίν πεξηγξάθεη ηελ δηάδνζε, αλάπηπμε θαη εμαζζέληζε βξαρέσλ (κηθξήο πεξηφδνπ short-period) θαη θαηεπζπληηθψλ (shortcrested) θπκάησλ ζε παξάθηηεο πεξηνρέο. Σν κνληέιν ιακβάλεη θχξηα ππφςε ηνπ ηα θαηλφκελα ηεο δηάζιαζεο (refraction) θαη ηεο ξήρσζεο (shoaling) ιφγσ κεηαβαιιφκελεο βαζπκεηξίαο, ηνπηθήο γέλεζεο θπκαηηζκψλ εμαηηίαο ηνπ αλέκνπ θαη ελεξγεηαθψλ απσιεηψλ εμαηηίαο ηξηβήο ζην ππζκεληθφ ζηεξεφ φξην θαη ζξαχζεο ησλ θπκαηηζκψλ. Δπίζεο, ιακβάλεηαη ππφςε θαη ην θαηλφκελν ηεο αιιειεπίδξαζεο θχκαηνο-ξεχκαηνο (wave-current interaction). Σν MIKE1 NSW είλαη έλα κφληκν (ρξνληθά αλεμάξηεην), θαηεπζπληηθά απνζπδεπγκέλν, παξακεηξηθφ κνληέιν. Οη βαζηθέο ηνπ εμηζψζεηο πξνθχπηνπλ απφ ηελ αξρή δηαηήξεζεο ηεο θαζκαηηθήο ελεξγεηαθήο ξνήο ηεο θπκαηηθήο δξάζεο (conservation law of the spectral wave action density), έηζη ψζηε λα είλαη δπλαηφο ν

54 53 ζπλππνινγηζκφο ηεο επίδξαζεο ησλ ξεπκάησλ. Γηεμάγεηαη παξακεηξνπνίεζε ηεο εμίζσζεο ζπλέρεηαο ζην πεδίν ησλ ζπρλνηήησλ κε ηελ εηζαγσγή ηεο κεδεληθήο θαη ηεο πξψηεο (δει. ησλ δχν πξψησλ) ξνπήο ηνπ (ελεξγεηαθνχ) θάζκαηνο ξνήο θπκαηηθήο δξάζεο σο εμαξηεκέλσλ κεηαβιεηψλ. Σν θάζκα ησλ ζπρλνηήησλ ζεσξείηαη φηη έρεη κία θνξπθή (single-peaked), πξάγκα ην νπνίν ζεκαίλεη φηη κηθηέο θαηαζηάζεηο θπκαηηθνχ πεδίνπ (φπσο αλεκνγελή θχκαηα καδί κε απνζαιαζζηά-swell) δελ είλαη δπλαηφ λα πξνζνκνησζνχλ. Οη βαζηθέο κεξηθέο δηαθνξηθέο εμηζψζεηο επηιχνληαη κέζσ δηαθξηηνπνίεζεο κε ηε ρξήζε κηαο ηερληθήο πεπεξαζκέλσλ δηαθνξψλ ηχπνπ Euler. Ζ κεδεληθή θαη ε πξψηε ξνπή ηνπ (ελεξγεηαθνχ) θάζκαηνο ξνήο θπκαηηθήο δξάζεο ππνινγίδνληαη πάλσ ζε νξζνγσληθφ θάλλαβν κε ζηαζεξφ ρσξηθφ βήκα γηα έλαλ αξηζκφ δηαθξηηψλ θαηεπζχλζεσλ. Σν ηειηθφ πξνθχπηνλ ζχζηεκα κε γξακκηθψλ αιγεβξηθψλ εμηζψζεσλ επηιχεηαη εθαξκφδνληαο κηα «κία θαη έμσ» (once-through) ζάξσζε ηνπ πεδίνπ ζηελ θπξίαξρε θαηεχζπλζε ηεο θπκαηηθήο δηάδνζεο (θαηεχζπλζε x). Απηή ε δηαδηθαζία πεξηνξίδεη ηελ γσλία αλάκεζα ζηνλ άμνλα x θαη ηε δηεχζπλζε ηεο θπκαηηθήο δηάδνζεο ζε ιηγφηεξν απφ 90. ηελ πξάμε απηή ε γσλία δελ κπνξεί λα μεπεξλάεη ηηο 60 γηα ιφγνπο ζηαζεξφηεηαο ηνπ αξηζκεηηθνχ κνληέινπ. Σν βαζηθφ ππνινγηζηηθφ απνηέιεζκα (output) είλαη θάπνηεο νινθιεξσκέλεο θπκαηηθέο παξάκεηξνη φπσο ην ζεκαληηθφ χςνο θχκαηνο, ε κέζε πεξίνδνο, ε κέζε θαηεχζπλζε ηνπ θχκαηνο, ε (θαηεπζπληηθή) ηππηθή απφθιηζε απφ ηελ θχξηα δηεχζπλζε θαη νη ηάζεηο αθηηλνβνιίαο. Δπηπξφζζεηα, κπνξεί λα απνδνζεί αθφκα θαζκαηηθφ output/ππνινγηζηηθφ απνηέιεζκα ζηε κνξθή θαηαλνκήο ηεο θπκαηηθήο ελέξγεηαο ζε δηαθξηηνπνηεκέλεο θαηεπζχλζεηο θαη έλα πεπεξαζκέλν αξηζκφ ζεκείσλ ηνπ θαλλάβνπ. Γηα ηνπο παξαπάλσ ιφγνπο ην κνληέιν είλαη θαηάιιειν λα εθαξκνζηεί ζηε κειέηε θπκαηηθήο δηείζδπζεο ζε παξάθηηεο πεξηνρέο. Ο ππνινγηζκφο ησλ θπκαηηθψλ ζπλζεθψλ είλαη θαζνξηζηηθήο ζεκαζίαο ηφζν γηα ηελ εθηίκεζε ησλ παξακέηξσλ ζρεδηαζκνχ ζαιαζζίσλ έξγσλ φζν θαη γηα ηελ εθηίκεζε ησλ επηδξάζεσλ πνπ πθίζηαηαη ε αθηνγξακκή. Ο ππνινγηζκφο ηεο θίλεζεο ησλ ηδεκάησλ (ζηεξενκεηαθνξάο), θαζνξίδεηαη θαηά πνιχ απφ ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θπκαηηθνχ πεδίνπ θαη ηα ζρεηηδφκελα θπκαηνγελή ξεχκαηα. Σα ηειεπηαία σο γλσζηφλ πξνθαινχληαη απφ ηηο θιίζεηο ζηηο ηάζεηο αθηηλνβνιίαο πνπ πξνθχπηνπλ ζηε δψλε ζξαχζεο θαη ην MIKE1 NSW παξέρεη απηή ηελ πιεξνθνξία. πλνιηθά ην MIKE1 NSW κπνξεί λα ιάβεη ππφςε ηνπ ηα εμήο θαηλφκελα:

55 54 - δηάζιαζε (refraction) - ξήρσζε (shoaling) - ηξηβή ζηνλ ππζκέλα (bottom dissipation) - ζξαχζε θπκάησλ (wave breaking) - γέλεζε θπκάησλ ιφγσ αλέκνπ (wind generation) - δηαζπνξά ζπρλνηήησλ (frequency spreading) - θαηεπζπληηθή δηαζπνξά (directional spreading) - αιιειεπίδξαζε θχκαηνο-ξεχκαηνο (wave-current interaction) 4.1. Βαζηθέο εμηζψζεηο. Αλαθνξηθά κε ηηο βαζηθέο εμηζψζεηο, ε πεξηγξαθή ησλ φξσλ πεγήο (source terms) θαη σο έλα ζεκείν ησλ αξηζκεηηθψλ κεζφδσλ επίιπζεο, ην MIKE1 NSW βαζίδεηαη ζηελ πξνζέγγηζε πνπ πξνηείλεηαη απφ ηνπο Holthuijsen et al. (1989). Οη δηάθνξνη κεηαζρεκαηηζκνί ησλ αλεκνινγηθψλ δεδνκέλσλ παξνπζηάδνληαη απφ ηνλ Johnson (1998). Οη παξαπάλσ δηαδηθαζίεο νδεγνχλ ζην αθφινπζν δεχγνο κεξηθψλ δηαθνξηθψλ εμηζψζεσλ: ( cgxmo ) ( cgymo ) ( c mo ) x y ( cgxm ) ( c m ) x y 1 gy 1 ( c mo ) 1 (4-1) (4-) φπνπ m 0 (x,y,ζ): m 1 (x,y,ζ): c gx, c gy : c ζ : x,y: κεδεληθή ξνπή ηνπ θάζκαηνο ξνήο θπκαηηθήο δξάζεο πξψηε ξνπή ηνπ θάζκαηνο ξνήο θπκαηηθήο δξάζεο ζπληζηψζεο ζηελ θαηά x θαη θαηά y δηεχζπλζε ηεο αληίζηνηρεο ηαρχηεηαο νκάδαο c g (group velocity) ηαρχηεηα δηάδνζεο ζηε ζ δηεχζπλζε θαξηεζηαλέο ζπληεηαγκέλεο ζ: δηεχζπλζε θπκαηηθήο δηάδνζεο Σ 0,Σ 1 : φξνη πεγήο θαη νη ξνπέο m n (ζ) νξίδνληαη σο: 0 n mn ( ) A, d (4-3)

56 55 φπνπ σ είλαη ε θπθιηθή ζπρλφηεηα θαη Α είλαη ε ππθλφηεηα ηεο θαζκαηηθήο ξνήο θπκαηηθήο δξάζεο. Οη ηαρχηεηεο δηάδνζεο c gx, c gy θαη c ζ ππνινγίδνληαη απφ ηε γξακκηθή ζεσξία θπκαηηζκψλ. Σν αξηζηεξφ ζθέινο ησλ εμηζψζεσλ ιακβάλεη ππφςε ηα θαηλφκελα ηεο δηάζιαζεο θαη ηεο ξήρσζεο. Οη φξνη πεγήο Σ 0 θαη Σ 1 πεξηγξάθνπλ ην θαηλφκελν ηεο ηνπηθήο αλάπηπμεο αλεκνγελνχο θπκαηηζκνχ θαη ηεο απψιεηαο ελέξγεηαο ιφγσ ζξαχζεο θαη ππζκεληθήο ηξηβήο. Ζ επίδξαζε ησλ ξεπκάησλ ζε απηέο ηηο δηεξγαζίεο ζπκπεξηιακβάλεηαη ζηνπο ζπγθεθξηκέλνπο φξνπο. Σν αξηζκεηηθφ ζρήκα επίιπζεο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζηε ρσξηθή δηαθξηηνπνίεζε είλαη έλα ζρήκα πεπεξαζκέλσλ δηαθνξψλ ηχπνπ Euler. ηε x δηεχζπλζε εθαξκφδνληαη γξακκηθέο θαηάληε δηαθνξέο, ελψ ζηηο ζ θαη y δηεπζχλζεηο είλαη δπλαηή ε επηινγή κεηαμχ γξακκηθψλ αλάληε δηαθνξψλ, θεληξηθψλ δηαθνξψλ θαη δεπηέξνπ βαζκνχ αλάληε δηαθνξψλ. Σα θαιχηεξα απνηειέζκαηα παξέρνληαη ζπλήζσο κε ηε ρξήζε γξακκηθψλ αλάληε δηαθνξψλ ζηηο ζ θαη y δηεπζχλζεηο. Οη φξνη πεγήο Σ 0 θαη Σ 1 ιφγσ ηνπηθήο αλεκνγέλεζεο εηζάγνληαη ξεηά, ελψ νη αληίζηνηρνη ιφγσ ζξαχζεο θαη ππζκεληθήο ηξηβήο εηζάγνληαη κε πεπιεγκέλν ηξφπν Οξηαθέο ζπλζήθεο. ην MIKE1 NSW ην θπκαηηθφ πεδίν πνπ δηαδίδεηαη κέζα ζηελ πεξηνρή πξνζνκνίσζεο εηζάγεηαη ζην κνληέιν δηακέζνπ ηνπ αλνηθηνχ νξίνπ (offshore boundary), ην νπνίν ζεσξείηαη πάληα σο δπηηθφ φξην. Σα βφξεηα θαη λφηηα φξηα (lateral boundaries) ζπκπιεξψλνπλ ηηο νξηαθέο ζπλζήθεο ηνπ ππνινγηζηηθνχ πεδίνπ. Δηδηθφηεξα, ε εηζεξρφκελε απφ ην αλνηθηφ φξην ελέξγεηα ζην πεδίν πξνζνκνίσζεο, θαζνξίδεηαη απφ νξηζκέλα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ επεξρφκελνπ θπκαηηζκνχ, φπσο ην ζεκαληηθφ χςνο θχκαηνο Ζ m0, ε κέζε πεξίνδνο T m, ε κέζε δηεχζπλζε ηεο θπκαηηθήο δηάδνζεο MWD, ν βαζκφο δηαζπνξάο ηεο θαηεχζπλζεο ηνπ θχκαηνο n, ε κέγηζηε απφθιηζε απφ ηε κέζε δηεχζπλζε θπκαηηθήο δηάδνζεο MDWD θαη ε ηππηθή απφθιηζε απφ ηελ θχξηα θαηεχζπλζε DSD. Σν αλνηθηφ φξην κπνξεί λα ζεσξεζεί ζηεξεφ φξην (land boundary), κε ζπλέπεηα ζε απηή ηελ πεξίπησζε ηα θχκαηα λα ζεσξνχληαη ηνπηθά αλεκνγελή θχκαηα. Σα εγθάξζηα βφξεηα θαη λφηηα φξηα ζεσξνχληαη ζρεδφλ πάληα ζπκκεηξηθά (symmetrical) κε ηελ έλλνηα φηη ε θιίζε ησλ θπκαηηθψλ ζπλζεθψλ θαηά κήθνο ηνπ νξίνπ είλαη κεδεληθή ή φηη ηα θάζεηα ζην φξην δηαθνξηθά ησλ εμαξηεκέλσλ κεηαβιεηψλ, m 0 θαη m 1, ηίζεληαη ίζα κε κεδέλ. Απηφ ζεκαίλεη φηη νη ηζνβαζείο ζεσξνχληαη ηνπηθά ηζαπέρνπζεο θαη παξάιιειεο θνληά ζην

57 56 φξην. Τπάξρεη αθφκα ε πεξίπησζε λα ζεσξεζνχλ ηα φξηα απνξξνθεηηθά (absorbing), κε ηελ έλλνηα φηη ηα επεξρφκελα θχκαηα ζην φξην απνξξνθψληαη πιήξσο, ρσξίο αλαθιάζεηο. Ζ ζρέζε κεηαμχ ηνπ n θαη ηνπ DSD πξνζδηνξίδεηαη απφ ηηο επφκελεο εθθξάζεηο: DSD 1 b (4-4) 0 cosd d (4-5) b sin D d (4-6) 0 Γεδνκέλσλ ησλ θπκαηηθψλ παξακέηξσλ, ε θαηεπζπληηθή θαηαλνκή ηεο θπκαηηθήο ελέξγεηαο ζην φξην είλαη: E(ζi) = E1 * D(ζi), κε i = 1, ndir (4-7) φπνπ ndir είλαη ν αξηζκφο ησλ δηαθξηηψλ θαηεπζχλζεσλ, E 1 =H m0 /16 είλαη ε ζπλνιηθή ελέξγεηα ηνπ δηαθξηηνχ ελεξγεηαθνχ θάζκαηνο θαη ε εμίζσζε θαηεπζπληηθήο θαηαλνκήο D νξίδεηαη απφ ηηο αθφινπζεο ζρέζεηο: D(ζi) = β*cosn(ζm-ζi), ζm-ζi ζd (4-8) D(ζi) = 0, ζm-ζi > ζd (4-9) φπνπ β είλαη παξάγσλ θαλνληθνπνίεζεο θαη ζ m είλαη ε κέγηζηε γσλία κεηάδνζεο θπκαηηθήο ελέξγεηαο. Σν MIKE1 NSW πεξηνξίδεηαη ζε εθαξκνγή κφλν γηα θχκαηα κε πεξίνδν Σ=0,~30sec Λνηπά ζηνηρεία ππνινγηζκνχ. Ο ζρεκαηηζκφο ηνπ θπκαηηθνχ πεδίνπ ιφγσ χπαξμεο πεδίνπ αλέκνπ βαζίδεηαη ζε εκπεηξηθέο εθθξάζεηο. Γίλεηαη ε ππφζεζε φηη ε θαηεπζπληηθή δηαζπνξά ηεο παξερφκελεο απφ ηνλ άλεκν ελέξγεηαο αθνινπζεί κία cos n ζ θαηαλνκή. Ζ κέζε ζπρλφηεηα είλαη αλεμάξηεηε απφ ηελ θαηεχζπλζε. Σν MIKE1 NSW εκπεξηέρεη ηνπο αθφινπζνπο πέληε αλεκνινγηθνχο κεηαζρεκαηηζκνχο (Johnson, 1998): - SPM73/HBH, βαζηζκέλνο ζε εθθξάζεηο πξνεξρφκελεο απφ ηνλ κεηαζρεκαηηζκφ ηνπ SPM (1973) γηα αλάπηπμε θχκαηνο ζε fetch-limited ζαιάζζηεο ζπλζήθεο ζε

58 57 βαζεηά λεξά κε ζπληειεζηέο φπσο ηνπο πεξηγξάθνπλ νη Holthuijsen, Booij and Herbers (1989). - SPM84, βαζηζκέλνο ζε εθθξάζεηο πξνεξρφκελεο απφ ηνλ κεηαζρεκαηηζκφ ηνπ SPM (1984). - Kahma & Calkoen, βαζηζκέλνο ζε εθθξάζεηο πξνεξρφκελεο απφ κεηαζρεκαηηζκνχο γηα αλάπηπμε θχκαηνο ζε fetch-limited ζαιάζζηεο ζπλζήθεο ζε βαζεηά λεξά κε ζπληειεζηέο φπσο ηνπο πεξηγξάθνπλ νη Kahma & Calkoen (1994). - SPM73, βαζηζκέλνο ζην SPM (1973). - JONSWAP, φπσο ζην SPM84, φκσο ρξεζηκνπνηψληαο ηελ U 10 αληί γηα ηελ U α, φπνπ U α είλαη ε ηαρχηεηα αλέκνπ φπσο απηή νξίδεηαη ζην SPM. Οη νινθιεξσκέλεο θπκαηηθέο παξάκεηξνη πνπ πξνθχπηνπλ σο απνηέιεζκα ησλ ππνινγηζκψλ ηνπ κνληέινπ είλαη: Σν ζεκαληηθφ χςνο θχκαηνο Ζ m0, νξίδεηαη σο: H mo 4 m o (4-10) φπνπ ε ζπλνιηθή ελέξγεηα m 0 = E 1 είλαη: m o E1 E( ) d (4-11) 0 Ζ κέζε θπκαηηθή πεξίνδνο T m νξίδεηαη σο: m (4-1) φπνπ (, ) dd 0 0 (, ) dd (4-13) Ζ κέζε δηεχζπλζε θχκαηνο ζ m θαη ε θαηεπζπληηθή ηππηθή απφθιηζε ζ νξίδνληαη σο: b m arctan (4-14) a 1 a b (4-15) φπνπ 1 a cos d (4-16) E 1 0

59 58 1 b sin d (4-17) E1 0 Ζ κέζε θπκαηηθή δηεχζπλζε ζε απηέο ηηο εθθξάζεηο νξίδεηαη ζρεηηθά κε ηνλ άμνλα x ηνπ κνληέινπ κεηξνχκελν ζεηηθφ θαηά ηελ αληησξνινγηαθή θνξά. Απνηειέζκαηα κπνξνχλ λα αληιεζνχλ ζηε κνξθή δπζδηάζηαησλ δηαλπζκάησλ πνπ πεξηέρνπλ ηηο x θαη y ζπληζηψζεο ηνπ δηαλχζκαηνο U=(u,v) κε u = H m0 * cos(ζ m ) v = H m0 * sin(ζ m ) Σν γξάθεκα ησλ δηαλπζκάησλ U=(u,v) κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα λα δείμεη ηε κέζε θπκαηηθή θαηεχζπλζε ζηελ πεξηνρή ππφ εμέηαζε. Δπίζεο ην κνληέιν παξέρεη ράξηεο απνηειεζκάησλ κε ηάζεηο αθηηλνβνιίαο S xx, S xy, S yy νη νπνίεο νξίδνληαη σο: S xx = 1 ξg(f u + F p ) (4-18) S xy = 1 ξg(f uv) (4-19) S yy = 1 ξg(f v + F p ) (4-0) ην αξρείν απνηειεζκάησλ νη ηάζεηο αθηηλνβνιίαο είλαη δηαηξεκέλεο κε ξ θαη νη F u, F uv, F v θαη F p νξίδνληαη σο: F u cos (1 G) E d (4-1) 0 F v sin (1 G) E d (4-) 0 F uv cos sin (1 G) E d (4-3) 0 F p G E d (4-4) 0 φπνπ ην G δίλεηαη απφ: kd G (4-5) sinh kd d ην βάζνο ζαιάζζεο k ν θπκαηαξηζκφο

60 Απνηειέζκαηα κνληέινπ NSW ηηο Δηθφλεο 4- έσο 4-5 απεηθνλίδεηαη ε ρσξηθή κεηαβνιή ηνπ χςνπο ησλ θπκαηηζκψλ γηα ηηο δηεπζχλζεηο αλεκνγελψλ θπκαηηζκψλ πνπ επεξεάδνπλ ηελ πεξηνρή (Ν, ΝΓ, Γ, ΒΓ). Ζ πεξηνρή πεξηζηξέθεηαη γηα θάζε δηέπζπλζε έηζη ψζηε ε πξφζπησζε ηνπ θπκαηηζκνχ λα γίλεηαη απφ ηελ αξηζηεξή πιεπξά ηνπ θαλάβνπ, φπσο απαηηείηαη απφ ην πξφγξακκα. Όπσο θαίλεηαη θαη ζηα ζρήκαηα, ν εηζεξρφκελνο θπκαηηζκφο έρεη ην αληίζηνηρν χςνο πνπ έρεη αλαπηπρζεί ζηα αλνηρηά. Λφγσ ησλ θαηλνκέλσλ δηάζιαζεο, ξήρσζεο θαη ζξαχζεο παξαηεξείηαη κεηαβνιή ηνπ χςνπο. ηελ πεξηνρή ηεο αλάβιπζεο ην θχκα έρεη ηα παξαθάησ χςε γηα ηηο αληίζηνηρεο δηεπζχλζεηο: Πίλαθαο 4-1: Ύςνο θαη πεξίνδνο θύκαηνο ζηελ πεξηνρή ηεο αλάβιπζεο Μεηαβνιή χςνπο θπκαηηζκνχ ΚΑΣΔΤΘΤΝΖ N ΝΓ Γ ΒΓ Δηζεξρφκελν χςνο θπκαηηζκνχ Ζs (m) Ύςνο θπκαηηζκνχ Ζs ζηελ αλάβιπζε (m) ηηο Δηθφλεο 4-6 έσο 4-9 απεηθνλίδνληαη νη ηάζεηο αθηηλνβνιίαο Sxx θαη Syy. Ζ θαηά ηελ θχξηα θαηεχζπλζε ηνπ θπκαηηζκνχ κεηαθνξά νξηδφληηαο νξκήο νινθιεξσκέλε ζην βάζνο εηζέξρεηαη ζηηο εμηζψζεηο πνζφηεηαο θίλεζεο γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηνπ πεδίνπ ηαρπηήησλ ζηα ελδηάκεζα θαη ξερά λεξά (d/l<0.5) επεξεάδνληαο θαη ηε ζηεξενκεηαθνξά. Δηθόλα 4-: Υσξηθή κεηαβνιή ύςνπο θπκαηηζκνύ από ην Νόην, Ζs=.90m,Tp=9.70s

61 60 Δηθόλα 4-3: Υσξηθή κεηαβνιή ύςνπο θπκαηηζκνύ από ηα ΝΓ, Ζs=4,50m,Tp=14,6s Δηθόλα 4-4: Υσξηθή κεηαβνιή ύςνπο θπκαηηζκνύ από ηα Γ, Ζs=3,75m,Tp=8,5s

62 61 Δηθόλα 4-5: Υσξηθή κεηαβνιή ύςνπο θπκαηηζκνύ από ηα ΒΓ, Ζs=.10, Tp=9.98s Δηθόλα 4-6: Σάζεηο αθηηλνβνιίεο γηα θπκαηηζκό από ηα λόηηα

63 6 Δηθόλα 4-7: Σάζεηο αθηηλνβνιίεο γηα θπκαηηζκό από ηα λνηηνδπηηθά Δηθόλα 4-8: Σάζεηο αθηηλνβνιίεο γηα θπκαηηζκό από ηα δπηηθά

64 63 Δηθόλα 4-9: Σάζεηο αθηηλνβνιίεο γηα θπκαηηζκό από ηα βνξεηνδπηηθά

65 64 4. Τδξνδπλακηθό κνληέιν - MIKE 1 Flow Model / Hydrodynamic Module 4..1 Γεληθή πεξηγξαθή. To MIKE 1 Flow Model είλαη έλα πξφγξακκα πξνζνκνίσζεο δπζδηάζηαησλ ξνψλ κε ειεχζεξε επηθάλεηα θαη κπνξεί λα πεξηγξάςεη ηηο πδξαπιηθέο θαη ηηο πεξηβαιινληηθέο δηεξγαζίεο πνπ ζπκβαίλνπλ ζε εθβνιέο πνηακψλ, ιίκλεο, θφιπνπο, παξάθηηεο πεξηνρέο θαη ζηελ αλνηρηή ζάιαζζα. Μπνξεί λα εθαξκνζηεί ζε φιεο ηηο πεξηπηψζεηο ζηηο νπνίεο είλαη δπλαηφ λα αγλνεζεί ε ζηξσκάησζε ησλ πδάηηλσλ ζσκάησλ θαζψο θαη λα πξνζνκνηψζεη έλα επξχ θάζκα θαηλνκέλσλ φπσο ε παιίξξνηα, ηα αλεκνγελή θαη θπκαηνγελή ξεχκαηα θιπ. Γηα ηηο αλάγθεο ηεο εξγαζίαο απηήο ρξεζηκνπνηήζεθε ε έθδνζε ηεο δπζδηάζηαηεο αλάιπζεο ηνπ πδξνδπλακηθνχ κνληέινπ, εθφζνλ ην ελδηαθέξνλ καο σο πξνο ηε δίαηηα ηεο θπκαηνγελνχο θπθινθνξίαο εζηηάδεηαη ζηελ παξάθηηα δψλε. Σν πδξνδπλακηθφ (HD) είλαη έλα αξηζκεηηθφ κνληέιν πεπεξαζκέλσλ δηαθνξψλ, κε ζηαζεξέο απνζηάζεηο θαλλάβνπ ζηνπο άμνλεο x θαη y, πνπ πεξηγξάθεη ηε δπζδηάζηαηε κε κφληκε ξνή πξνζνκνηψλνληαο ηελ αλχςσζε ηεο ειεχζεξεο επηθάλεηαο θαη ηε ξνή θαηά ηηο δχν δηεπζχλζεηο, ζε θάζε ζεκείν ηνπ θαλλάβνπ. ηνπο πδξνδπλακηθνχο ππνινγηζκνχο πνπ εθηεινχληαη κε ην MΗΚΔ 1 ιακβάλνληαη ππφςε: - ε δηαηκεηηθή ηάζε πνπ αλαπηχζζεηαη ζηνλ ππζκέλα - ε δηαηκεηηθή ηάζε πνπ πξνθαιεί ν άλεκνο ζηελ ειεχζεξε επηθάλεηα ηνπ λεξνχ - ε κεηαβνιή ηνπ βαξνκεηξηθνχ πεδίνπ - ε δχλακε Coriolis - ε δηαζπνξά ηεο νξκήο - ε εμάηκηζε - ε κεηαβνιή ηεο ζηάζκεο ηεο ζάιαζζαο - ηα ζεκεία παξνρψλ εηζφδνπ θαη εμφδνπ (πεγέο θαη θαηαβφζξεο) θαζψο θαη άιιεο παξάκεηξνη, νη νπνίεο αλαθέξνληαη αλαιπηηθφηεξα ζηε ζπλέρεηα. 4.. Θεσξεηηθφ ππφβαζξν Τδξνδπλακηθνχ Μνληέινπ. Οη εμηζψζεηο ζηηο νπνίεο βαζίδεηαη ε επίιπζε ηνπ πδξνδπλακηθνχ κνληέινπ είλαη ε εμίζσζε ζπλέρεηαο θαη νη εμηζψζεηο πνζφηεηαο ηεο θίλεζεο θαηά x θαη y, νινθιεξσκέλεο θαζ χςνο (z), φπσο θαίλνληαη παξαθάησ:

66 65 1) Δμίζσζε ζπλέρεηαο: p q d t x y t ) Δμίζσζε πνζφηεηαο θίλεζεο θαηά x: p p t x h pq y h gp p q gh x C h h q fvv x p 0 w x 3) Δμίζσζε πνζφηεηαο θίλεζεο θαηά y: h h (4-6) 1 xx xy w x y (4-7) q t q y h p fvv y pq gq p q gh x h y C h h p 0 y w h (x,y,t): βάζνο λεξνχ (= δ-d, m) d (x,y,t): ζπλνιηθφ βάζνο (m) (x,y,t): αλχςσζε ειεχζεξεο επηθάλεηαο(m) p (x,y,t): πνζφηεηα θίλεζεο ζηε δηεχζπλζε x (m 3 /m/sec) q (x,y,t): πνζφηεηα θίλεζεο ζηε δηεχζπλζε y (m 3 /m/sec) C (x,y): ζπληειεζηήο ηξηβήο θαηά Chezy (m 0.5 /sec) g : επηηάρπλζε βαξχηεηαο (=9,81m/sec ) ζπληειεζηήο ηξηβήο αλέκνπ fv ( ): h h 1 yy xy w y x (4-8) V V x, y (x,y,t): ζπληζηψζεο ηαρχηεηαο αλέκνπ θαηά x θαη y (m/sec) x, y ζπληειεζηήο Coriolis (sec -1 ) p (x,y,t): αηκνζθαηξηθή πίεζε (kg/m/sec ) a w : ππθλφηεηα λεξνχ (kg/m 3 ) x, y : ρσξηθέο ζπληεηαγκέλεο (m) t : ρξφλνο (sec) xx, xy, yy : ζπληζηψζεο ελεξγψλ ηάζεσλ αθηηλνβνιίαο Σν κνληέιν ΜIKE 1 FM (HD) ρξεζηκνπνηεί ηνλ Αιγφξηζκν Δλαιιαζζφκελεο Καηεχζπλζεο (Alternating Direction Implicit - ADI) γηα ηε ρξνληθή θαη ρσξηθή νινθιήξσζε ησλ παξαπάλσ εμηζψζεσλ. Σα κεηξψα εμηζψζεσλ πνπ πξνθχπηνπλ γηα θάζε θαηεχζπλζε θαη θάζε κεκνλσκέλε γξακκή πιέγκαηνο επηιχνληαη απφ έλαλ αιγφξηζκν δηπιψλ πεξαζκάησλ (Double Sweep - DS).

67 Απνηειέζκαηα κνληέινπ HD. ηηο παξαθάησ Δηθφλεο 4-10 έσο 4-13 απεηθνλίδεηαη ην πδξνδπλακηθφ πεδίν γηα θάζε δηεχζπλζε αλεκνγελνχο θπκαηηζκνχ. Οη ηηκέο ηεο πνζφηεηαο ξνήο θίλεζεο, P θαη Q, έρνπλ πξνζνκνησζεί κε δεδνκέλα εηζφδνπ ηα χςε θπκαηηζκνχ θαη ηηο ηάζεηο αθηηλνβνιίαο πνπ πξνέθπςαλ απφ ην θπκαηηθφ κνληέιν. Δπίζεο παξαηίζεληαη νη Δηθφλεο 4-14 έσο 4-17 κε ηηο κέζεο θαηά βάζνο ηαρχηεηεο θπθινθνξίαο, U θαη V. Με άζπξν ρξψκα ζεκαίλεηαη ε πεξηνρή ηεο μεξάο θαη κε θφθθηλν ε αθξηβήο ηνπνζεζία ηεο αλάβιπζεο. ηα ζρήκαηα δηαθξίλεηαη ε θνξά θαη ην κέγεζνο ησλ δηαλπζκάησλ, ζχκθσλα κε βέινο αλαθνξάο θαη ην εχξνο ησλ δηαζηεκάησλ ηεο βαζκνλνκεκέλεο θιίκαθαο. εκεηψλνπκε μαλά φηη ε πξνζνκνίσζε αθνξά αθξαία θαηξηθά θαηλφκελα. ηνλ Πίλαθα 4- πνπ αθνινπζεί δίδνληαη ζπγθεληξσηηθά ηα απνηειέζκαηα γηα ηε ζέζε ηεο αλάβιπζεο. Πίλαθαο 4-: Απνηέιεζκα πξνζνκνίσζεο ζηε ζέζε ηεο αλάβιπζεο Οξηδφληηα θαη θάζεηε ξνή θαη ΚΑΣΔΤΘΤΝΖ ηαρχηεηα ζηελ πδάηηλε ζηήιε ζην ζεκείν ηεο αλάβιπζεο N ΝΓ Γ ΒΓ P (m 3 /s*m) Q (m 3 /s*m) U (m/s) V (m/s) πκπιεξσκαηηθά γίλεηαη αλαθνξά ζηηο ηαρχηεηεο ξνήο πνπ ζα πξνθαινχζε ελδερφκελε αλάπηπμε ζεηζκνγελνχο ζαιάζζηνπ θπκαηηζκνχ. Χο γλσζηφλ ε ππφ εμέηαζε πεξηνρή βξίζθεηαη θνληά ζην ειιεληθφ ηφμν, ην φξην δειαδή κεηαμχ ησλ ηεθηνληθψλ πιαθψλ ηεο Αθξηθήο θαη ηνπ Αηγαίνπ, φπνπ θαηά ηεθκήξην εθδειψλεηαη έθιπζε ζεηζκηθήο ελέξγεηαο. Γηα ηε δεκηνπξγία ηζνπλάκη ρξεηάδεηαη λα ηζρχνπλ νξηζκέλνη πεξηνξηζκνί, φπσο κηθξφ εζηηαθφ βάζνο, έληαζε πάλσ απφ θάπνην φξην γχξν ζην 6,5 R, θιπ. Έηζη ε εθδήισζε ηέηνηνπ θαηλνκέλνπ παξφιν πνπ δελ κπνξεί λα απνθιεηζζεί ζπλαξηάηαη γεληθά κε κηθξή πηζαλφηεηα εκθάληζεο. Γηα ηηο αλάγθεο ζρεδηαζκνχ ελδερφκελσλ έξγσλ απφιεςεο λεξνχ ζθφπηκν είλαη παξά ηαχηα λα έρνπκε κία θαηά πξνζέγγηζε έζησ εθηίκεζε ησλ πδξνδπλακηθψλ ραξαθηεξηζηηθψλ ελφο ηέηνηνπ θχκαηνο. Δίλαη γλσζηφ φηη ιφγσ ηεο κεγάιεο πεξηφδνπ ησλ θπκάησλ ηζνπλάκη, ηα ηειεπηαία ζπκπεξηθέξνληαη σο καθξά θχκαηα ζε φια ηα βάζε ζαιάζζεο ηεο Γεο. Χο εθ ηνχηνπ ε

68 67 θαζηθή ηνπο ηαρχηεηα είλαη θνληά ζηελ ηηκή (gd) 1/, φπνπ d ην βάζνο. Γηα ηελ πεξηνρή κειέηεο ε ηαρχηεηα απηή ζα είλαη επνκέλσο πεξί ηα 16m/s. Ζ αληίζηνηρε ηαρχηεηα ησλ πγξψλ κνξίσλ εθηηκάηαη κε βάζε ηε ζεσξία ηνπ κνλαρηθνχ θχκαηνο κε ην νπνίν πξνζνκνηάδεηαη ζπλήζσο ε πδξνδπλακηθή ζπκπεξηθνξά ελφο θχκαηνο ηζνπλάκη. χκθσλα κε ηε ζεσξία απηή ε κέγηζηε ππζκεληθή ηαρχηεηα u max κπνξεί λα εθθξαζζεί ζπλαξηήζεη ηεο θαζηθήο ηαρχηεηαο c φπσο παξαθάησ (SPM, 1975): u b, max c N / φπνπ Ν παξάκεηξνο πνπ εμαξηάηαη απφ ην ιφγν H/h (χςνο θχκαηνο/βάζνο). Γηα έλα πηζαλφ χςνο θχκαηνο ηεο ηάμεο ηνπ 0,5 m πξνθχπηεη γηα ηελ πεξηνρή κειέηεο (Munk, 1949), N=0,03 θαη επνκέλσο ub,max 0,5 m/s Καζ χςνο ηεο πγξήο ζηήιεο ε κέγηζηε ηαρχηεηα είλαη δηπιάζηα ηεο ππζκεληθήο, επνκέλσο: ub,max 0,50 m/s Οη πην πάλσ ηαρχηεηεο είλαη ζπλδεδεκέλεο κε πνιχ κηθξέο ζπρλφηεηεο επαλαθνξάο ηεο ηάμεσο ηνπ 1 αλά 500 έηε, κπνξνχλ φκσο λα ιεθζνχλ ππφςε ζην ζρεδηαζκφ ησλ ηερληθψλ έξγσλ ιακβάλνληαο ππφςε αληίζηνηρα κεησκέλνπο ζπληειεζηέο αζθαιείαο.

69 68 Δηθόλα 4-10: Πνζόηεηα ξνήο θίλεζεο γηα θύκα από ην Νόην, Ζs=3.40m, Tp=9.70s Δηθόλα 4-11: Πνζόηεηα ξνήο θίλεζεο γηα θύκα από ΝΓ, Ζs=4,50m, Tp=14,6s

70 69 Δηθόλα 4-1: Πνζόηεηα ξνήο θίλεζεο γηα θύκα από Γ, Ζs=3,75m, Tp=8,5s Δηθόλα 4-13: Πνζόηεηα ξνήο θίλεζεο γηα θύκα από ΒΓ, Ζs=,10m, Tp=9,98s

71 70 Δηθόλα 4-14: Μέζε θαηά βάζνο ηαρύηεηα θπθινθνξίαο γηα θύκα από Ν, Ζs=,10m, Tp=9,98s Δηθόλα 4-15:Μέζε θαηά βάζνο ηαρύηεηα θπθινθνξίαο γηα θύκα από ΝΓ, Ζs=4,50m,Tp=14,6s

72 71 Δηθόλα 4-16:Μέζε θαηά βάζνο ηαρύηεηα θπθινθνξίαο γηα θύκα από Γ, Ζs=3,75m,Tp=8,5s Δηθόλα 4-17: Μέζε θαηά βάζνο ηαρύηεηα θπθινθνξίαο γηα θύκα από ΒΓ, Hs=.10,Tp=9.98s

73 7 5. ΔΚΣΗΜΖΖ ΣΔΡΔΟΠΑΡΟΥΖ 5.1 Κίλεζε ηδήκαηνο ζηελ πεξηνρή ηεο αλάβιπζεο Γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηεο θίλεζεο ησλ ηδεκάησλ ζηνλ ππζκέλα ηεο πεξηνρήο αθνινπζείηαη δηαδηθαζία κε βάζε ην δηάγξακκα ηνπ Shields (1936), ε νπνία αλαπηχρζεθε ζε φξνπο ηνπ πνζνζηνχ ηεο δηαηκεηηθήο ηάζεο πνπ αζθείηαη ζηνλ θφθθν άκκνπ ηνπ ππζκέλα ιφγσ ηεο ζπλδπαζκέλεο θίλεζεο θχκαηνο θαη ξεχκαηνο θαη ηνπ βάξνπο ηνπ θφθθνπ ζην λεξφ. Καηά ηνλ ππνινγηζκφ ηεο θίλεζεο ηνπ ηδήκαηνο ρξεζηκνπνηήζεθε ην κέζν θχκα (κε βάζε ηηο εηήζηεο ζπρλφηεηεο) ζχκθσλα κε ηε κέζνδν πξφγλσζεο θπκαηηζκνχ πνπ πξνηείλεηαη απφ ην CEM. Ζ παξάκεηξνο Shields ζ cr νξίδεηαη σο: ζ cr ηcr, (5-1) g(ξ ξ)d s Όπνπ η cr δηαηκεηηθή ηάζε ππζκέλα g επηηάρπλζε βαξχηεηαο ξ s ππθλφηεηα θφθθνπ ξ ππθλφηεηα λεξνχ d δηάκεηξνο θφθθνπ Ζ παξάκεηξνο απεηθνλίδεηαη ζην Γηάγξακκα 5-1 ζπγθξηηηθά κε ην αδηάζηαην κέγεζνο θφθθνπ: 1/3 g(s 1) D* d λ (5-) Όπνπ λ= θηλεκαηηθή ζπλεθηηθφηεηα λεξνχ θαη s=ξ s /ξ. Γηάγξακκα5-1 : Ζ παξάκεηξνο Shields ζ cr ζε ζρέζε κε ην αδηάζηαην κέγεζνο θόθθνπ D *, Soulsby (1997).

74 73 Ζ έθθξαζε ηνπ Shields ε νπνία αλαθέξεηαη ζε ζηαζεξή ξνή ξεχκαηνο κπνξεί λα επεθηαζεί γηα θπκαηηζκνχο, φπσο επίζεο θαη γηα ζπλδπαζκφ ξεχκαηνο θαη θπκαηηζκψλ. Οη Soulsby θαη Whitehouse (1997) έδσζαλ κηα αιγεβξηθή έθθξαζε ηεο παξακέηξνπ Shields ζ cr πνπ ηαηξηάδεη ζηελ παξαπάλσ θακπχιε: ζ 0.3 D (5-3) cr exp D* * ην Γηάγξακκα 5- απνηππψλνληαη νη θακπχιεο ηεο θξίζηκεο δηαηκεηηθήο ηάζεο ζε ζρέζε κε ην κέγεζνο ηνπ θφθθνπ γηα γιπθφ θαη αικπξφ λεξφ. Γηάγξακκα 5-: Κξίζηκε δηαηκεηηθή ηάζε η cr (Nm - ) ζε ζρέζε κε ην κέγεζνο ηνπ θόθθνπ d(mm), Soulsby (1997). Γηα ηνλ ππνινγηζκφ ηεο δηαηκεηηθήο ηάζεο ζηνλ ππζκέλα απφ ηε ζπλδπαζκέλε δξάζε θπκαηηζκψλ θαη ξεχκαηνο ρξεζηκνπνηείηαη ε ζρέζε: 1 ηcw ξf cwu b (5-4) Όπνπ ξ ππθλφηεηα λεξνχ, f cw u b ζπληειεζηήο ηξηβήο ππζκέλα γηα ζπλδπαζκφ ξεχκαηνο θαη θπκαηηζκψλ, ηαρχηεηα θχκαηνο θαη ξεχκαηνο ζηνλ ππζκέλα. Ο ζπληειεζηήο ηξηβήο γηα ζπλδπαζκφ ξεχκαηνο θαη θπκαηηζκψλ είλαη:

75 74 f cw ιf (1 ι)f (5-5) c w Όπνπ f c,f w νη ζπληειεζηέο ηξηβήο ξεχκαηνο θαη θχκαηνο αληίζηνηρα, ι παξάκεηξνο πνπ δίλεηαη απφ ηε ζρέζε ι=u/(u+u o ), u ηαρχηεηα ξεχκαηνο, u o ηαρχηεηα ξεπζηνχ ζσκαηηδίνπ ζηνλ ππζκέλα ιφγσ θχκαηνο (=πζ/σsinhkh). Οη ζπληειεζηέο ηξηβήο κπνξνχλ λα εθθξαζηνχλ σο εμήο: fc g/c, (5-6) φπνπ C ν ζπληειεζηήο Chezy =18log(1h/k s ), (m 1/ /s) (5-7) 0,19 k s f w exp μ (5-8) μ=u o T/π Σ πεξίνδνο θπκαηηζκνχ k s. 5 d. 50 Ζ εθαξκνγή ηεο παξαπάλσ κεζνδνινγίαο ππνινγηζκνχ ηεο θίλεζεο ησλ ηδεκάησλ ζηνλ ππζκέλα ηεο πεξηνρήο θαίλεηαη ζηνλ Πίλαθα 5-1. Γηα θάζε δηεχζπλζε (Ν, ΝΓ, Γ, ΒΓ) θαη γηα θπκαηηζκφ κέζεο έληαζεο αιιά κεγάιεο ζπρλφηεηαο ππνινγίζηεθε ην κέγεζνο ηνπ θφθθνπ πάλσ απφ ην νπνίν δελ έρνπκε θίλεζε ηδήκαηνο γηα ηηο δεδνκέλεο ζπλζήθεο ξνήο.

76 75 Πίλαθαο 5-1: Δθαξκνγή ειέγρνπ θίλεζεο ηδήκαηνο Ν ΝΓ Γ ΒΓ Βάζνο h (m) 6 Ύςνο θχκαηνο Ζ (m) Πεξίνδνο Σ (sec) Mήθνο θχκαηνο L (m) Δηήζηα ζπρλ. εκθάληζεο % Σαρχηεηα ξεχκαηνο uc (m/s) Σαρχηεηα θχκαηνο uo (m/s) E-06 Ππζκεληθή ηαρχηεηα ub (m/s) ks (m) 1.5* E E-08 μ (m) E-07 C (m 1/ /s) fc ι fw fcw ζcr D* s v (m /s) 1.36* * * *10-6 ηcr=ηcw (Ν/m ) dcr (mm) Όπσο είδακε θαη ζην ν Κεθάιαην (Δδάθην.3) ε δηάκεηξνο ηνπ κέζνπ θφθθνπ d 50 ζηε ζέζε ηεο πεγήο είλαη 1mm. χκθσλα κε ηνλ παξαπάλσ έιεγρν θίλεζεο ηδήκαηνο ζα έρνπκε κεηαθίλεζε θφθθνπ αιιά ζε πνζνζηφ αξθεηά κηθξφηεξν απφ 50%. Απφ ηα ζηνηρεία ηνπ Πίλαθα 5-1 πξνθχπηεη φηη ε νπζηαζηηθή θίλεζε ηδεκάησλ πξνθαιείηαη απφ ΝΓ θπκαηηζκνχο γηα ηα βάζε πνπ ηζρχνπλ ζηε ζέζε ηεο αλάβιπζεο θαη επνκέλσο ε θαηεχζπλζε θίλεζήο ηνπο είλαη πξνο ηελ αθηή ζηελ ελ ιφγσ πεξηνρή. Γηα ην ιφγν απηφ, ζε πεξίπησζε θαηαζθεπήο έξγσλ πδξνιεςίαο ζηελ αλάβιπζε, πξνηείλεηαη ε δεκηνπξγία ηάθξνπ παγίδεπζεο ηνπ ηδήκαηνο πεξηκεηξηθά ησλ έξγσλ θαη ζε θάπνηα απφζηαζε απφ απηά.

77 76 5. ηεξενπαξνρή θαηά κήθνο ηεο αθηήο Ζ ζπλνιηθή κεηαθνξά ηδήκαηνο θαηά κήθνο ηεο αθηήο δίλεηαη απφ ηελ εμίζσζε (m 3 ): Q 190* P l (5-9) Όπνπ P l θηλνχκελν πγξφ (ελέξγεηα/ρξφλν*απφζηαζε) ζε κνλαδηαίν κήθνο θαηά κήθνο ηεο αθηήο θαη ππνινγίδεηαη απφ ηε ζρέζε 3/ 5/ Pl *ξ*g *Hsb * sina sb (J/m*sec): (5-10) Όπνπ H sb (m) ην ζεκαληηθφ χςνο θχκαηνο ζην ζεκείν ηεο ζξαχζεο θαη a sb ε αληίζηνηρε γσλία πξφζπησζήο ηνπ. Ζ εηήζηα δπλεηηθή παξνρή ζηεξενκεηαθνξάο θαηά κήθνο ηεο αθηήο πξνθχπηεη Q=11.855m 3 /yr.

78 77 6. ΑΠΟΛΖΦΖ ΝΔΡΟΤ ΑΠΟ ΣΖΝ ΤΠΟΘΑΛΑΗΑ ΠΖΓΖ 6.1 Θεσξεηηθή πξνζέγγηζε αλάβιπζεο Ζ εθξνή ηνπ γιπθνχ λεξνχ θαηά ηελ έμνδφ ηνπ απφ ηελ ππνζαιάζζηα πεγή κπνξεί λα πξνζνκνησζεί κε θιέβα. Φιέβα νλνκάδεηαη ε εθξνή ελφο ξεπζηνχ απφ κία νπή ή κηα ζρηζκή κέζα ζε έλα νκνεηδέο ξεπζηφ κε ηελ ίδηα ή δηαθνξεηηθή ππθλφηεηα. Αλάινγα κε ηελ πεγή ελέξγεηαο ηεο ξνήο, ε θιέβα δηαθξίλεηαη ζε απιή εθηνμεπφκελε (jet) ή πιήξσο αλσζηηθή (plume). Ζ απιή εθηνμεπφκελε θιέβα είλαη απηή θαηά ηελ νπνία ην ξεπζηφ πνπ εθξέεη έρεη νξκή Μ θαη ε ππθλφηεηά ηνπ είλαη ίδηα κε απηή ηνπ πεξηβάιινληνο ξεπζηνχ. Γεδνκέλνπ φηη δελ επηδξνχλ δπλάκεηο βαξχηεηαο ζηε ξνή, ε αξρηθή νξκή Μ ηεο θιέβαο παξακέλεη ακεηάβιεηε κε ηελ απφζηαζε απφ ηελ έμνδν απηήο. Ζ πιήξσο αλσζηηθή θιέβα είλαη απηή θαηά ηελ νπνία ην ξεπζηφ πνπ εθξέεη έρεη αξρηθά κεδεληθή ηαρχηεηα ξνήο θαη δηαθνξεηηθή ππθλφηεηα απφ ην πεξηβάιινλ ξεπζηφ, επνκέλσο ε ξνή είλαη απνηέιεζκα κφλν ηεο δπλακηθήο ελέξγεηαο πνπ παξέρεη ζην ξεπζηφ θάπνηα ζεηηθή ή αξλεηηθή άλσζε Β. ηε θχζε νη πεξηζζφηεξεο θιέβεο είλαη ζπλδπαζκφο ησλ δχν παξαπάλσ απινχζηεξσλ θιεβψλ θαη ραξαθηεξίδνληαη σο ηπξβψδεηο αλσζηηθέο θιέβεο, νη νπνίεο αξρηθά έρνπλ νξκή Μ θαη άλσζε Β. Έηζη, φηαλ ε νξκή θαη ε άλσζε είλαη ηεο ίδηαο ηάμεσο, αξρηθά ζπκπεξηθέξεηαη ζαλ jet θαη ζε θάπνηα απφζηαζε απφ ηελ πεγή κεηαηξέπεηαη ζε plume. Ζ ππφ εμέηαζε αλάβιπζε, φπσο είδακε ζε πξνεγνχκελν θεθάιαην, θαιχπηεηαη απφ έλαλ αξθεηά κεγάιν βξάρν. Ζ παξνπζία ηνπ βξάρνπ πξνθαιεί δπζρέξεηεο ηφζν ζηελ αζθαιή κέηξεζε ησλ θπζηθψλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηεο πεγήο θαη ηνπ λεξνχ πνπ αλαβιχδεη, φζν θαη ζηελ δπλαηφηεηα εθκεηάιιεπζήο ηεο. Δμαηηίαο ηνπ βξάρνπ, ην λεξφ θαηά ηελ έμνδφ ηνπ απφ ηελ πεγή αλακεηγλχεηαη ζεκαληηθά κε ην ζαιαζζηλφ λεξφ. Αθφκα, φπσο πξναλαθέξακε, δελ ππάξρεη εηθφλα ηεο κνξθήο θαη ηνπ κεγέζνπο ηεο νπήο απ φπνπ αλαβιχδεη ην λεξφ. Πξνυπφζεζε γηα ηνλ ζρεδηαζκφ κηαο δηάηαμεο απφιεςεο ηνπ λεξνχ ηεο πεγήο είλαη λα απνκαθξπλζεί ν βξάρνο. Θεσξνχκε φηη αλ απνκαθξπλζεί ν βξάρνο, ζα έρνπκε κηα θάζεηε θιέβα γιπθνχ λεξνχ, ε νπνία ζα ξέεη πιήξεο, ρσξίο λα γίλεηαη δηείζδπζε ζαιαζζηλνχ λεξνχ ζην εζσηεξηθφ ηεο.

79 78 Έζησ φηη ε δηάκεηξνο ηεο εθξνήο ηνπ γιπθνχ λεξνχ είλαη D. H ππθλφηεηα ηνπ ζαιαζζηλνχ λεξνχ είλαη ξζ=105 kg/m 3 θαη ηνπ λεξνχ ηεο αλάβιπζεο έρεη κεηξεζεί ίζε κε ξπ=998 kg/m 3. Οξίδεηαη σο θαηλνκεληθή επηηάρπλζε ηεο βαξχηεηαο: g' g. Ζ αξρηθή νγθνκεηξηθή παξνρή ηεο θιέβαο Q o, ε εηδηθή νξκή Μν (specific mass flux) θαη ε εηδηθή άλσζε Β ν (specific buoyancy flux) εθθξάδνληαη απφ ηηο ζρέζεηο: D W L T (6-1) 4 Q o 3 M B o 4 T Q W L (6-) o 4 3 o g' Qo L T (6-3) φπνπ W είλαη ε αξρηθή κέζε ηαρχηεηα εμφδνπ. αλ απιή θιέβα (jet) νξίδνπκε απηή γηα ηελ νπνία αξρηθά Βν=0 (ή ελαιιαθηηθά Μν>>Βν, Βν 0), ζαλ πινχκην (plume) ηε θιέβα θαηά ηελ νπνία αξρηθά Mo=0 (ή ελαιιαθηηθά Μν>>Βν, Μν 0) θαη ζαλ αλσζηηθή θιέβα απηή ε νπνία αξρηθά έρεη αξρηθά ζεκαληηθνχ κεγέζνπο θαη νξκή θαη άλσζε. Αλ ε αξρηθή νξκή είλαη επηθξαηέζηεξε ε θιέβα αξρηθά ζπκπεξηθέξεηαη ζαλ jet θαη ζε θάπνηα απφζηαζε απφ ηε πεγή κεηαηξέπεηαη ζε plume. ε κηα αλσζηηθή θιέκα, απφ ηηο αξρηθέο παξακέηξνπο Μ θαη Β, νη Fischer et al. (1979) πξνηείλνπλ ηηο ραξαθηεξηζηηθέο θιίκαθεο κήθνπο l Q θαη l Μ πνπ νξίδνληαη σο Q 3 / 4 o M o lq (6-4), M 1/ M o Bo l (6-5) Γηα απνζηάζεηο απφ ηελ εθξνή κεγαιχηεξεο απφ l Q ε παξνρή πνπ δεκηνπξγείηαη απφ ηελ ζπκπαξάξζπξζε είλαη κεγαιχηεξε απφ ηελ αξρηθή παξνρή. Γηα απνζηάζεηο κεγαιχηεξεο απφ l Μ ε νξκή πνπ νθείιεηαη ζηελ άλσζε είλαη κεγαιχηεξε απφ ηελ αξρηθή νξκή. Ο ιφγνο ησλ δχν παξαπάλσ θιηκάθσλ κήθνπο νλνκάδεηαη αξρηθφο αξηζκφο ηνπ Richardson Ro θαη νξίδεηαη σο: R o QB M 1/ 5 / 4 l l Q M 4 1/ 4 F 1 (6-6)

80 79 φπνπ F W o αξηζκφο Froude. ' g D Γηα κεγάινπο αξηζκνχο F θπξηαξρεί ε νξκή ζηελ εθξνή, ελψ γηα κηθξνχο αξηζκνχο F ε ξνή ζπκπεξηθέξεηαη ζαλ πινχκην απφ ηελ εθξνή ηεο θιέβαο. Γηα ηπξβψδε ξνή (ζηε θχζε είλαη ζρεδφλ πάληα ηπξβψδεο), φηαλ ν αξηζκφο Richardson ππεξβαίλεη ηελ ηηκή 0,65 αξρίδεη λα δηεηζδχεη ην ζαιαζζηλφ λεξφ ζηελ εθξνή θαη λα δεκηνπξγείηαη αιάηηλε ζθήλα. Ζ πξνζέγγηζε ηεο αλάβιπζεο κε αλσζηηθή θιέβα πξνυπνζέηεη φηη ε ξνή ξέεη πιήξεο θαη φηη δελ έρνπκε δηείζδπζε αιάηηλεο ζθήλαο. χκθσλα κε ηηο κεηξήζεηο ηνπ ΔΛΚΔΘΔ, απφ / 7/009 έσο 3/3/010, ε κέγηζηε θαηαγεγξακκέλε ηαρχηεηα ζηελ εθξνή ήηαλ 1,5m/s θαη ε ειάρηζηε 0,0 m/s. Γηα λα κελ έρνπκε δηείζδπζε αιάηηλεο ζθήλαο νξηαθά, δειαδή γηα λα είλαη ν Ro=0,65 γηα θάζε κηα απφ ηηο δχν απηέο ηαρχηεηεο, ε δηάκεηξνο ηεο εθξνήο ζα έπξεπε λα είλαη: Γηα W=0.0m/s: D 0.0 D 0.07m Γηα W=1.5m/s: D 1.5 D.81m Δπνκέλσο γηα W=0.0m/s ζα πξέπεη ην D<0.07m θαη γηα W=1.5m/s ζα πξέπεη ην D<.81m.

81 80 6. Γηάηαμεηο απόιεςεο λεξνύ Όζνλ αθνξά ηε δηάηαμε απφιεςεο ηνπ λεξνχ ηεο αλάβιπζεο, εμεηάζηεθαλ νη παξαθάησ εθδνρέο: (1) Πιήξεο θάιπςε ηεο πεγήο κε κεηαιιηθφ άθακπην θσληθφ ζηνηρείν αγθπξσκέλν ζηνλ ππζκέλα, απφ ην νπνίν ζα αληιείηαη ε ζπλνιηθή παξνρή ηεο πεγήο απφ ζσιήλα ηνπ νπνίνπ ην άθξν εηζφδνπ ζα είλαη ζηελ πεξηνρή ηεο θνξπθήο ηνπ θψλνπ. () Σνπνζέηεζε «θαπέινπ» (εχθακπηεο ή άθακπηεο θαηαζθεπήο) πάλσ απφ ηελ αλάβιπζε ζε έλα νξηζκέλν χςνο, ζην εζσηεξηθφ ηνπ νπνίνπ ζα εγθισβίδεηαη ην λεξφ ηεο θαηαθφξπθεο θιέβαο θαη απφ ηελ θνξπθή ηνπ «θαπέινπ» ζα αληιείηαη κε ζσιήλα ζηε ζηεξηά. Έλα κέξνο ηνπ γιπθνχ λεξνχ πνπ παγηδεχεηαη ζα ππεξρεηιίδεη απφ ην θάησ κέξνο ηνπ «θαπέινπ», εθηνπίδνληαο κε ηνλ ηξφπν απηφ ηε δηείζδπζε ηνπ ζαιαζζηλνχ λεξνχ. Απφ ηηο παξαπάλσ δηαηάμεηο απνθιείζηεθε ε πξψηε δηφηη κε ηελ κεγάιε δηαθχκαλζε ηεο παξνρήο θαη ηεο νξκήο ηεο αλάβιπζεο θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ πδξνινγηθνχ έηνπο, (πνπ έρεη πξνθαιέζεη αθφκα θαη κεηαθίλεζε βξάρσλ) ππάξρεη ζνβαξφο θίλδπλνο γηα ηελ αζθάιεηα θαη ηε ζηαζεξφηεηα ηεο θαηαζθεπήο. Δπηιέρζεθε λα δηεξεπλεζεί ε δεχηεξε δηάηαμε, ε νπνία γηα πνιχ κεγάιεο παξνρέο ζα επηηξέπεη ηελ ειεχζεξε εθξνή ηνπ γιπθνχ λεξνχ ζηε ζάιαζζα, ελψ γηα κηθξέο παξνρέο ην επίπεδν δηαρσξηζκνχ γιπθνχ αικπξνχ λεξνχ ζα αλεβαίλεη ςειφηεξα κέζα ζηνλ θψλν πδξνδπιινγήο Πεξηγξαθή ηεο δηάηαμεο Ζ δηάηαμε απφιεςεο ηνπ λεξνχ ηεο αλάβιπζεο ζα πεξηιακβάλεη ηα εμήο: - Γηακφξθσζε ηεο ζέζεο εθξνήο ηεο αλάβιπζεο, ζε πεξίπησζε πνπ ην λεξφ βγαίλεη δηάζπαξην απφ ξσγκέο ηνπ πεηξψκαηνο, ψζηε λα ζρεκαηίδεηαη κηα θαηαθφξπθε πιήξεο θιέβα. - Γηάηαμε εγθισβηζκνχ ηνπ λεξνχ ηεο αλάβιπζεο, ε νπνία ζα έρεη ζρήκα θφινπξνπ θψλνπ, ζα απέρεη απφ ηνλ ππζκέλα κηα νξηζκέλε απφζηαζε θαη ζα ζηεξίδεηαη πάλσ ζε απηφλ κε ηέζζεξα πέδηια, ψζηε λα κελ πξνθιεζνχλ ξσγκέο ζην πέηξσκα ηνπ ππζκέλα θαη δηαθεχγεη ην λεξφ. Γηα ιφγνπο αληνρήο θαη αμηνπηζηίαο ην πιηθφ θαηαζθεπήο

82 81 πξνηείλεηαη λα είλαη αλνμείδσηνο ράιπβαο γηα απμεκέλε αληνρή ζην δηαβξσηηθφ ζαιάζζην πεξηβάιινλ. - σιήλαο άληιεζεο ηνπ γιπθνχ λεξνχ απφ ηελ θνξπθή ηνπ «θαπέινπ» θαη κεηαθνξάο ηνπ ζηελ αθηή. Οη αθξηβείο δηαζηάζεηο ηηο δηάηαμεο απφιεςεο ζα πξνθχςνπλ κε βάζε ηελ γεσκεηξία ηεο νπήο εθξνήο θαη ηε δηαθχκαλζε ηεο παξνρήο ηεο αλάβιπζεο. Δπεηδή ηέηνηα δεδνκέλα δελ είλαη δηαζέζηκα, πξνρσξήζακε κε κηα θαη αξρήλ επηινγή ησλ δηαζηάζεσλ ηεο δηάηαμεο φπσο θαίλεηαη ζηελ Δηθφλα 6-1, πξνθεηκέλνπ λα εμεηάζνπκε ηα θνξηία πνπ αζθνχληαη ζε κηα ηέηνηα θαηαζθεπή θνληά ζηνλ ππζκέλα ηεο ζάιαζζαο. Θεσξνχκε φηη ην πάρνο ηνπ θαπέινπ απφ αλνμείδσην ράιπβα είλαη 5mm, ε δηάκεηξνο ηνπ ζσιήλα άληιεζεο είλαη D εμ =150mm θαη ην πάρνο ηνπ ηνηρψκαηνο ηνπ ζσιήλα t=.5mm. Θεσξνχκε αθφκε φηη ν ζσιήλαο γηα κήθνο πεξίπνπ 5,0m ζηεξίδεηαη πάλσ ζηελ θαηαζθεπή θαη ζηε ζπλέρεηα αγθπξψλεηαη ζηνπο γεηηνληθνχο θαηαθφξπθνπο βξάρνπο (Bι. Κεθάιαην, Δδάθην.1.1). Δηθόλα 6-1: Γηάηαμε απόιεςεο ηνπ λεξνύ ηεο αλάβιπζεο