ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ"

Νικομήδης Κολιάτσος
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ.Π.Μ.Σ. ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Υ ΡΑΥΛΙΚΩΝ & ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΕΡΓΩΝ ΙΑΦΑΝΕΙΕΣ ΠΑΡΑ ΟΣΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΠΛΗΜΜΥΡΕΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΠΛΗΜΜΥΡΙΚΑ ΕΡΓΑ ΑΝΤΙΠΛΗΜΜΥΡΙΚΑ ΕΡΓΑ ΜΕΡΟΣ Α Ν. Ι. ΜΟΥΤΑΦΗΣ ΛΕΚΤΟΡΑΣ ΑΘΗΝΑ

2 ΑΝΤΙΠΛΗΜΜΥΡΙΚΑ ΕΡΓΑ Είναι τα έργα που αφορούν ή σχετίζονται µε : Ασφαλή αποθήκευση πληµµυρικών όγκων (µακροπρόθεσµη, µεσοπρόθεσµη ή βραχυπρόθεσµη συγκράτηση νερών) Ασφαλή παροχέτευση πληµµυρικών παροχών (υψηλές ταχύτητες ροής) Ασφαλή καθοδήγηση πληµµυρικών παροχών (χαµηλές ταχύτητες ροής) Κατηγορίες έργων ειδικότητας Πολιτικού Μηχανικού : Φράγµατα ( έργα συγκράτησης νερού ή αντιπληµµυρικά) Υπερχειλιστές - εκχειλιστές Έργα αποτόνωσης ενέργειας (µετατροπής καταστροφής!!) Καθοδηγητικά ή προστατευτικά αναχώµατα 2

3 Προσδιορισµός βασικών χαρακτηριστικών πληµµυρικού γεγονότος Στοιχεία από υδρολογική µελέτη Στοιχεία πληµµυρών για διάφορες περιόδους επαναφοράς Χρονική κατανοµή πληµµυρικού γεγονότος Μέγιστη παροχή Όγκος πληµµύρας ιακινδύνευση: Επιλογή πληµµύρας σχεδιασµού έργου Τ : Περίοδος επαναφοράς n : Χρόνια ζωής 1 J = 1 (1 ) T n Υπερχειλιστές : 1 : 1.000, 1 : 5.000, 1 : , PMF Εκτροπή ποταµού: 1 : 10, 1 : 50, 1 : 100 3

4 Υπερχειλιστές Τα φράγµατα σχεδιάζονται για 50 ή 100 χρόνια ζωής. Συχνότητα εµφάνισης ιακινδύνευση για χρόνο λειτουργίας 50 χρόνια 100 χρόνια 1 : ,9% 9,5% 1 : % 1,9 % 1 : ,5% 1% ιακινδύνευση έργου υπερχείλισης Επιλογή βαθµού διακινδύνευσης : επιπτώσεις στα κατάντη του έργου, σε περίπτωση αστοχίας του αναχώµατος του φράγµατος. Μεγάλα φράγµατα: διακινδύνευση 1 %, συχνότητα πληµµύρας σχεδιασµού 1 : Φράγµατα σε µικρά ποτάµια: διακινδύνευση 5 %, συχνότητα πληµµύρας σχεδιασµού 1 :

5 Εκτροπή Ποταµού Προβλεπόµενος χρόνος κατασκευής του έργου 2 και 3 χρόνια για µικρά έργα, 4 έως 8 χρόνια για µεγάλα έργα. Ακραίες περιπτώσεις: 20 χρόνια. Σχεδιασµός συστήµατος εκτροπής ποταµού. ιάρκεια Συχνότητα 2 χρόνια 3 χρόνια 5 χρόνια 1 : 2 75 % 86 % 97 % 1 : % 27 % 41 % 1 : 50 3,9 % 5,9 % 9,6 % ιακινδύνευση έργου εκτροπής ποταµού ιακινδύνευση έργων εκτροπής 25 %. 5

6 Φράγµατα (ΕΡΓΑ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΣΚΟΠΙΜΟΤΗΤΑΣ) ΕΡΓΑ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ ΝΕΡΟΥ ΓΙΑ: Ύδρευση Άρδευση Παραγωγή ενέργειας Αντιπληµµυρική προστασία Εµπλουτισµό του υπόγειου υδάτινου ορίζοντα, Ναυσιπλοΐα, Τουριστική αξιοποίηση, Εκταµίευση νερού για πυρόσβεση, Βελτίωση του περιβάλλοντα χώρου, Αθλητισµός, Ιχθυοκαλλιέργεια 6

7 Τοπογραφικός χάρτης Λεκάνη κατάκλυσης Καµπύλη Στάθµης - Χωρητικότητας - Επιφάνειας Ταµιευτήρα Όγκος Ταµιευτήρα Νεκρός όγκος - Κατώτατη στάθµη αποθήκευσης ή λειτουργίας (ΚΣΑ) Ωφέλιµος όγκος - Ανώτατη στάθµη αποθήκευσης ή λειτουργίας (ΑΣΑ) Όγκος πληµµύρας - Ανώτατη στάθµη πληµµύρας (ΑΣΠ) Προσδιορισµός στέψης φράγµατος ΚΣΑ (από όγκο φερτών) ΑΣΑ (από χρήσεις έργου) ΑΣΠ (από λειτουργία υπερχειλιστή ανάσχεση πληµµύρας) Ελεύθερο ύφος φράγµατος (Freeboard) 7

8 Σχ. Α.1 Λεκάνη κατάκλυσης ταµιευτήρα και θέση φράγµατος. Φράγµα Μεσοχώρας στον Π. Αχελώο. (Από ΕΗ, Sykia Engineering Report, Vol 2, SNC, 1972) 8

9 50 ΥΨΟΜΕΤΡΟ ΧÙΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ - Χ 1000 m3 Σχ. Α.2 Τυπική καµπύλη στάθµης χωρητικότητας ταµιευτήρα. 9

10 ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΣΤΕΣ - ΕΚΧΕΙΛΙΣΤΕΣ (µεγάλων τεχνικών έργων) ιαφοροποίηση µεταξύ: Spillway - Weir Κατηγορίες υπερχειλιστών : Λειτουργίας Βοηθητικοί ή Έκτακτης ανάγκης Ελεύθεροι (υπερχειλιστές) Ελεγχόµενοι µε θυροφράγµατα (εκχειλιστές) ή (µε υδραυλικά κριτήρια) Μετωπικοί Πλευρικοί Ανοικτής διώρυγας Φρεατοειδείς Σιφωνοειδείς Σηραγγοειδείς 10

11 Αξοναò Y/X R=5,00 α=45 ο Α.Σ.Α. Α.Κ. Π.Κ. 1 1 Α.Κ Π.Κ. Αξοναò πετüσìατοò τσιìεντενýσεων Χ.Θ , ,5 Σχ. Α.3. Ελεύθεροι υπερχειλιστές - Τυπική διατοµή 11

12 Σχ. Α.4. Ελεύθεροι υπερχειλιστές - Υπερχειλιστής Φράγµατος Λούρου 12

13 Α.Σ.Α. Αξοναò Y/X Τοξωτü θυρüφραγìα R=5,00 α=45 ο 1 1 Α.Κ Π.Κ. Αξοναò πετüσìατοò τσιìεντενýσεων Χ.Θ , ,5 Σχ. Α.5. Τυπική διατοµή εκχειλιστή (µε θυρόφραγµα) 13

14 Σχ. Α.6. Εκχειλιστής µε θυροφράγµατα - Φράγµα Μεσοχώρας στον π. Αχελώο 14

15 25,0 Y0 45 Y1 ÄΙÙΡΥΓΑ ΠΤÙΣΗΣ Y2 ΛΕΚΑΝΗ ΗΡΕΜΙΑΣ Y3 s=0,333 Α.Σ/Ä. Α.Σ/Ä. Α.Σ/Ä. Α.Σ/Ä. Α.Σ/Ä. Α.Σ/Ä. Α.Σ/Ä. 20,00 Χ.Θ , , ,00 45 ΑΞΟΝΑΣ ΦΡΑΓΜΑΤΟΣ Σχ. Α 7. Τυπική διάταξη µετωπικού υπερχειλιστή Κάτοψη 15 Χ.Θ , :1,

16 Äιþρυγα προσαγωγþò Äιþρυγα πτþσηò ΛεκÜνη ηρεìßαò Äιþρυγα φυγþò Εργο υπερχεßλισηò 47,00 45,00 44,00 Χ.Θ ,000 s=0,333 26,00 20,00 Σχ. Α.8. Τυπική διάταξη µετωπικού υπερχειλιστή Μηκοτοµή 16

17 Σχ. Α.9. Τυπική διάταξη πλευρικού υπερχειλιστή Κάτοψη 17

18 s = 0.33 Αξοναò γýφυραò ΑρχικÞ επιφüνεια εδüφουò Α. Σ/Ä Σ.Τ. s = Καìπýλη ΛεκÜνη ηρεìßαò Äιþρυγα απαγωγþò Αγκýρια ΚεκλιìÝνη διþρυγα πτþσηò Εργο εκτüξευσηò ΛεκÜνη αποτüνωσηò Σχ. Α.10. Τυπική διάταξη πλευρικού υπερχειλιστή Μηκοτοµή 18

19 EπιφÜνεια εδüφουò Aξοναò ΦρÝατοò ΥπερχειλιστÞ Aξοναò ΣÞραγγαò ΥπερχειλιστÞ Κλßση Σχ. Α.11. Τυπική διάταξη υπερχειλιστή φρέατος Μηκοτοµή 19

20 Σχ. Α.12. Φρεατοειδής υπερχειλιστής τύπου Morning Glory 20

21 Σχ. Α.13. Σιφωνοειδής Υπερχειλιστής - Τοµή 21

22 Στοιχεία για την επιλογή του τύπου υπερχειλιστή : Ακρίβεια και αξιοπιστία πρόβλεψης παροχών ιάρκεια και όγκος υπερχείλισης Μέγιστη παροχή υπερχείλισης Τοπογραφικά στοιχεία Γεωλογικά - γεωτεχνικά στοιχεία Τύπος φράγµατος Οικονοµικά στοιχεία Χρήση θυροφραγµάτων Χρήση (κόστος) νερού Αξιοπιστία πρόβλεψης παροχών Μέγεθος πληµµύρας (παροχή - όγκος) Λειτουργία ταµιευτήρα (ηµερήσια, ετήσια, υπερετήσια ρύθµιση) Αυτόµατη ή χειροκίνητη λειτουργία Αριθµός ανοιγµάτων - ασφάλεια λειτουργίας 22

23 ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΣΠΗΛΑΙΩΣΗΣ ηµιουργία φυσαλίδων υδρατµού και άλλων αερίων σε χαµηλές πιέσεις (Ρ < P v ) Σύνθλιψη των φυσαλίδων σε περιοχές υψηλότερων πιέσεων (εκρηκτικής µορφής - κρότος) Σύνθλιψη φυσαλίδων δίπλα σε επιφάνεια ασκεί τοπικά µεγάλες πιέσεις στην επιφάνεια (τάξης 1000 atm) Αποκόλληση τεµαχίων υλικού από την επιφάνεια (σκυρόδεµα, χάλυβας) και σταδιακή φθορά του υλικού Εµφάνιση χαµηλών πιέσεων στην περιοχή επαφής νερού και στερεάς επιφάνειας, ιδιαίτερα σε υψηλές ταχύτητες ροής Παράγοντες που επηρεάζουν την εµφάνιση σπηλαίωσης : πίεση και ταχύτητα Βαθµός σπηλαίωσης σ 2*( p p σ = 2 ρ * u σ c = 0,25 για «λείες» επιφάνειες σκυροδέµατος u < 30 m/s v ) 23

24 α) Σýνθλιψη ΑναπÞδηση β) Σýνθλιψη φυσαλßδαò α) στο εσωτερικü τηò δýσìηò νεροý και β) πλησßον στερεþò επιφüνειαò (απü Vischer & Hager1999) Σχ. Α.14. Σύνθλιψη φυσαλίδας 24

25 Ασύµµετρη σύνθλιψη ασκεί µεγάλες πιέσεις στην επιφάνεια (1.000 atm) Αποκόλληση τεµαχίων υλικού από την επιφάνεια σκυροδέµατος ή χάλυβα Σχ. Α.15. Φωτογραφία φυσαλίδας 25

26 Σχ. Α.16. Σύνθλιψη φυσαλίδας 26

Σχετικά έγγραφα

Σχολή Πολιτικών Μηχανικών ΔΠΜΣ : Επιστήμη & Τεχνολογία Υδατικών Πόρων

Σχολή Πολιτικών Μηχανικών ΔΠΜΣ : Επιστήμη & Τεχνολογία Υδατικών Πόρων ΠΛΗΜΜΥΡΕΣ & ΑΝΤΙΠΛΗΜΜΥΡΙΚΑ ΕΡΓΑ Διδάσκων : Ν. Ι. Μουτάφης Λέσβος-Σκαμνιά-Παναγιά Γοργόνα Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες