Σχολή Πολιτικών Μηχανικών ΔΠΜΣ : Επιστήμη & Τεχνολογία Υδατικών Πόρων

Transcript

1 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 & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 1

2 Αντιπλημμυρικά έργα Είναι έργα που αφορούν ή σχετίζονται με : Ασφαλή αποθήκευση πλημμυρικών όγκων Ασφαλή παροχέτευση πλημμυρικών παροχών Ασφαλή καθοδήγηση πλημμυρικών παροχών Κατηγορίες έργων ειδικότητας Πολ. Μηχ. Φράγματα Υπερχειλιστές - εκχειλιστές Έργα αποτόνωσης της ενέργειας Προστατευτικά ή καθοδηγητικά αναχώματα κλπ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 2

3 Βασικά χαρακτηριστικά πλημμυρικού γεγονότος Στοιχεία από υδρολογική μελέτη Στοιχεία πλημμυρών για διάφορες περιόδους επαναφοράς Χρονική κατανομή πλημμυρικού γεγονότος Μέγιστη παροχή Όγκος πλημμύρας Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 3

4 Ορολογία Αβεβαιότητα Uncertainty Διακινδύνευση Likelihood of occurrence Τρωτότητα Vulnerability Κίνδυνος Hazard Επίπτωση Consequence Επικινδυνότητα Risk Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 4

5 Επικινδυνότητα Επικινδυνότητα (R) = Πιθανότητα εμφάνισης γεγονότος (Διακινδύνευση-J) * Επιπτώσεις (E) * (1- αποτελεσματικότητα συστήματος A) R = J * E * (1-A) Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 5

6 Επιλογή πλημμύρας σχεδιασμού Διακινδύνευση 1 J 1 (1 ) T Τ : Περίοδος επαναφοράς n : Χρόνια λειτουργίας Λειτουργία Φράγματος : n = 50 έως 100 χρόνια Λειτουργία Εκτροπής : n = 3 έως 5 (?) χρόνια n Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 6

7 Διακινδύνευση - Φράγματα Διακινδύνευση για χρόνο λειτουργίας Συχνότητα εμφάνισης 50 χρόνια 100 χρόνια 1: ,9 % 9,5 % 1: % 1,9 % 1: ,5 % 1 % Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 7

8 Επιλογή Επικινδυνότητας - Φράγματα Πρέπει να λαμβάνονται υπ όψη οι επιπτώσεις στα κατάντη του έργου σε περίπτωση αστοχίας Μελέτη Θραύσης Φράγματος Πλημμυρικό κύμα Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 8

9 Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 9

10 Επιλογή διακινδύνευσης Εκτροπή ποταμού Διακινδύνευση 25 % Διακινδύνευση για χρόνο λειτουργίας Συχνότητα εμφάνισης 2 χρόνια 3 χρόνια 5 χρόνια 1:2 75 % 86 % 97 % 1:10 19 % 27 % 41 % 1:50 3,9 % 5,9 % 9,6 % Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 10

11 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 Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 11

12 Φράγμα Πουρναρίου στον π. Άραχθο - Άρτα Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 12

13 Σχηματισμός ταμιευτήρα με κατασκευή φράγματος Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 13

14 ΥΨΟΜΕΤΡΟ ΚΑΜΠΥΛΗ ΣΤΑΘΜΗΣ - ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ - Χ 1000 m3 Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 14

15 Λειτουργίας Βοηθητικοί Υπερχειλιστές Εκχειλιστές (μεγάλων τεχνικών έργων) Ταξινομήσεις υπερχειλιστών Έκτακτης ανάγκης Ελεύθεροι (υπερχειλιστές) Ελεγχόμενοι με θυροφράγματα (εκχειλιστές) ή Μετωπικοί Πλευρικοί Φρεατοειδείς Σιφωνοειδείς Σηραγγοειδείς ή Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 15

16 Χ.Θ ,000 Ελεύθεροι υπερχειλιστές Αξονας Y/X R=5,00 α=45 ο Α.Σ.Α. Α.Κ. Π.Κ. 1 1 Α.Κ Π.Κ. Αξονας πετάσματος τσιμεντενέσεων 1 2,5 Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 16

17 Ελεύθερος υπερχειλιστής ΥΗΕ Λούρου Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 17

18 Χ.Θ ,000 Εκχειλιστές με θυροφράγματα Α.Σ.Α. Αξονας Y/X Τοξωτό θυρόφραγμα R=5,00 α=45 ο 1 1 Α.Κ Π.Κ. Αξονας πετάσματος τσιμεντενέσεων 1 2,5 Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 18

19 Εκχειλιστής ΜΥΗΕ Δαφνοζωνάρας π. Αχελώος Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 19

20 Εκχειλιστής ΜΥΗΕ Δαφνοζωνάρας π. Αχελώος Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 20

21 Εκχειλιστής Φράγματος Μεσοχώρας Ποταμός Αχελώος Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 21

22 45 60 Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ. Α.Σ/Δ. Μετωπικός υπερχειλιστής Κάτοψη Φράγμα Λειβαδίου Ν. Πάτμου ,0 49, ,00 ΑΞΟΝΑΣ ΦΡΑΓΜΑΤΟΣ Y1 1:1,5 50 Χ.Θ ,00 Y0 50 ΔΙΩΡΥΓΑ ΠΤΩΣΗΣ 50 ΛΕΚΑΝΗ ΗΡΕΜΙΑΣ 55 Y2 s=0,333 20,00 Y3 Χ.Θ ,000 0 Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 22

23 Μετωπικός εκχειλιστής ΥΗΕ Κρεμαστών Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 23

24 Χ.Θ ,000 s=0,333 Μετωπικός υπερχειλιστής -Μηκοτομή Διώρυγα προσαγωγής Διώρυγα πτώσης Λεκάνη ηρεμίας Διώρυγα φυγής Εργο υπερχείλισης 47,00 45,00 44,00 26,00 20,00 Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 24

25 Πλευρικός υπερχειλιστής ΥΗΕ Καστρακίου Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 25

26 Πλευρικός υπερχειλιστής ΥΗΕ Καστρακίου Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 26

27 Πλευρικός υπερχειλιστής Κάτοψη Φράγμα Σισανίου - Κοζάνη Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 27

28 Α. Σ/Δ Σ.Τ. s = 0.33 Ελεύθεροι υπερχειλιστές - Μηκοτομή Αξονας γέφυρας Αρχική επιφάνεια εδάφους s = Καμπύλη Λεκάνη ηρεμίας Διώρυγα απαγωγής Αγκύρια Κεκλιμένη διώρυγα πτώσης Εργο εκτόξευσης Λεκάνη αποτόνωσης Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 28

29 Πλευρικός υπερχειλιστής Φράγμα Μαραθώνα Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 29

30 Πλευρικός υπερχειλιστής Φράγμα Zillergründl - Αυστρία Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 30

31 Πλευρικός υπερχειλιστής Φράγμα Zillergründl - Αυστρία Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 31

32 Φρεατοειδής υπερχειλιστής Μηκοτομή Φράγμα Σέτα Μανίκια Ευβοίας Eπιφάνεια εδάφους Aξονας Φρέατος Υπερχειλιστή Aξονας Σήραγγας Υπερχειλιστή Κλίση Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 32

33 Φρεατοειδείς υπερχειλιστές ΥΗΕ Σφηκιάς π. Αλιάκμονας Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 33

34 Φρεατοειδής υπερχειλιστής τύπου Morning Glory Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 34

35 Φρεατοειδής υπερχειλιστής τύπου Morning Glory Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 35

36 Φρεατοειδής υπερχειλιστής τύπου Morning Glory Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 36

37 Σιφωνοειδής Υπερχειλιστής - Τομή Σχολή Σχολή Πολιτικών Πολιτικών Μηχανικών Μηχανικών Τ.Υ.Π.Υ.Θ.Ε.- - Τ.Υ.Π.&Π ΔΠΜΣ - Πλημμύρες Μάθημα: & Αντιπλημμυρικά Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης Έργα - Ν.Ι.Μουτάφης 37

38 Φαινόμενο σπηλαίωσης Δημιουργία φυσαλίδων υδρατμού σε περιοχή χαμηλών πιέσεων (p < p v ) Σύνθλιψη των φυσαλίδων σε περιοχή υψηλότερων πιέσεων (εκρηκτικής μορφής) Ασύμμετρη σύνθλιψη φυσαλίδων δίπλα σε στερεή επιφάνεια Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 38

39 α) Σύνθλιψη Αναπήδηση β) Σύνθλιψη φυσαλίδας α) στο εσωτερικό και β) πλησίον στερεής επιφάνειας (από Vischer & Hager 1999) Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 39

40 Ασύμμετρη σύνθλιψη ασκεί μεγάλες πιέσεις στην επιφάνεια (1.000 atm) Αποκόλληση τεμαχίων υλικού από την επιφάνεια σκυροδέματος ή χάλυβα Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 40

41 Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 41

42 Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 42

43 Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τ.Υ.Π.&Π - Πλημμύρες & Αντιπλημμυρικά Έργα - Ν.Ι. Μουτάφης 43