ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΑ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΑΣ & ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ & ΓΕΩΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΑ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΑ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΑΣ & ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ & ΓΕΩΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΑ"

Αθορ Βικελίδης
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΑ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΓΡΑΦΙΑΣ & ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ & ΓΕΩΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΑ Πρακτική Άσκηση 2- Θεωρητικό Υπόβαθρο Φυσικές Διεργασίες στον Παράκτιο Χώρο Α. Καρδιτσά, Δρ. Καθ. Σ. Πούλος

2 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΕΠΙΜΗΚΟΥΣ ΠΑΡΑΛΙΑΣ ΣΤΕΡΕΟΜΕΤΑΦΟΡΑΣ T σημαντικό ύψος του κύματος Η s και της αντίστοιχης περιόδου Τ s των κυμάτων σε συνθήκες ανοικτής θάλασσας (βαθιά νερά: βάθος (d)>1/2 μήκος κύματος(l)) εξαρτάται από την ένταση του ανέμου (W) και το ανάπτυγμα του κυματισμού (F). Το μέγεθος των παραπάνω παραμέτρων υπολογίζεται από το νομόγραμμα τις εξισώσεις: H s , W F T m W , F όπου, W (m/s), F (m) και s = 0,95 T m. Οι εξισώσεις βασίζονται στην παραδοχή ότι ο άνεμος πνέει για εκείνο το χρονικό διάστημα που απαιτείται για μια πλήρως αναπτυγμένη κατάσταση της επιφάνειας της θάλασσας (μέγιστο ύψος και περίοδος κύματος) για την συγκεκριμένη ένταση του ανέμου. Η ταχύτητα και το μήκος των κυμάτων που προσεγγίζουν στην ακτογραμμή δίνονται από τις εξισώσεις (για βαθιά νερά) C0 gt / 2 1,56 L 0 = C T

3 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΕΠΙΜΗΚΟΥΣ ΠΑΡΑΛΙΑΣ ΣΤΕΡΕΟΜΕΤΑΦΟΡΑΣ Η δυνητική παράκτια (επιμήκης παραλιακή) στερεομεταφορά Ql (m3/day) που λαμβάνει χώρα μέσα στην ζώνη της κυματωγής (surf zne) δίνεται από την ημι-εμπειρική εξίσωση του Kmar (1998): Q 3 2 l H 1,1 g 2 5 ( ) ( ) όπου, σ είναι η πυκνότητα της άμμου (~2650 kg/m3), ρ η πυκνότητα του νερού (~1025 kg/m3), g είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας (9,8 m/s2) και ΡL είναι η παράκτια συνιστώσα της κυματικής δύναμης ανά μονάδα κορυφής της κορυφής του κύματος που προσεγγίζει την ακτογραμμή (W/m) και δίνεται από την σχέση: P L 1 2 H g C 8 ( ) ( ) όπου C και H είναι η ταχύτητα και το ύψος (σημαντικό) του κύματος στην ζώνη που σπάνε και α είναι η γωνία που σχηματίζουν οι κορυφές των κυμάτων με την ακτογραμμή την στιγμή που σπάνε.

4 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΕΠΙΜΗΚΟΥΣ ΠΑΡΑΛΙΑΣ ΣΤΕΡΕΟΜΕΤΑΦΟΡΑΣ Τα μεγέθη H, C και α δίνονται από τις σχέσεις: H H 0,563 H L C ( 2 g H ) a ) a ( C C0 Το βάθος d όπου σπάνε τα κύματα δίνεται από την εμπειρική σχέση: H /d 0,8 Η πραγματική στερεομεταφορά παράλληλα στην ακτογραμμή εξαρτάται (1) από την ύπαρξη ιζημάτων προς μεταφορά και (2) από την δυνατότητα του παραλιακού ρεύματος να θέσει σε αιώρηση και ακολούθως να παρασύρει τα ιζήματα (τις διάφορες κοκκομετρικές τάξεις του πυθμένα. Η δε μέση ταχύτητα του επιμήκους παράκτιου ρεύματος (στο μέσον της ζώνης κυματωγής) και δίνεται από την εξίσωση του Kmar ( (1984): v g l H s

5 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ (+) ΝΔ

6 ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΙΖΗΜΑΤΩΝ Τα μή-συνεκτικά ιζήματα του πυθμένα όταν η τάση που εξασκούν τα ρεύματα και τα κύματα στην επιφάνεια του πυθμένα ξεπεράσει κάποια τιμή (που υπερβαίνει την αντίσταση των κόκκων λόγω των δυνάμεων συνάφειας) μετακινούνται είτε ως φορτίο πυθμένα (ed lad) - (με κύλιση ή/και αναπήδηση)- είτε ως φορτίο σε αιώρηση (suspended lad). Καθώς ο προσδιορισμός της κριτικής επιφανειακής τάσης απαιτεί μια σειρά από εργαστηριακές ασκήσεις, στην πράξη χρησιμοποιούνται γραφήματα που συσχετίζουν (ημιεμπειρικά) διάφορες παραμέτρους του ρευστού με την επιφανειακή τάση. Η πλέον διαδεδομένη σταθερά συσχέτισης είναι αυτή του Shields (θ) που δίνεται από την παρακάτω εξίσωση και παρίσταται σχηματικά στο σχήμα 1: / g d όπου σ: το ειδικό βάρος των κόκκων (συνήθως 2650 kg/m 3 ), ρ: η πυκνότητα του θαλασσινού νερού (1025 kg/m 3 ) (d) η διάμετρος των κόκκων και εξισώσεις για ρεύματα και κύματα. C D u 2 ( z) η τιμή της διατμητικής τάσης που δίνεται από τις αντίστοιχες

7 ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΙΖΗΜΑΤΩΝ όπου CD η σταθερά σύρσης που για μεν επίπεδους αμμώδεις πυθμένας (=3 10-3) ενώ για δε τους πηλώδεις πυθμένες (=2 10-3) και u(z) η ταχύτητα του μονοκατευθυντικού ρεύματος σε απόσταση (z) πάνω από τον πυθμένα (συνήθως z =1 m). 1 2 f u 2 w m όπου, fw η σταθερά τριβής και um η μέγιστη κυκλική ταχύτητα του κύματος. Η σταθερά τριβής (fw) για ροή πάνω από επίπεδους αμμώδεις πυθμένες κυμαίνεται μεταξύ 0,02 και 0,03. Γράφημα Shield

Σχετικά έγγραφα

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΚΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ

Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων Εργαστήριο Διευθέτησης Ορεινών Υδάτων και Διαχείρισης Κινδύνου Προπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΟΙΚΤΩΝ ΑΓΩΓΩΝ Κεφάλαιο 7 ο : Κρίσιμη