ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ-ΘΕΩΡΙΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΕΞΕΤΑΣΗΣ: 30 ΛΕΠΤΑ ΜΟΝΑΔΕΣ: 3 ΚΛΕΙΣΤΑ ΒΙΒΛΙΑ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Transcript

1 ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Τεχνική Υδρολογία Διαγώνισμα επαναληπτικής εξέτασης ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ-ΘΕΩΡΙΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΕΞΕΤΑΣΗΣ: 30 ΛΕΠΤΑ ΜΟΝΑΔΕΣ: 3 ΚΛΕΙΣΤΑ ΒΙΒΛΙΑ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ Θέμα 1 (μονάδες 0.5) Στην εξίσωση των ομβρίων καμπυλών μικτής μορφής i = kt A /(t+b) M, ο διορθωτικός συντελεστής b έχει τιμή διάφορη του μηδενός. Αυτό σημαίνει ότι στις μεγάλες διάρκειες βροχής και περιόδους επαναφοράς δίνει καλύτερες τιμές των εντάσεων βροχής; Αιτιολογήστε την απάντησή σας. Θέμα 2 (μονάδες 0.3) Δύο γεωτρήσεις Α και Β βρίσκονται σε απόσταση 1000m και διαπερνούν κορεσμένο στρώμα πάχους 25m. Η υδραυλική αγωγιμότητα είναι m/s και ο συντελεστής αποθήκευσης S είναι ίσος με Εάν η γεώτρηση Α αντλεί σε ρυθμό 0.20 m 3 /s για περίοδο 120 ημερών, ποια είναι η πτώση που θα προκαλέσει στην υπόγεια στάθμη της γεώτρησης Β; Θέμα 3 (μονάδες 0,4) Η διακινδύνευση j να εμφανιστεί μέσα στα 50 χρόνια λειτουργίας ενός υδραυλικού έργου τουλάχιστον μία φορά μια πλημμύρα ίση ή μεγαλύτερη από αυτή με περίοδο επαναφοράς έτη είναι: α % β. 5% γ. 0.5% Να αιτιολογηθεί η απάντηση. Θέμα 4 (μονάδες 0.4) Σε δείγμα μηνιαίων βροχοπτώσεων προσαρμόζεται η κανονική κατανομή, σύμφωνα με την οποία οι πιθανότητες για βροχόπτωση: (α) μικρότερη από 300 και (β) μεγαλύτερη από 500 mm, είναι ίσες. Ποιά είναι η μέση τιμή του δείγματος και ποια πιθανότητα βροχόπτωσης μεγαλύτερης από 800 mm αν ο συντελεστής μεταβλητότητας είναι 0.5;

2 ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Τεχνική Υδρολογία Διαγώνισμα επαναληπτικής εξέτασης Θέμα 5 (μονάδες 0.5) Σε μετεωρολογικό σταθμό μετρήθηκε η στάθμη του νερού στο εξατμισίμετρο την πρώτη Ιουλίου, ενώ την πρώτη Αυγούστου επαναλήφθηκε η μέτρηση και η στάθμη βρέθηκε χαμηλότερη κατά 15 cm. Εάν το γειτονικό βροχόμετρο έχει καταγράψει στο ίδιο χρονικό διάστημα (μήνας Ιούλιος) 50 mm βροχής, να εκτιμηθεί ο όγκος νερού που θα εξατμιστεί τον ίδιο μήνα από γειτονική λίμνη η οποία έχει επιφάνεια 5000 στρέμματα. Θέμα 6 (μονάδες 0.5) Δίδεται το τριγωνικό μοναδιαίο υδρογράφημα 2 ωρών μιας λεκάνης απορροής. Χρόνος (hr) Παροχή (m 3 /s) Να υπολογιστεί η παροχή αιχμής του τριγωνικού μοναδιαίου υδρογραφήματος 1 ώρας που θα προέκυπτε αν η λεκάνη είχε την διπλάσια έκταση και χρόνο συρροής μεγαλύτερο κατά δύο ώρες. Θέμα 7 (μονάδες 0.4) Πως υπολογίζεται η θερμοβαθμίδα σε μια λεκάνη απορροής και σε τι μονάδες εκφράζεται; Ποια είναι η συνθήκη ώστε να χρησιμοποιηθεί στην υψομετρική αναγωγή της επιφανειακής βροχόπτωσης; Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων

3 ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Τεχνική Υδρολογία Διαγώνισμα επαναληπτικής εξέτασης ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ - ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΕΞΕΤΑΣΗΣ: 2 ΩΡΕΣ ΚΑΙ 10 ΛΕΠΤΑ ΑΝΟΙΚΤΑ ΤΟ ΒΙΒΛΙΟ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΟΙ 10 ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΜΟΝΑΔΕΣ: 7 ΑΣΚΗΣΗ 1 (Μονάδες 3) Ταμιευτήρας επιφάνειας 5000 στρεμμάτων που έχει κατασκευαστεί στην έξοδο της λεκάνης απορροής χρησιμοποιείται τους μήνες Ιούνιο, Ιούλιο και Αύγουστο και για την άρδευση αγροτικής περιοχής, έκτασης σρεμμάτων. Η δυνητική εξατμισοδιαπνοή για τους τρεις μήνες είναι 130, 150 και 160 mm αντίστοιχα. Την υπόψη περίοδο, οι καθαρές εισροές στον ταμιευτήρα ακολουθούν κανονική κατανομή, με μέση τιμή 3.0 m 3 /s και τυπική απόκλιση 0.9 m 3 /s. Η εξάτμιση την εν λόγω περίοδο είναι κατά 180 mm μεγαλύτερη από την βροχόπτωση. Την ίδια χρονική περίοδο επιβάλλεται η υδροδότηση οικισμού με πληθυσμό 3000 κατοίκους και ημερήσια κατανάλωση 150 λίτρα ανά κάτοικο ανά ημέρα. Η περιβαλλοντική ροή κατάντη του ταμιευτήρα είναι το 10% της μέσης εισροής και ο ελάχιστος όγκος 10 x 10 6 m 3. Εάν δεν επαρκεί το νερό από τον ταμιευτήρα, οι γεωτρήσεις αντλούν νερό από υπό πίεση υδροφορέα. Αν στην αρχή της αρδευτικής περιόδου το ωφέλιμο απόθεμα του ταμιευτήρα είναι 40 x 10 6 m 3, τότε ζητούνται: (α) Οι εισροές στον ταμιευτήρα ώστε να καλυφθεί οριακά η ζήτηση, χωρίς τη χρήση γεωτρήσεων. (β) Η πιθανότητα να γίνει χρήση του συστήματος των γεωτρήσεων. (γ) Η ποσότητα που πρέπει να αντληθεί από τις γεωτρήσεις εφόσον, για λόγους ασφαλείας, θεωρηθούν εισροές με πιθανότητα υπέρβασης 95%. (δ) Στην περίπτωση που η διαφορά εξάτμισης βροχόπτωσης αυξηθεί κατά 25%, να υπολογιστεί η πιθανότητα να μή γίνει χρήση του συστήματος των γεωτρήσεων. ΑΣΚΗΣΗ 2 (Μονάδες 2) Υδρολογική λεκάνη έκτασης 10 km 2 αστικοποιήθηκε έντονα. Με βάση ιστορικά δεδομένα, δύο ωριαίες καταιγίδες συνολικού ύψους 60 mm και σταθερής έντασης που πραγματοποιήθηκαν πριν και μετά την αστικοποίηση προκάλεσαν παροχές αιχμής στην

4 ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Τεχνική Υδρολογία Διαγώνισμα επαναληπτικής εξέτασης έξοδο 83.4 και m 3 /s αντίστοιχα. Ο χρόνος συρροής πριν την αστικοποίηση είχε εκτιμηθεί σε 1 hr. Χρησιμοποιώντας την ορθολογική μέθοδο και θεωρώντας ότι ο χρόνος συρροής της λεκάνης οπωσδήποτε μειώθηκε μετά την αστικοποίηση εκτιμήστε: 1. Την αύξηση του συντελεστή απορροής μετά την αστικοποίηση 2. Το νέο χρόνο συρροής δεδομένου ότι σε ωριαία βροχόπτωση που πραγματοποιήθηκε μετά την αστικοποίηση, συνολικού ύψους 60 mm, είναι γνωστή η χρονική κατανομή στα έξι διαδοχικά δεκάλεπτα (Πίνακας), ενώ η παροχή αιχμής στην έξοδο μετρήθηκε σε m 3 /s. Η εκτίμηση του χρόνου συρροής να γίνει με ακρίβεια 10 min. Δεκάλεπτο Ύψος βροχής (mm) ΑΣΚΗΣΗ 3 (Μονάδες 2.5) Σε θέση ακριβώς κατάντη της συμβολής δύο υδατορευμάτων Α και Β μετρήθηκε το παρακάτω καθαρό πλημμυρογράφημα. Χρόνος (hr) Παροχή (m 3 /s) Το καθαρό πλημμυρογράφημα προκλήθηκε από συνολική βροχόπτωση διάρκειας 2 ωρών, με ύψη: 16 mm και 5 mm για τη λεκάνη Α και την 1 η ώρα και 2 η ώρα αντίστοιχα, και ύψη 11 mm και 6 mm για τη λεκάνη Β και την 1 η ώρα και 2 η ώρα αντίστοιχα. Η βροχόπτωση στη λεκάνη Β ξεκίνησε μία ώρα μετά την έναρξη της βροχόπτωσης στη λεκάνη Α. Ο ρυθμός απωλειών βροχόπτωσης ήταν σταθερός και ίσος με 6 mm/hr καθ'όλη τη διάρκεια της βροχόπτωσης. Παρά το γεγονός ότι η λεκάνη Α έχει διπλάσιο εμβαδόν από τη λεκάνη Β, τα μοναδιαία υδρογραφήματα των δύο λεκανών έχουν τον ίδιο χρόνο βάσης και ανάλογες ωριαίες παροχές. Ζητούνται: 1. Τα μοναδιαία υδρογραφήματα 1 ώρας των δύο λεκανών.

5 ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Τεχνική Υδρολογία Διαγώνισμα επαναληπτικής εξέτασης Το συνολικό πλημμυρογράφημα αν η δίωρη βροχόπτωση είχε σταθερή ένταση 18 mm/hr για την πρώτη λεκάνη και 16mm/hr για τη δεύτερη λεκάνη. Να θεωρηθεί ότι η βροχόπτωση ξεκινάει ταυτόχρονα και στις δύο λεκάνες. Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων