ΗΜΗΤΡΙΟΥ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΑ Α.Ε.Μ. 9385

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΗΜΗΤΡΙΟΥ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΑ Α.Ε.Μ. 9385"

Αιθήρ Τοκατλίδης
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ-ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ Υ ΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ A/Α ΘΕΜΑΤΟΣ: 5 ΗΜΗΤΡΙΟΥ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΑ Α.Ε.Μ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΟΤΑΜΩΝ ΙΙ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στα πλαίσια του µαθήµατος Τεχνική Ποταµών ΙΙ πραγµατοποιήθηκε η µελέτη τµήµατος ποταµού µε τη βοήθεια του προγράµµατος HEC-RAS.

2 ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΟΤΑΜΩΝ ΙΙ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στα πλαίσια του µαθήµατος Τεχνική Ποταµών ΙΙ πραγµατοποιήθηκε η µελέτη τµήµατος ποταµού µε τη βοήθεια του προγράµµατος HEC-RAS. Στόχος της αποτέλεσε ο έλεγχος και η βελτίωση της παροχετευτικότητας για τη βαθιά κοίτη και την κοίτη πληµµύρας του δοθέντος τµήµατος ποταµού. εδοµένα της παρούσας µελέτης αποτέλεσαν: Η οριζοντιογραφία του υπό µελέτη τµήµατος ποταµού, συµπεριλαµβανοµένων των θέσεων των επιλεχθέντων διατοµών και των διαστάσεων των µηκών από την ανάντη έως την κατάντη διατοµή του ποταµού. Οι έξι υπό µελέτη διατοµές και οι συντεταγµένες των δέκα βασικών σηµείων τους προκειµένου να καταστεί δυνατή η απεικόνιση τους σε σύστηµα συντεταγµένων x-y. Το υλικό του πυθµένα και των πρανών κοίτης του ποταµού (φυσικό έδαφος) προκειµένου να προσδιοριστεί ο συντελεστής Manning. ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΣΤΟ HEC-RAS Αρχικά, καθορίστηκε το όνοµα της επισυναπτόµενης µελέτης στο πρόγραµµα και δόθηκε µια γενική περιγραφή του περιεχοµένου της. 2

3 Kατόπιν, έπρεπε να δοθούν τα γεωµετρικά στοιχεία του ποταµού και οι διατοµές του αφού αρχικά οριστεί ένα ενδεικτικό σκαρίφηµα του δοθέντος τµήµατος του ποταµού. Το σκαρίφηµα αυτό, στο οποίο φαίνεται και η κατεύθυνση της ροής από τα ανάντη προς τα κατάντη, παρατίθεται στο ακόλουθο σχήµα : Οι διατοµές που φαίνονται στο σχήµα καθορίστηκαν ακολουθώντας την εξής διαδικασία: όθηκαν στο πρόγραµµα οι συντεταγµένες των δέκα βασικών σηµείων των διατοµών προκειµένου να απεικονιστούν αυτές σε σύστηµα συντεταγµένων x-y. Καθορίστηκε η απόσταση της εκάστοτε επόµενης προς τα κατάντη διατοµής τόσο ως προς το κυρίως κανάλι, όσο και ως προς την αριστερή και δεξιά πλευρά της πληµµυρικής κοίτης. Οι συντελεστές τραχύτητας Manning (n). Θεωρήθηκε παντού ότι το υλικό του πυθµένα και των πρανών κλίσης είναι φυσικό έδαφος, άρα ο συντελεστής Manning θεωρήθηκε ίσος µε 0,03. Καθορίστηκε η βαθιά κοίτη, αφού θεωρήθηκε ότι είναι πάντα µεταξύ των δεδοµένων χαρακτηριστικών σηµείων 3 και 6 των διατοµών. Καθορίστηκαν αυτοµάτως από το υπολογιστικό πακέτο οι συντελεστές συστολής και διαστολής ίσοι µε 0,1 και 0,3 αντιστοίχως. Επειδή στο παρόν πρόγραµµα οι αριθµοί µειώνονται από τα ανάντη προς τα κατάντη θα πρέπει να επισηµανθεί ότι η δοθείσα διατοµή 1 αντιστοιχεί στην διατοµή 6, η 2 στην 5 κ.ο.κ. Ακολούθως, δίδονται σε αναλυτικούς πίνακες τα στοιχεία της κάθε διατοµής : 3

4 4

5 5

6 6

Μετά από κάποιες δοκιµές επιλέχθηκε η τιµή Q = 33 m 3 /sec για όλες τις διατοµές του ποταµού.

7 ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΑΡΟΧΕΤΕΥΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΒΑΘΙΑΣ ΚΟΙΤΗΣ Προκειµένου να πραγµατοποιηθεί ο έλεγχος παροχετευτικότητας της βαθιάς κοίτης του ποταµού δοκιµάστηκαν διάφορες παροχές έτσι ώστε η ροή να γίνεται οριακά µέσα στη βαθιά κοίτη. Μετά από κάποιες δοκιµές επιλέχθηκε η τιµή Q = 33 m 3 /sec για όλες τις διατοµές του ποταµού. Για να συµπληρωθούν τα δεδοµένα της µόνιµης ροής καθορίστηκαν οι οριακές συνθήκες, αφού πρώτα υπολογίστηκε η µέση κλίση του δοθέντος τµήµατος ποταµού. Η= (υψοµετρική διαφορά σηµείων 1-6) / (συνολικό µήκος) Η= (43,4-27,5)/( )=8,83*10-3 0,009 7

8 Αφού εισήχθηκαν τα δεδοµένα της µόνιµης ροής, τρέξαµε το πρόγραµµα για υποκρίσιµη ροή και πήραµε τα ακόλουθα αποτελέσµατα. ΙΑΤΟΜΕΣ Ακολούθως παρατίθενται η γεωµετρική απεικόνιση των διατοµών σε άξονες x-y, η στάθµη του νερού, η γραµµή ενέργειας, το κρίσιµο βάθος όπου υπάρχει και η βαθιά κοίτη στην κάθε διατοµή. 8

9 9

10 10

11 ΜΗΚΟΤΟΜΕΣ Ακολούθως παρατίθενται οι µηκοτοµές α)σε άξονες ανύψωσης στάθµης(m)- απόστασης από ανάντη διατοµή του δοθέντος τµήµατος ποταµού(m), όπου φαίνεται η στάθµη του νερού, η γραµµή ενέργειας, το κρίσιµο βάθος, ο πυθµένας και η αριστερή και δεξιά κοίτη του ποταµού και β)σε άξονες ταχύτητας(m)-απόστασης από ανάντη διατοµή του δοθέντος τµήµατος ποταµού(m). 11

12 ΤΡΙΣ ΙΑΣΤΑΤΕΣ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΕΙΣ Προκειµένου να δοθεί µια εποπτικότερη εικόνα της ροής και του τµήµατος ποταµού παρατέθηκε η τρισδιάστατη απεικόνιση αυτού και των επιµέρους τµηµάτων του. 12

13 13

14 14

15 15

16 Υ ΡΑΥΛΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Με τη βοήθεια του προγράµµατος HEC-RAS υπολογίστηκαν κάποια χρήσιµα υδραυλικά µεγέθη για καθεµιά από τις δοθείσες διατοµές. Τα µεγέθη αυτά, µερικά από τα οποία είναι το ύψος και η κλίση της γραµµής ενέργειας, το βάθος ροής, το κρίσιµο βάθος και η παροχή απαρτίζουν τους παρακάτω πίνακες. 16

17 17

18 18

19 ΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΣΤΑΘΜΗΣ-ΠΑΡΟΧΗΣ Για κάθε διατοµή έγινε η γραφική παράσταση στάθµης-παροχής σε µονάδες m και m 3 /sec αντιστοίχως. 19

20 20

21 21

ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΑΡΟΧΕΤΕΥΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΚΟΙΤΗΣ ΠΛΗΜΜΥΡΑΣ Προκειµένου να πραγµατοποιηθεί ο έλεγχος παροχετευτικότητας της κοίτης πληµµύρας του ποταµού δοκιµάστηκαν διάφορες παροχές έτσι ώστε η ροή να γίνεται

22 ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΑΡΟΧΕΤΕΥΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΚΟΙΤΗΣ ΠΛΗΜΜΥΡΑΣ Προκειµένου να πραγµατοποιηθεί ο έλεγχος παροχετευτικότητας της κοίτης πληµµύρας του ποταµού δοκιµάστηκαν διάφορες παροχές έτσι ώστε η ροή να γίνεται οριακά µέσα στην κοίτη πληµµύρας. Μετά από κάποιες δοκιµές επιλέχθηκε η τιµή Q =110 m 3 /sec για όλες τις διατοµές του ποταµού. Αφού εισήχθηκαν τα δεδοµένα της µόνιµης ροής και οι οριακές συνθήκες, τρέξαµε το πρόγραµµα για υποκρίσιµη ροή και πήραµε τα ακόλουθα αποτελέσµατα. 22

23 ΙΑΤΟΜΕΣ Ακολούθως παρατίθενται η γεωµετρική απεικόνιση των διατοµών σε άξονες x-y, η στάθµη του νερού, η γραµµή ενέργειας, το κρίσιµο βάθος όπου υπάρχει και η βαθιά κοίτη στην κάθε διατοµή. 23

24 24

25 25

γραµµή ενέργειας, το κρίσιµο βάθος, ο πυθµένας και η αριστερή και δεξιά κοίτη του ποταµού

26 ΜΗΚΟΤΟΜΕΣ Ακολούθως παρατίθενται οι µηκοτοµές α)σε άξονες ανύψωσης στάθµης(m)- απόστασης από ανάντη διατοµή του δοθέντος τµήµατος ποταµού(m), όπου φαίνεται η στάθµη του νερού, η γραµµή ενέργειας, το κρίσιµο βάθος, ο πυθµένας και η αριστερή και δεξιά κοίτη του ποταµού και β)σε άξονες ταχύτητας(m)-απόστασης από ανάντη διατοµή του δοθέντος τµήµατος ποταµού(m). 26

27 ΤΡΙΣ ΙΑΣΤΑΤΕΣ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΕΙΣ Προκειµένου να δοθεί µια εποπτικότερη εικόνα της ροής και του τµήµατος ποταµού παρατέθηκε η τρισδιάστατη απεικόνιση αυτού και των επιµέρους τµηµάτων του. 27

28 28

29 29

30 30

31 Υ ΡΑΥΛΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Με τη βοήθεια του προγράµµατος HEC-RAS υπολογίστηκαν κάποια χρήσιµα υδραυλικά µεγέθη για καθεµιά από τις δοθείσες διατοµές. Τα µεγέθη αυτά, µερικά από τα οποία είναι το ύψος και η κλίση της γραµµής ενέργειας, το βάθος ροής, το κρίσιµο βάθος και η παροχή απαρτίζουν τους παρακάτω πίνακες. 31

32 32

33 33

34 ΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΣΤΑΘΜΗΣ-ΠΑΡΟΧΗΣ Για κάθε διατοµή έγινε η γραφική παράσταση στάθµης-παροχής σε µονάδες m και m 3 /sec αντιστοίχως. 34

35 35

36 36

37 ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΠΑΡΟΧΕΤΕΥΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΜΙΚΡΕΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ Προκειµένου να βελτιωθεί η παροχετευτικότητα του δοθέντος τµήµατος του ποταµού πραγµατοποιήθηκαν κάποιες µικρές µεταβολές στη γεωµετρία των βασικών διατοµών του. Οι µεταβολές αυτές πραγµατοποιήθηκαν µε κριτήριο να εξοµαλυνθούν οι πιθανές ανωµαλίες στην κοίτη του και κατά το δυνατόν να µην είναι αναγκαία η µεταφορά στην εκάστοτε διατοµή του ποταµού φερτών υλικών επειδή δεν είναι βέβαιο αν υπάρχουν σε επάρκεια, δηλαδή όπου ήταν εφικτό επιλέχθηκαν λύσεις συνδυασµένης εκσκαφής-επίχωσης µε το ίδιο διαθέσιµο υλικό. Ακολούθως παρατίθενται οι αρχικές και οι βελτιωµένης γεωµετρίας λύσεις αντιστοίχως. Επίσης υπάρχει ενδεικτικά η ανταπόκριση της νέας γεωµετρίας του ποταµού σε παροχή Q=42m 3 /sec που αποτελεί τη νέα οριακή παροχή βαθιάς κοίτης καθώς και σε Q=160 m 3 /sec που αποτελεί τη νέα οριακή παροχή πληµµυρικής κοίτης. Είναι φανερό ότι επήλθε σχετική βελτιστοποίηση της παροχετευτικότητας αφού στην περίπτωση της βαθιάς κοίτης επήλθε βελτίωση της τάξεως των 9 m 3 /sec ενώ στην περίπτωση της πληµµυρικής κοίτης της τάξεως των 50 m 3 /sec. Ωστόσο επιλέχθηκαν να γίνουν µόνο µικρές επεµβάσεις και να µην προχωρήσουµε σε εκτεταµένες αλλαγές στην κοίτη του ποταµού που θα απαιτούσαν εκτεταµένες εργασίες, άρα και αρκετά υψηλό κόστος. 37

38 38

39 39

40 40

41 41

42 42

43 43

44 ΙΑΤΟΜΕΣ ΓΙΑ ΠΑΡΟΧΗ ΒΑΘΙΑΣ ΚΟΙΤΗΣ Q=42m 3 /sec 44

45 45

46 46

47 ΙΑΤΟΜΕΣ ΓΙΑ ΠΑΡΟΧΗ ΚΟΙΤΗΣ ΠΛΗΜΜΥΡΑΣ Q=160m 3 /sec 47

48 48

49 49

50 ΤΡΙΣ ΙΑΣΤΑΤΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΓΙΑ Q=42 m 3 /sec 50

51 ΤΡΙΣ ΙΑΣΤΑΤΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΓΙΑ Q=160 m 3 /sec 51

Σχετικά έγγραφα

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΟΤΑΜΩΝ ΙΙ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΟΤΑΜΩΝ ΙΙ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΕΧΝΙΚΗ ΠΟΤΑΜΩΝ ΙΙ ΕΛΕΓΧΟΣ ΚΑΙ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΤΗΣ ΠΑΡΟΧΕΤΕΥΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΠΟΤΑΜΟΥ