Εισαγωγή στην Υδρολογία Ορισµοί-Ιστορία-Μεγέθη Photo by Sandra Baki Νίκος Μαµάσης, Λέκτορας ΕΜΠ Αθήνα 2009 Παράξενες ιδιότητες του νερού Αφθονία στην επιφάνεια επιφάνεια του πλανήτη: 1340*10 6 km 3 (96.5% αλµυρό) κατάληψη του 70% της επιφάνειας της γης Ταυτόχρονη παρουσία του στις τρεις τρεις φάσεις (στερεό, υγρό, αέριο) Συµπεριφορά στις αλλαγές φάσης Πυκνότητα πάγου = 91.7% της πυκνότητας του νερού µε συνέπειες: Ο πάγος δεν βυθίζεται Γεωλογικές διεργασίες Κίνδυνοι για υδραυλικά έργα Μεγάλη θερµοχωρητικότητα Κλιµατικός θερµοστάτης της γης (ωκεανοί) Σταθεροποίηση της θερµοκρασίας των βιολογικών οργανισµών Αποτελεσµατικό µέσο κατάσβεσης πυρκαγιών 1
Παράξενες ιδιότητες του νερού Μεγάλη ειδική λανθάνουσα θερµότητα εξάτµισης Αποτελεσµατικός εναλλάκτης θερµότητας Καθοριστικός παράγοντας στην στην ανταλλαγή ενέργειας Αποτελεσµατικός διαλύτης Ρυθµιστής της κυκλοφορίας πολλών ουσιών στην υδρόγειο (π.χ. CO 2 ) Γεωµορφολογικός ρυθµιστής (π.χ. διάβρωση ασβεστολίθων) Ελιξίριο ζωής Καθαριστικό υγρό Μικρή συνεκτικότητα Γρήγορη κίνηση στην επιφάνεια της γης Επιφανειακή τάση Τριχοειδή φαινόµενα Ορισµός της υδρολογίας Υδρολογία (hydrology) είναι η επιστήµη που ασχολείται µε τα ύδατα της Γης, την παρουσία, την κυκλοφορία και κατανοµήτους, τις φυσικές και χηµικές ιδιότητές τους, και τις αλληλεπιδράσεις τους µε το περιβάλλον, στο οποίο περιλαµβάνονται και τα έµβια όντα. Τεχνική υδρολογία (engineering hydrology) είναι ο κλάδος της υδρολογίας που έχει στόχο την ποσοτική εκτίµηση και πρόγνωση των υδρολογικών µεγεθών. Σηµείωση: Ο ορισµός της υδρολογίας προτάθηκε το 1962 από µια Αµερικανική Επιτροπή υπό τον W. Langbein και υιοθετήθηκε από την UNESCO στηδιεθνήυδρολογικήδεκαετία (1965-74) (βλ. U.S. Committee on Opportunities in the Hydrological Sciences, 1991, και Κουτσογιάννης και Ξανθόπουλος, 1999) 2
ιασαφήνιση του ορισµού της υδρολογίας Τοµέας Ανάλυση αντικειµένου Περιλαµβάνει: εν περιλαµβάνει Υδατικό ισοζύγιο υδρογείου Ηπειρωτικές (χερσαίες) υδρολογικές διεργασίες Χωρική και χρονική ιαδροµές διακίνησης, µεταβλητότητα του υδατικού ισοζυγίου της υδρογείου (σε στερεή, υγρή και αέρια φάση, στη θάλασσα, την ξηρά και την ατµόσφαιρα) διακινούµενες µάζες νερού και χρόνοι παραµονής, τόσο µεταξύ ωκεανών, ατµόσφαιρας και ηπείρων, όσο και µεταξύ των τριών φάσεων Κίνηση του νερού πάνω Φυσικές και χηµικές και κάτω από την επιφάνεια της γης, σε όλες τις χωρικές και χρονικές κλίµακες, από την µικροκλίµακα µέχρι την κλίµακα ηπείρων διεργασίες που συνοδεύουν την κίνηση του νερού, καθώς και βιολογικές διεργασίες που αλληλεπιδρούν µε αυτή την κίνηση (π.χ. διαπνοή φυτών, διάφορες ανθρώπινες δραστηριότητες) Φυσικές, χηµικές και βιολογικές διεργασίες εσωτερικές στην ατµόσφαιρα και τους ωκεανούς Βιολογικές διεργασίες που απλώς εξαρτώνται από το νερό (π.χ. κύκλος ζωής υδρόβιων οργανισµών) Σηµείωση: ιατυπώθηκε από την U.S. Committee on Opportunities in the Hydrological Sciences (1991). Ένταξη της υδρολογίας στο ευρύτερο επιστηµονικό και τεχνολογικό πλαίσιο Βασικές επιστήµες Μαθηµατικά Φυσική Χηµεία Βιολογία Γενικές εφαρµοσµένες επιστήµες Πιθανοθεωρία, Στατιστική, Στοχαστικές ανελίξεις Ανάλυση συστηµάτων Πληροφορική Γενικές εφαρµοσµένες επιστήµες Επιχειρησιακή έρευνα Ανάλυση συστηµάτων Θεωρία ελέγχου Ανάλυση διακινδύνευσης Υδρολογική επιστήµη (κατανόηση) Τεχνική υδρολογία (εκτίµηση και πρόγνωση) Τεχνολογία και διαχείριση υδροσυστηµάτων (κατασκευή έργων και λήψη αποφάσεων) Συγγενείς γεωεπιστήµες Γεωλογία Γεωµορφολογία Εδαφολογία Ατµοσφαιρική επιστήµη Ωκεανογραφία Λιµνολογία Επιστήµη παγετώνων Γεωχηµεία Συγγενείς εφαρµοσµένες επιστήµες Μηχανική ρευστών Υδραυλική Περιβαλλοντική τεχνολογία Υδρογεωλογία Μετεωρολογία Κατασκευή έργων Τεχνολογικές επιστήµες οµοστατική τεχνολογία Εδαφοµηχανική Αντισεισµική τεχνολογία Περιβαλλοντική τεχνολογία Ενεργειακή τεχνολογία Αγροτική τεχνολογία ασοτεχνολογία Λήψη αποφάσεων Κοινωνικές επιστήµες Κοινωνιολογία Πολιτική επιστήµη Οικονοµική Νοµική Επιστήµη διεθνών σχέσεων 3
Ορισµoί µετεωρολογίας και κλιµατολογίας Μετεωρολογία (meteorology) είναι η επιστήµη που ασχολείται µε τα ατµοσφαιρικά φαινόµενα και τη χρονικά εξαρτηµένη συµπεριφορά τους, και τις αλληλεπιδράσεις τους µε την επιφάνεια της γης, τους ωκεανούς καθώς και τα έµβια όντα. Η µετεωρολογία είναι η επιστήµητουκαιρού. Καιρός είναι η κατάσταση της ατµόσφαιρας πάνω από µια δεδοµένη περιοχή για ένα δεδοµένο χρόνο. Ο καιρός περιγράφεται από ένα σύνολο µετεωρολογικών µεταβλητών (στοιχείων καιρού). Κλιµατολογία (climatology) είναι η επιστήµη που ασχολείται µετοκλίµα. Κλίµα είναι η σύνθεση των στοιχείων του καιρού για ένα µακρό χρονικό διάστηµα. Η έννοια του κλίµατος συνυφαίνεται µε τη στατιστική εικόνα του µεταβλητού καιρού. Στο µακρό χρονικό διάστηµααπαλείφονταιτασφάλµατα και εδραιώνονται οι στατιστικές παράµετροι. Η µετεωρολογία και η κλιµατολογία είναι οι δύο κύριες ατµοσφαιρικές επιστήµες. Κύριοι κλάδοι των ατµοσφαιρικών επιστηµών Μετεωρολογία Φυσική µετεωρολογία (physical meteorology): οµή και σύνθεση της ατµόσφαιρας, µεταφορά ακτινοβολίας και ακουστικών κυµάτων, διεργασίες σχηµατισµού νεφών, κ.ά. Συνοπτική µετεωρολογία (synoptic meteorology): Περιγραφή, ανάλυση και πρόβλεψη των ατµοσφαιρικών κινήσεων µεγάλης κλίµακας. υναµική µετεωρολογία (dynamic meteorology): Εφαρµογή των αρχών της ρευστοδυναµικής στην κίνηση της ατµόσφαιρας. Κλιµατολογία Φυσική κλιµατολογία (physical climatology): Ανάλυση των θεµελιωδών αιτιών του κλίµατος. Κλιµατογραφία (climatography): Γεωγραφική περιγραφή και ταξινόµηση των κλιµάτων σε διάφορες χωρικές κλίµακες. Εφαρµοσµένη κλιµατολογία (applied climatology): Εφαρµογή των κλιµατικών παραµέτρωνστηνεπίλυση πρακτικών προβληµάτων. 4
Ορισµός της υδροµετεωρολογίας Ευρύτερος ορισµός: World Meteorological Organization (Fourth Congress, 1963 ) Ηυδροµετεωρολογία ασχολείται µετηµελέτη της ατµοσφαιρικής και επίγειας φάσης του υδρολογικού κύκλου µεέµφαση στις αλληλοσυσχετίσεις των δύο αυτών φάσεων. Ειδικότερος ορισµός: Fry and Showalter (1945) Υδροµετεωρολογία είναι ένας συνδυασµός εξειδικευµένης µετεωρολογίας και υδρολογίας που έχει εφαρµογή στην επίλυση προβληµάτων και την κατανόηση φυσικών φαινοµένων για τα οποία καµία από τις δύο επιστήµες δεν επαρκεί. Η υδροµετεωρολογία δεν είναι µια ξεχωριστή επιστήµη αλλά µάλλον ένα πεδίο ολοκλήρωσης της υδρολογίας και µετεωρολογίας. Ειδικότερος ορισµός: Wiesner (1970) Υδροµετεωρολογία είναι η µελέτη των ατµοσφαιρικών διεργασιών, οι οποίες επηρεάζουν τους υδατικούς πόρους της γης και ενδιαφέρουν τον υδρολόγο µηχανικό. ιεργασίες που πρωτίστως ενδιαφέρουν την υδροµετεωρολογία: Οι ατµοσφαιρικές διεργασίες που περιλαµβάνουν µετατροπές του νερού στην ατµόσφαιρα και συγκεκριµένα οι κατακρηµνίσεις και η εξατµοδιαπνοή. Σύντοµο ιστορικό 6ος -5ος αιώνας π.χ.: Πρώτες ορθές επιστηµονικά εξηγήσεις µετεωρολογικών φαινοµένων από Ίωνες και Αθηναίους φιλοσόφους (Αναξιµένης, 585-525 Ίππων, 5ος αιώνας Αναξαγόρας, 500-428, Ιπποκράτης). 4ος-3ος αιώνας π.χ.: Αριστοτέλης (384-323): συγγραφή Μετεωρολογικών (340). Ακολουθούν οι Θεόφραστος (372-287) και Επίκουρος (341-270). Οι Leonardo da Vinci και Bernard Palissy διατύπωσαν διατύπωσαν την έννοια του υδρολογικού κύκλου το 16 ο αιώνα. Εφεύρεση θερµοµέτρου (Γαλιλαίος, 1592, 1612, Fahrenheit, 1709), και βαροµέτρου (Τορρικέλλι, 1643). Γέννηση της ενόργανης µετεωρολογίας (Μέγας ούκας Φερδινάνδος της Τοσκάνης, 1653). Ο Pierre Perrault (1611?-1680), γάλλος δικηγόρος και συγγραφέας, στη µελέτη του De l origine des fontaines (1674) έδειξε ότι η βροχόπτωση στη λεκάνη απορροής του Σηκουάνα επαρκεί για να τροφοδοτήσει την απορροή απορροή του, που είναι µόνο το 1/6 της βροχόπτωσης. Ο Edme Mariotte (1620?-1684), γάλλος φυσικός και ιερέας, µέτρησε την ταχύτητα και τη διατοµή και υπολόγισε την παροχή του Σηκουάνα. Ο Edmund Halley (1656-1742), άγγλος αστρονόµος, γεωφυσικός, µαθηµατικός, µετεωρολόγος και φυσικός, έδειξε ότι η εξάτµιση από τη Μεσόγειο είναι αρκετή για να τροφοδοτήσει την απορροή των ποταµών που εκρέουν σε αυτή. Καθιέρωση, µετά από µετρήσεις, της έννοιας του υδρολογικού κύκλου (Perrault, Mariotte, Halley, τέλος 17ου αιώνα). Γέννηση της σύγχρονης υδραυλικής (Bernoulli, Euler, Chezy, κ.ά, αρχές 18ου αιώνα). 5
Σύντοµο ιστορικό 19ος αιώνας: ηµιουργία δικτύων µετεωρολογικών σταθµών (Lamark, La Place, Lavoisier). Καθιέρωση της τηλεγραφικής µεταβίβασης µετεωρολογικών παρατηρήσεων (Henry, 1849) για λόγους πρόβλεψης (Le Verrier, 1854) και προειδοποίησης (Ballot, 1860). Ίδρυση µετεωρολογικών υπηρεσιών (Le Verrier, Γαλλία, 1855) και διεθνή µετεωρολογικού οργανισµού (1878). 1927, 1930: Εφεύρεση ραδιοβολίσεων για τη µέτρηση της ανώτερης ατµόσφαιρας. 1931, 1946: Πειραµατική εφαρµογή τεχνικών τροποποίησης καιρού (τεχνητής βροχής). 1940-44: Αυτόµατοι µετεωρολογικοί σταθµοί, χρήση πυραύλων για µετρήσεις ανώτερης ατµόσφαιρας. 1953: Αερόστατα σταθερού ύψους. 1960 - σήµερα: Χρήση υπολογιστών για µετεωρολογικές εφαρµογές: Μοντέλα αριθµητικής πρόγνωσης καιρού, κλιµατικά µοντέλα. Μετεωρολογικοί δορυφόροι (1960: εκτόξευση πρώτου µετεωρολογικού δορυφόρου TirosI) Τηλεµετρία Ραντάρ καιρού 6
7
Ιστορικό στην Αρχαία Ελλάδα Η αξιοποίηση των φυσικών πόρων, του ήλιου, του ανέµου, του νερού, απασχολούσε όλους τους αρχαίους πολιτισµούς, και έδινε έναυσµα στην πρόοδο τους, µεεφευρέσεις και τεχνολογικές εφαρµογές. Τα επιτεύγµατα αυτά βοήθησαν τις αρχαίες κοινωνίες να διαχειριστούν το δυναµικό του ανέµουγιαταιστιοφόρατους, να αξιοποιήσουν τα αποθέµατα νερού για ύδρευση και άρδευση, να εκµεταλλευτούν την ηλιακή ενέργεια χωροθετώντας τα κτήρια µε τον κατάλληλο προσανατολισµό. Τέτοιου είδους τεχνολογικές εφαρµογές, υποδηλώνουν σίγουρα κάποια γνώση για τη φύση. Παρ όλ αυτά, κατά τα πρώτα στάδια των πολιτισµών, οι εξηγήσεις που δίνονταν ήταν υπερφυσικές, δηλαδή µυθολογικές. Με την πρόοδο της Τεχνολογίας, εµφανίστηκε µια νέα ανάγκη, η ανάγκη να εξηγηθούν µε νόµουςτηςφυσικήςταυδροµετεωρολογικά φαινόµενα που διέπουν τους φυσικούς πόρους. Στην αρχαία Ελλάδα είχαν προταθεί διάφορες θεωρίες, σε ένα πλαίσιο που διήρκεσε πάνω από έξι αιώνες (από την αρχαϊκή έως τη ρωµαϊκή περίοδο), κατά τους οποίους υπήρξε πνευµατική άνθηση. Σε αυτό το περιβάλλον θεωρείται ότι γεννήθηκαν η φιλοσοφία και η επιστήµη, καθώς καιοιδυοεµφανίστηκαν τότε για πρώτη φορά στον κόσµο. Μελετώντας τα κείµενα εκείνης της περιόδου, ο ερευνητής συναντά µια µεγάλη ποικιλία απόψεων σε µορφή µυθολογική, ποιητική, θρησκευτική, συµβολική, φιλοσοφική, και επιστηµονική. Είναι ενδιαφέρον, πως οι µυθολογικές απόψεις και οι συµβολισµοί, ήταν δηµοφιλείς ακόµα και στα τελευταία στάδια αυτής της περιόδου (ιδιαίτερα σαν έµπνευση για τις τέχνες), αν και είχαν ήδη αναπτυχθεί πιο επιστηµονικές θεωρήσεις 8
Ιωνία Ανκαιοιτεχνολογικέςεφαρµογές που αφορούν τους υδατικούς πόρους, άρχισαν στην Ελλάδα πριν από το 2000 π.χ., στον Μινωικό και Μυκηναϊκό πολιτισµό, οι πρώτες επιστηµονικές απόψεις σχετικές µε τα φαινόµενα αυτά διατυπώθηκαν περί το 600 π.χ. Οι Έλληνες φιλόσοφοι της Ιωνίας απέρριψαν τις µεταφυσικές προσεγγίσεις που εκφράζονταν στα επικά ποιήµατα, και ερµήνευσαν πολλά φυσικά φαινόµενα µε επιστηµονικό τρόπο. Ο Θαλής ο Μιλήσιος (640-546 π.χ.), ήταν ο ιδρυτής της Ιωνικής φιλοσοφίας. ιατύπωσε τη θεωρία ότι το νερό ήταν η βασική ουσία του κόσµου. Πραγµατοποίησε την εκτροπή του ποταµού Άλη (Ηρόδοτος, Ιστορίαι, Κλειώ, 75), για να βοηθήσει τη στρατιά του Κροίσου (βασιλιά της Λυδίας) σε µια µάχηενάντιαστηστρατιάτουκύρου (βασιλιά της Περσίας). Επίσης, ο Θαλής επεχείρησε να εξηγήσει το υδρολογικό παράδοξο των πληµµυρών του ποταµού Νείλου, θεωρώντας πως οι βόρειοι άνεµοι που επικρατούν στην περιοχή το χειµώνα, δεν επιτρέπουν στο ποτάµι να ξεχειλίσει. Ο Αναξίµανδρος (περίπου 610-547 π.χ.) από τη Μίλητο, διάδοχος του Θαλή, είναι ο πρώτος που τόλµησε να γράψει ένα βιβλίο «Περί Φύσεως», που δεν βασιζόταν στη µυθολογία ή τη θρησκεία που δυστυχώς όµως έχει χαθεί. Κατανόησε τη σχέση µεταξύ βροχόπτωσης και εξάτµισης: «Η βροχή παράγεται από την εξάτµιση (ατµίδα) που στέλνεται προς τα πάνω από τη γη, λόγω του ηλίου». Επίσης, αποπειράθηκε να ερµηνεύσει τη γένεση των ανέµων και των κεραυνών Ιωνία Ο Αναξιµένης (585-525 π.χ.) από τη Μίλητο, µαθητής του Αναξίµανδρου, επινόησε λογικές εξηγήσεις για τον σχηµατισµό των νεφών, της βροχόπτωσης, και της χαλαζόπτωσης. Σύµφωνα µεαυτόν: «Το χαλάζι παράγεται όταν κατερχόµενοτονερόαπότα νέφη παγώσει το χιόνι παράγεται όταν το νερό στα πιο διάβρεκτα σύννεφα παγώσει». Επίσης, αποπειράθηκε να ερµηνεύσει τον σχηµατισµό της ίριδας (τουουράνιουτόξου) και της αστραπής. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει η θεωρία του Αναξιµένη για τη δηµιουργία των ανέµων: «Προκαλούνται όταν µειώνεται η πυκνότητα του αέρα, έτσι καθίσταται ελαφρός και αρχίζει να κινείται». Ο Ξενοφάνης από την Κολοφώνα (570-480 π.χ.) φιλόσοφος, ποιητής, και ταξιδευτής φαίνεται πως είναι ο πρώτος που ολοκλήρωσε την έννοια του υδρολογικού κύκλου: Η θάλασσα είναι η πηγή του ύδατος και του ανέµου/ Αφού χωρίς τη µεγάλη θάλασσα, δεν θα υπήρχε ο άνεµος/ Ούτε ρεύµατα ποταµών, ούτε βροχή από ψηλά/ Μα η µεγάλη θάλασσα είναι ο γεννήτορας των νεφών, των ανέµων, και των ποταµών». Ο Αναξαγόρας από τις Κλαζοµενές (500-428 π.χ.), αποσαφήνισε την έννοια του υδρολογικού κύκλου, και µελέτησε διάφορα µετεωρολογικά φαινόµενα (ανέµους, καταιγίδες), δεχόµενος σε γενικές γραµµές τις ερµηνείες του Αναξιµένη. Συγκεκριµένα, θεώρησε ότι οι διαφορές στην πυκνότητα του αέρα, που προκαλούνται από τη θερµότητα του ήλιου, ήταν υπεύθυνες για τη δηµιουργία των ανέµων «Ίριδα καλούµε την αντανάκλαση της λάµψης του ηλιακού φωτός που προσπίπτει στα νέφη». Τέλος, προσπάθησε να ερµηνεύσει το παράδοξο των πληµµυρών του ποταµού Νείλου, προτείνοντας την υπόθεση πως το χιόνι που λιώνει την άνοιξη στα όρη της Αιθιοπίας, προκαλεί θερινές πληµµύρες στην περιοχή του έλτα του Νείλου, µε µια χρονική καθυστέρηση. 9
Κλασική Αθήνα ΙδρυτήςτηςΑθηναϊκήςφιλοσοφίαςθεωρείταιοΣωκράτης (περίπου 470-399 π.χ.), οοποίος δεν άφησε δικά του γραπτά αλλά οι απόψεις του µεταφέρθηκαν στα γραπτά του µαθητή του Πλάτωνα (περίπου 427-347 π.χ.). Στον Κριτία αναφέρει: Η γη δρέπει το όφελος από την ετήσια βροχή, όχι µόνο άµεσα αφήνοντας να χαθεί το νερό που ρέει από τη γυµνή γη στη θάλασσα, αλλά, κρατώντας ένα άφθονο απόθεµα σεόλαταµέρη, και το παραλαµβάνει µέσα της και το αποθησαυρίζει στο πυκνό αργιλικό έδαφος... προσφέροντας παντού άφθονες πηγές και ποτάµια Ο Αριστοτέλης (384-328 π.χ.) ήταν µαθητής του Πλάτωνα, αλλά οι θεωρίες του επηρεάστηκαν και από τους Ίωνες φιλοσόφους. Ηπερίφηµη πραγµατεία του Μετεωρολογικά ήταν µια µεγάλη συνεισφορά στην υδροµετεωρολογία. Αν και πολλές από τις απόψεις του είναι λανθασµένες, ο Αριστοτέλης διατύπωσε µε σωστό τρόπο τον υδρολογικό κύκλο. Κατανόησε τις αλλαγές φάσης του νερού, και την ανταλλαγή ενέργειας που απαιτείται γι αυτό: «... ο ήλιος προκαλεί την άνοδο της υγρασίας αυτό είναι όµοιο µε ό,τι συµβαίνει όταν το νερό ζεσταίνεται στη φωτιά». «... Ο ατµός που ψύχεται, λόγω έλλειψης θερµότητας στην περιοχή όπου ευρίσκεται, συµπυκνώνεται και µετατρέπεται από αέριο σε νερό και αφού δηµιουργηθεί το νερό µε αυτόν τον τρόπο, πέφτει κάτω πάλι προς τη γη. Η αναθυµίαση του νερού είναι ατµός και η συµπύκνωση του αέρα σε νερό είναι σύννεφο.». Αναγνώρισε επίσης την αρχή της διατήρησης της µάζας στον υδρολογικό κύκλο: «Κατά συνέπεια, η θάλασσα δεν θα στεγνώσει ποτέ αφού το νερό που ανέβηκε προς τα πάνω πρωτύτερα θα γυρίσει σ αυτήν κι αν αυτό συνέβη κάποτε, θα πρέπει να δεχτούµε την επαναληπτική εµφάνισή του». «Ακόµα κι αν δεν επιστρέφει πίσω η ίδια ποσότητα κάθε χρόνο ή σε µια δεδοµένη περιοχή, ωστόσο σε µια ορισµένη χρονική περίοδο η συνολική ποσότητα που αφαιρέθηκε θα επιστρέψει». Κλασική Αθήνα Ο φιλόσοφος Θεόφραστος (372-287 π.χ.) προώθησε και διόρθωσε τις θεωρίες του Αριστοτέλη για το σχηµατισµό των ατµοσφαιρικών κατακρηµνισµάτων εξαιτίας της συµπύκνωσης και της ψύξης των υδρατµών. Κατανόησεεπίσηςτηφύσητουανέµου: «Η κίνηση του αέρα είναι άνεµος», και τη σχέση του µε τηδηµιουργία των νεφών, όπως και το ρόλο της ορογραφίας σε αυτές. Επιπλέον κατανόησε τους µηχανισµούς της εξάτµισης, και ειδικότερα το πόσο επηρεάζεται αυτή από τον άνεµο: «Ο λόγος που οι άνεµοι, οι οποίοι είναι ψυχροί, στεγνώνουν [το έδαφος] πιογρήγορααπόότιοήλιος, που είναι θερµός, και οι ψυχρότεροι άνεµοι πιο πολύ, πρέπει να είναι διότι δηµιουργούν ατµό καιτονµετακινούν... ενώοήλιοςαφήνειαµετακίνητο τον ατµό». Οι προλήψεις στην εξήγηση των µετεωρολογικών φαινοµένων εκδηλώνονται στο θεατρικό έργο Νεφέλαι του κωµωδιογράφου Αριστοφάνη (περίπου 448-385 π.χ.). Σωκ: Ποιος ίας; Μη χωρατεύεις. εν υπάρχει κανένας ίας. Στρεψ: Μα τι λες; Τότε ποιος βρέχει; Αυτό πρώτα απ όλα να µου εξηγήσεις. Σωκ: Στα σίγουρα. Θα στο διδάξω µε ακαταµάχητα στοιχεία. Έλα τώρα, τον έχεις δει ποτέ κάπου να βρέχει χωρίς Σύννεφα; Κι όµως θα έπρεπε να βρέχει µεξαστεριά, κι αυτά να λείπουν. Στρεψ: Μα τον Απόλλωνα, στ αλήθειαορθάτοαποδεικνύειςµε αυτή σου την επιχειρηµατολογία. Κι όµως, πριν απ αυτό, πραγµατικά νόµιζα πως ο ίας προκαλεί τη βροχή. Αλλά πες µου ποιος είναι που προκαλεί τους κεραυνούς; Αυτό µε κάνει να τρέµω. Σωκ: Αυτά, καθώς κυλούν, κάνουν τους κεραυνούς. Στρεψ: Με ποιο τρόπο; παράτολµεάνθρωπε! Σωκ: Όταν γεµίσουν µε πολύνερό, καιωθούνταικαιπαρασύρονταιπιοπέρα, καθώς απαραιτήτως ορµούν προς τα κάτω όταν γεµίσουν µεβροχή, τότε πέφτουν βαριά το ένα πάνω στ άλλο και σκάνε και κτυπάνε. Στρεψ: Ποιοςείναιπουταωθείκαιταπαρασύρειπιοπέρα; εν είν ο ίας; Σωκ: Καθόλου, αλλά ο αιθερικός Στρόβιλος. Στρεψ: Ο Στρόβιλος; Είχε διαφύγει της προσοχής µου ότι δεν υπάρχει ο ίας, και ότι βασιλεύει τώρα ο Στρόβιλος στη θέση του. Αλλά ακόµηδενµου έχεις διδάξει τίποτε σχετικά µετηβροντήκαιτονκεραυνό. Σωκ: Μα δεν µε άκουσες που είπα ότι τα Σύννεφα, όταν γεµίσουν υγρασία, προσκρούουν το ένα στο άλλο και βροντούν λόγω της πυκνότητάς τους; 10
Ελληνιστικοί χρόνοι Ο Επίκουρος (341-270 π.χ.), που έζησε στην Αθήνα, ανέπτυξε την έννοια της ελεύθερης βούλησης: οι Θεοί υπάρχουν, αλλά δεν παρεµβαίνουν στα φυσικά φαινόµενα ή στις ανθρώπινες υποθέσεις. «Όταν τα σύννεφα συγκρούονται µεταξύ τους ή υπόκεινται σε κάποιο µετασχηµατισµό, παράγουν νεροποντές και οι παρατεταµένες βροχές προκαλούνται από την κίνηση των νεφών όταν µεταφέρονται µέσω του αέρα» «Τα νέφη είναι δυνατόν να έχουν σχηµατιστεί από τον αέρα που συµπυκνώθηκε κάτω από την πίεση των ανέµων, ή από την επενέργεια ατόµων αποµονωµένων στα άκρα, ή από εκποµπές από τη γη και τα νερά, ή από άλλες αιτίες...». Επίσης µελέτησε και προσπάθησε να δώσει εξηγήσεις για τις θύελλες, το χαλάζι, το χιόνι, την πάχνη, τον παγετό, το ουράνιο τόξο, την αστραπή και τη βροντή για τη χρονική υστέρηση των δύο λέει: «... ίσως, τα δύο φαινόµενανασυµβαίνουν ταυτόχρονα, αλλά η αστραπή φτάνει σε µας πιο γρήγορα παρά ο θόρυβος του κεραυνού, όπως έχει παρατηρηθεί πράγµατι σε άλλες περιπτώσεις, όταν για παράδειγµα βλέπουµε από απόσταση τη σύγκρουση δύο αντικειµένων». Ο Ποσειδώνιος (περίπου 135-51 π.χ.) µελέτησε τα µετεωρολογικά φαινόµενα. Μεταξύ των γραπτών του, που χάθηκαν όλα πλην ελάχιστων αποσπασµάτων, είναι οι πραγµατείες Περί µετεωρολογίας και Περί µετεώρων. Γνωρίζουµε ότιµελέτησε τα νέφη, την οµίχλη, τον άνεµο, τη βροχή, τον παγετό, το χαλάζι, την ίριδα και την αστραπή, ακολουθώντας πιστά τις διδασκαλίες του Αριστοτέλη. Ελληνιστικοί χρόνοι Στην Ελληνιστική περίοδο η επιστήµη εµφανίζεταιναέχειπιοαυστηρήβάση, να πλησιάζει πιο πολύ στη σηµερινή της έννοια. Για το λόγο αυτό, σ αυτή την περίοδο µπορούµε να αποδώσουµετηνίδρυσητωνµοντέρνων µαθηµατικών από τον Ευκλείδη (περίπου 325-265 π.χ.), τον Αρχιµήδη (287-212 π.χ.) και τον Απολλώνιο (περίπου 262-190 π.χ.), και της µοντέρνας αστρονοµίας από τον Αρίσταρχο τον Σάµιο (310-230 π.χ.) και τον Ερατοσθένη (267-194 π.χ.). Ο Αρχιµήδης θεωρείται επίσης φυσικός και µηχανικός, και ιδρυτής της υδροστατικής. Καθιέρωσε τη φερώνυµηαρχή, ότι ένα σώµαβυθιζόµενο σε ένα υγρό, υπόκειται σε µια δύναµηπροςταάνω(άνωση) ίση µε το βάρος του εκτοπιζόµενου υγρού. Ο Ήρων ο Αλεξανδρεύς (έζησε περίπου το 150 π.χ., κατ άλλους από 10-70 µ.χ.), στην πραγµατεία του Πνευµατικά θεµελίωσε αρκετές έννοιες φυσικής µε ερµηνείες αποδεκτές ως σήµερα, όπως την πίεση (την πίεση του αέρα, την πίεση του νερού, και τη σχέση των δύο), την ταχύτητα ροής και την παροχή. Είναι εντυπωσιακές οι απόψεις του, και η πολύ σύγχρονη πειραµατική του µέθοδος. Ο Ήρων είχε την ικανότητα να µετατρέπει την θεωρητική γνώση του σε τεχνολογικά εφευρήµατα. Έτσι, περιγράφει στα γραπτά του πολλά επινοήµατα και µηχανισµούς που εφεύρε, µεταξύ των οποίων το απλούστερο είναι ο σίφωνας και το πιο γνωστό είναι µια ατµοµηχανή (στοβιλοµηχανή), η πρώτη καταγραµµένη µηχανή που εκµεταλλεύεται τη δύναµητουατµού, που δηµιουργήθηκε σχεδόν δύο χιλιάδες χρόνια πριν από τη βιοµηχανική επανάσταση. 11
Υδραυλικά έργα στην αρχαία Ελλάδα Υδραγωγεία Τουαλέτες Μινωικές τουαλέτες Sewer Wooden seat Door Hood Gypsum floor Flushing conduit Flushing conduit Wooden seat Sewer 1 m Door Τοµή και κάτοψη τουαλέτας στο Παλάτι του Μίνωα (Graham,1987). 12
Μινωικές αποχετεύσεις οµβρίων και ακαθάρτων Κνωσός Αγία Τριάδα Μια ηµέρα µετά από µια ισχυρή νεροποντή κατάπληκτος είδα ότι όλες οι αποχετεύσεις λειτουργούσαν περίφηµα και το νερό περνούσε από τα κανάλια, πάνω από τα οποία ένας άνθρωπος µπορούσε να περάσει. Αµφιβάλλω αν υπάρχει άλλο παράδειγµα αποχέτευσης που να λειτουργεί µετά από 4000 χρόνια Angelo Mosso από την επίσκεψή του στην Αγία Τριάδα (Escursioni nel Mediterraneo e gli scavi di Creta, Treves, Milano, 1907) Το υδραγωγείο της Σάµου Το πιο φηµισµένο υδραυλικό έργο της αρχαίας Ελλάδας είναι το υδραγωγειο της Σάµου. Το πιο εντυπωσιακό τµήµα του υδραγωγείου είναι το Ευπαλίνειο όρυγµα, µία σήραγγα µήκους 1036 µέτρων, η πρώτη γνωστή βαθεία σήραγγα στην ιστορία του. ΟΕυπαλινος, µηχανικός από τα Μέγαρα έσκαψε τη σήραγγα από τα δύο άκρα, πρακτική που εφαρµόζεται και σήµερα. Επέλυσε πολλά τεχνικά προβλήµατα όπως το σκάψιµο ευθύγραµµων τµηµάτων, η ελαχιστοποίηση της αβεβαιότητας της θέσης και η εξασφάλιση της υδραυλικής κλίσης ώστε να επιτυγχάνεται η ροή στο αγωγό. Η κατασκευή της σήραγγας έγινε µεταξύ 530-520 π.χ. κατά τη διάρκεια της τυραννίας του Πολυκράτη. Top ( +225) Sprin g ( +57.60) +55.83 +55.26 Sea 0 100 200 m N P Spr i n g D u ct Q Nor th en t r a n ce (inlet) Tu n n el C E Meetin g poi n t D u ct City tank So u t h en t r a n ce (outlet) N A B D F S 13
Λ. Αθηνών Ιερά Οδός Πατησίων The Roman Hadrianean aqueduct Πειραιώς Πανεπιστηµίου Σταδίου Λ. Συγγρού Αλεξάνδρας Τρικούπη Β. Κωνσταντίνου Υµηττού Το Πεισιστράτιο Υδραγωγείο Μεσογείων Κηφισιάς Κατεχάκη Κοκκινοπούλου Peisistratean aqueduct Περιφ. Υµηττού Το πρώτο µεγάλο υδραυλικό έργο στην Αθήνα κατασκευάστηκε ααπό τον τύραννο Πεισίστρατο (κυβέρνησε την περίοδο 546-527 π.χ.) καιτουςγυιούςτου. Το µεγαλύτερο µέρος του είναι σε βάθος 14 µέτρων και αποτελείται από κεραµικούς σωλήνες Το υδραγωγείο της Περγάµου Elevation (m.a.s.l) 1400 1200 1000 800 600 400 200 Ανεστραµµένος σίφωνας µήκους 3 km µευδραυλικό φορτίο 180 m Inverted siphon Open channel Hydraulic head Ground Κατασκευάστηκε γύρω στο 200 π.χ. και είναι η πρώτη γνωστή κατασκευή µεγάλης κλίµακας όπου το νερό µεταφέρεται υπό πίεση. 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Distance (km) Πέτρα αγκύρωσης του µολύβδινου αγωγού υπό πίεση 14
Αποχετεύσεις οµβρίων στην κλασική περίοδο Αθήνα Ερέτρεια Αθήνα Κασσιόπη ίον Το φράγµακατασκευάστηκε κατά την κλασική περίοδο για να προστατεύει την κατάντη πεδιάδα από πληµµύρες κα φερτά. ιατηρείται σε άριστη κατάσταση µέχρι σήµερα. Φράγµα Αλυζίας Ο υπερχειλιστής έχει διαµορφωθεί στο βράχο και το ασύµµετρο σχήµα του οφείλεται στη διάβρωση Ο υπερχειλιστής σε λειτουργία 15
Χαρακτηριστικές χρονικές κλίµακες στην Υδρολογία Παροχή Q (m 3 /s) 1500 1250 1000 750 500 250 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 31 εκεµβρίου 1970 Χρόνος t (ώρες) Παροχή Q (m 3 /s) 100 80 60 40 20 0 Οκτ-70 εκ-70 Φεβ-71 Απρ-71 Ιουν-71 Αυγ-71 Οκτ-71 εκ-71 Φεβ-72 Απρ-72 Ιουν-72 Αυγ-72 Χρόνος t (µήνες) Παροχή Q (m 3 /s) 1000 750 500 250 0 1 3 5 7 9 1113151719212325272931 εκέµβριος 1970 Χρόνος t (ηµέρες) Παροχή Q (m 3 /s) 35 30 25 20 15 10 5 0 1970-71 1972-73 1974-75 1976-77 1978-79 1980-81 1982-83 1984-85 1986-87 1988-89 1990-91 1992-93 Χρόνος t (υδρολογικά έτη) εδοµένα: Παροχή Ευήνου στη θέση Πόρος Ρηγανίου (Κουτσογιάννης και Ξανθόπουλος, 1999) Χωρικές κλίµακες της υδρολογίας: Η λεκάνη απορροής Σπερχειός Βοιωτικός Κηφισός Παραλίµνη Υλίκη Ασωπός Πηγή: Κουτσογιάννης και Ξανθόπουλος (1999) 16
Λεκάνη απορροής: Λεπτοµέρεια 1000 1000 1200 1200 1400 Β Εύηνος π. Α Αρτοτίνα Σαΐτα ρ. Βαρδου 1400 σόρε µα ρ. 2000 1400 1200 1200 1400 1600 1400 1200 Γ 2000 1800 1800 2200 2000 1600 Β 1800 Λεκάνη Ευήνου Λεκάνη Μόρνου Πηγή: Κουτσογιάννης και Ξανθόπουλος (1999) 1400 1000 Ισοϋψείς Υδροκρίτης Υδρογραφικό δίκτυο 0 1 2 km Υδροκρίτης Photo by Sandra Baki 17
ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΟΣ Υ ΡΟΚΡΙΤΗΣ ΥΠΟΓΕΙΟΣ Υ ΡΟΚΡΙΤΗΣ Φρεάτιος ορίζοντας ΥΠΟΓΕΙΟΣ Υ ΡΟΚΡΙΤΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΟΣ Υ ΡΟΚΡΙΤΗΣ Αδιαπέρατο στρώµα Χωρικές κλίµακες της υδρολογίας: Το υδατικό διαµέρισµα 05 09 04 08 10 07 11 12 01: υτική Πελοπόννησος 02: Βόρεια Πελοπόννησος 03: Ανατολική Πελοπόννησος 04: υτική Στερεά Έλλάδα 05: Ήπειρος 06: Αττική 07: Ανατολική Στερεά Έλλάδα 08: Θεσσαλία 09: υτική Μακεδονία 10: Κεντρική Μακεδονία 11: Ανατολική Μακεδονία 12: Θράκη 13: Κρήτη 14: Νησιά Αιγαίου 02 06 14 01 03 Πηγή: Κουτσογιάννης και Ξανθόπουλος (1999) 13 18
Χαρακτηριστικές χωρικές κλίµακες της µετεωρολογίας Οριζόντιες κλίµακες Μικροκλίµακα: 1 cm - 1 km. Χαρακτηριστικά φαινόµενα: τύρβη, θερµικές ανωστικές κινήσεις, µικροκλίµακοντάστηνκοίτη ποταµού. Τοπική κλίµακα: 100 m - 50 km. Χαρακτηριστικά µετεωρολογικά φαινόµενα: νεφοστρόβιλοι (tornadoes). Μεσοκλίµακα: 10-200 km. Χαρακτηριστικά µετεωρολογικά φαινόµενα: µεταγωγικές καταιγίδες Μακροκλίµακα: 100-40 000 km Συνοπτική κλίµακα: ητυπικήκλίµακα των χαρτών καιρού, της τάξης των 1000 km. Χαρακτηριστικά µετεωρολογικά συστήµατα: κυκλώνες και αντικυκλώνες. Πλανητική κλίµακα: Γενική κυκλοφορία Κατακόρυφες κλίµακες Πάχος τροπόσφαιρας ( 10 km) Πάχος συνοριακού στρώµατος (την ηµέρα 1-2 km, τη νύχτα 100 m). Χρόνος (s) 10 17 10 16 10 15 10 14 10 13 10 12 10 11 10 10 10 9 10 8 10 7 10 6 10 5 10 4 10 3 10 2 10 Μικροκλίµακα 1 cm - 1 km 1 m 10 9 m/s 3 cm/έτος 1 m/s Μεσοκλίµακα 10-200 km Τοπική κλίµακαμακροκλίµακα 100 m - 50 km 100-40 000 km 1 km 1000 km 340 m/s (ταχύτητα ήχου) 4.5 10 9 χρόνια (ηλικία Γης) 1 10 2 10 1 1 10 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 ιάστηµα (m) Κλιµατικές αλλαγές 6370 km (ακτίνα Γης) 40 000 km (περιφέρεια Γης) ΥΠΟΜΝΗΜΑ Ατµοσφαιρικές διεργασίες Υδρολογικές διεργασίες Γεωµορφολογικές διεργασίες Ανάπτυξη Σχηµατισµός λεκανών υδρογραφικούαπορροής 10 6 χρόνια δικτύου Παγετώνες (κύκλος ελλειπτικότητας) 100 000 χρόνια Κυκλος υπόγειου 40 000 χρόνια Σχηµατισµός νερού (κύκλος άξονα περιστροφής Γης) εδάφους ιάβρωση Μεταβολές εδάφους 21 000 χρόνια (κύκλος περιηλίου) CO 1 αιώνας 2 Υπερετήσιες µεταβολές Κύκλος επιφανειακού νερού1 έτος Εποχιακές µεταβολές 1 µήνας Αντικυκλώνες 1 εβδοµάδα Τυφώνες 1 d Μεταγωγικές καταιγίδες Πληµµύρες Νεφοστρόβιλος 1 h ιαπνοή φυτών Μεταγωγή 1 min Τύρβη Γεωφυσικές διεργασίες και χαρακτηριστικές κλίµακες Συντέθηκε µεβάσηστοιχείατων: McIlveen (1992, σσ. 7, 96) Oke (1987, σσ. 3-5) U.S. Committee on Opportunities in the Hydrological Sciences (1991) 19
Υδρολογικό ισοζύγιο ΣΥΝΙΣΤΩΣΕΣ ΚΑΙ ΕΤΗΣΙΑ ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΑ ΜΕΓΕΘΗ ΒΡΟΧΗ ΣΤΗ ΛΕΚΑΝΗ 420 m 3 *10 6 ΠΛΗΜΜΥΡΑ 12 ΗΜΕΡΩΝ ΟΓΚΟΣ: 24 m 3 *10 6 ΑΠΟΛΗΨΕΙΣ ΑΠΟ ΛΙΜΝΗ ΓΙΑ Υ ΡΕΥΣΗ-ΑΡ ΕΥΣΗ 180 m 3 *10 6 ΥΠΟΓΕΙΕΣ ΙΑΦΥΓΕΣ ΛΕΚΑΝΗΣ 80 m 3 *10 6 ΒΡΟΧΗ ΣΤΗ ΛΙΜΝΗ 20 m 3 *10 6 ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΑΠΟΡΡΟΗ ΣΤΗ ΛΙΜΝΗ 190 m 3 *10 6 ΕΞΑΤΜΙΣΗ ΛΙΜΝΗΣ 30 m 3 *10 6 ΕΞΑΤΜΙΣΟ ΙΑΠΝΟΗ ΛΕΚΑΝΗΣ 150 m 3 *10 6 Υδρολογικό ισοζύγιο ΣΥΝΙΣΤΩΣΕΣ ΙΣΟΖΥΓΙΟΥ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΑΠΟΡΡΟΗ ΕΞΑΤΜΙΣΗ ΛΙΜΝΗΣ ΒΡΟΧΗ ΣΤΗ ΛΙΜΝΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΥΠΕΡΧΕΙΛΙΣΗ ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΣΤΑΘΜΗΣ- ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ-ΟΓΚΟΥ Στάθµη (m) Επιφάνεια (km 2 ) Όγκος (m 3 x10 6 ) 62 16,6 235,3 63 16,9 252 64 17,3 269 65 17,7 286,3 66 18 304,5 67 18,4 322,9 68 18,8 341,5 69 19,2 360,3 ΣΤΑΘΜΗ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ ΥΠΟΓΕΙΕΣ ΙΑΦΥΓΕΣ ΟΓΚΟΣ ΝΕΚΡΟΣ ΟΓΚΟΣ ΣΤΑΘΜΗ ΘΑΛΑΣΣΑΣ ΑΠΟΛΗΨΕΙΣ ΓΙΑ Υ ΡΕΥΣΗ, ΑΡ ΕΥΣΗ 20
Ειδικοίστόχοιδιαχείρισης των υδατικών πόρων Προµήθεια νερού επαρκούς ποσότητας και κατάλληλης ποιότητας για την ικανοποίηση «αναγκών» Προστασία των υδατικών πόρων από τη ρύπανση ιατήρηση των οικοσυστηµάτων και του φυσικού περιβάλλοντος Προστασία από ακραία φαινόµενα (πληµµύρες & ξηρασίες) Μεγιστοποίηση της κοινής ωφέλειας από τους υδατικούς πόρους Μέριµνα για τη διατήρηση των αναγκαίων αποθεµάτων στο µέλλον και αποφυγή µη αναστρέψιµων επεµβάσεων ιατήρηση υψηλού επιπέδου αξιοπιστίας (περιορισµός της αβεβαιότητας) Υποδοµές υστυχώς το νερό είναι σε λάθος µέρος, λάθος χρόνο, λάθος ποσότητα! Τι κάνουµε; Επεµβαίνουµε στον Υδρολογικό Κύκλο Ταµιευτήρες, Κανάλια, Αναχώµατα, φράγµατα Πχ. Ένας ταµιευτήρας αλλάζει την κατανοµή στο χρόνο των περισσειών και των ελλειµµάτων νερού Q t K S t R t 21
Υδρολογικές Μεταβλητές ΑΠΟΡΡΟΗ (Πρωτεύουσα υδρολογική πληροφορία) ΒΡΟΧΗ ΕΞΑΤΜΙΣΗ (Θερµοκρασία, Υγρασία, Ταχύτητα ανέµου, Ηλιοφάνεια) ΜΕΓΕΘΗ Στιγµιαία Αθροιστικά Μέσου όρου Βασικοί στόχοι Υδρολογίας Μέτρηση-εκτίµηση υδατικού δυναµικού και αναγκών (όγκος ταµιευτήρων, ύδρευση, άρδευση) Εκτίµηση πληµµυρών (αποχέτευση, υπερχειλιστές, διευθετήσεις) Βασικές µετατροπές Βροχόπτωση: ύψος X επιφάνεια = όγκος Παροχή: όγκος/χρόνο Χ χρόνο = όγκος εξαµενή στην αρχαία Θήρα εξαµενή που συλλέγει τα όµβρια ύδατα από τη στέγη 22
Ζήτηση Υ ΡΕΥΣΗ: 0.1 m 3 ανά κάτοικο ανά ηµέρα=36.5 m 3 ανά κάτοικο ανά έτος ΑΡ ΕΥΣΗ: 400-700 mm στην αρδευτική περίοδο (Μάιος-Σεπτέµβριος): 400-700 mm * 1000 m 2 =400-700 m 3 ΑΝΑΓΚΕΣ Υ ΡΕΥΣΗΣ: από 0.01-1 m 3 ανά κάτοικο και ηµέρα Ελλάδα 200 lt ανά κάτοικο και ηµέρα 73 m 3 /έτος 300 ltανά επισκέπτη και διανυκτέρευση Αθήνα 420 hm 3 ανά έτος ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ, ΕΝΕΡΓΕΙΑ, ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΠΑΡΟΧΗ, ΙΧΘΥΟΤΡΟΦΙΑ ΕΤΗΣΙΑ ΕΞΑΤΜΙΣΗ: 1500 mm από ελεύθερη επιφάνεια 800 mm από έδαφος? Παροχή ΕΤΗΣΙΑ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ: 400 mm (καθαρή) * 100 m2 =40 m3 ανά έτος ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ Χρονική κλίµακα Γεωλογία-εδαφολογία Προηγούµενη κατάσταση ΕΤΗΣΙΑ ΑΠΟΡΡΟΗ: 0.01 m 3 /s 864 m 3 ανά ηµέρα Μόρνος: 10 m 3 /s Σπερχειός: 17 m 3 /s Αχελώος: 140 m 3 /s 23
Ένταση 100 mm σε 1 hr σε 100 m 2 10 m 3 / hr 2.8 lt/s 100 mm σε 5hr σε 100 m 2 2 m 3 / hr 0.55 lt/s Χωρητικότητα υδρορροής: 40 m *0.1 m *0.05 m = 200 lt Παροχετευτικότητα υδρορροής: 1 lt/sec Στηνπρώτηπερίπτωσηηστέγηθαπληµµυρίσει σε 200 lt/(2.8-1) lt/sec= 111 sec Στηνδεύτερηπερίπτωσηηστέγηδενθαπληµµυρίσει Βιβλιογραφία Κουτσογιάννης,., και Θ. Ξανθόπουλος, Τεχνική Υδρολογία, Έκδοση 3, 418 σελίδες, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Αθήνα, 1999 http://www.itia.ntua.gr/el/docinfo/115/ Κουτσογιάννης,., Σηµειώσεις Υδροµετεωρολογίας - Μέρος 1, Έκδοση 2, 157 σελίδες, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Αθήνα, 2000. http://www.itia.ntua.gr/el/docinfo/116/ Κουτσογιάννης,., Ν. Μαµάσης, και Α. Τέγος, Υδροµετεωρολογικά ζητήµατα στην αρχαία ελληνική επιστήµη καιφιλοσοφία, Η Οικο-νοµία του Νερού, επιµέλεια Η. Ευθυµιόπουλος και Μ. Μοδινός, Ύδρα, Ελληνικά Γράµµατα, 2009. http://www.itia.ntua.gr/el/docinfo/916/ Zarkadoulas, N., D. Koutsoyiannis, N. Mamassis, and S.M. Papalexiou, Climate, water and health in ancient Greece, European Geosciences Union General Assembly 2008, Geophysical Research Abstracts, Vol. 10, Vienna, 12006, European Geosciences Union, 2008. http://www.itia.ntua.gr/el/docinfo/848/ Mamassis, N., V. Kanellopoulos, and D. Koutsoyiannis, A web based information system for the inspection of the hydraulic works in Ancient Greece, 5th International Symposium on Environmental Hydraulics, Tempe, Arizona, International Association of Hydraulic Research, 2007. http://www.itia.ntua.gr/el/docinfo/794/ 24