Προσομοίωση Μεταφοράς και ιασποράς Ρύπων με τη χρήση ενός Συστήματος Καταγραφής Επιφανειακών Ρευμάτων στη Θαλάσσια Περιοχή Λήμνου Λέσβου - αρδανελίων Θεοφάνης Καραμπάς Βασίλειος Ζερβάκης Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Πανεπιστήμιο Αιγαίου
Το πρόγραμμα CORI Prevention and Management of Sea-originated Risks to the Coastal Zone CORI (Coastal Risks) Consortium: INTERREG-III III ARCHIMED 1. Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας, Π. Α. 2. Ινστιτούτο Ωκεανογραφίας Ελ.Κε.Θ.Ε. 3. Τομέας Υδραυλικής, Τμήμα Πολ. Μηχ/κων, Α.Π.Θ. 4. Ωκεανογραφικό Κέντρο, Πανεπιστήμιο Κύπρου 5. Περιφέρεια Βορείου Αιγαίου 6. Πανεπιστήμιο Napoli Parthenope
Το πρόγραμμα CORI Διάρθρωση Εργασιών Πακέτα Εργασιών: 1. Κίνδυνοι από tsunamis 2. Κίνδυνοι από μεταβολές της στάθμης θάλασσας 3. Διασπορά και παραμονή ρύπων σε ενδεχόμενη ρύπανση ακτής 4. Πιλοτικό σχέδιο για πρόβλεψη και προστασία ακτής από θαλάσσιο ατύχημα 5. Συντονισμός και διαχείριση
Το πρόγραμμα CORI Πιλοτικό σχέδιο για πρόβλεψη και προστασία ακτής από θαλάσσιο ατύχημα Σενάριο: Ναυτικό ατύχημα στατουρκικά Στενά Κίνδυνος: Μεταφορά ρύπων από το ρεύμα των Δαρδανελλίων στο Βόρειο Αιγαίο. Απόκριση: Εγκατάσταση συστήματος παρακολούθησης του ρεύματος των Δαρδανελλίων Εξέλιξη δυνατοτήτων πρόβλεψης πορείας ρύπων
Γιατί τα Δαρδανέλια; 1. Συνδυασμός υψηλότατης κυκλοφορίας σκαφών με έντονα ρεύματα και στενότητα χώρου Ελάχιστο πλάτος 1.2 km Μέσο πλάτος 4 km Ταχύτητες ρευμάτων έως 5 κόμβους 2. Σημειακή πηγή πιθανής ρύπανσης 3. Μόνιμη κατεύθυνση των ρευμάτων προς ελληνικές ακτές
Αρχή λειτουργίας συστήματος υλών συχνοτήτων (HF) Εκπομπή ραδιοφωνικών κυμάτων Η θαλάσσια επιφάνεια ραδιοφωνικά οπισθοσκεδάζουν ραδιοφωνικά κυματα Η κατά Doppler κύλιση του επιστρέφοντος κύματος, σε σχέση με τη θεωρητική του ταχύτητα ως προς το νερό, μας δίνει την ταχύτητα ρεύματος.
Κάθε θέση κεραιών δίνει μια ακτινική συνιστώσα των ρευμάτων Έτσι, χρειάζονται τουλάχιστον δύο θέσεις για την καταγραφή του πεδίου ταχύτητας
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ UNIVERSITY OF THE AEGEAN ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΩΝ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΡΕΥΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΚΥΜΑΤΙΣΜΟΥ SYSTEM FOR REMOTE SENSING OF CURRENTS AND WAVES Εγκατάσταση στα πλαίσια του έργου Installed in the framework of the project Prevention and Management of Sea-Originated Risks to the Coastal Zone (CORI) Χρηματοδότηση από Funded by the program INTERREG-IIIΒ ARCHIMED (European Regional Development Fund 75%, Hellenic Republic 25%) Με τη συνεργασία του Δήμου Μούδρου και του ΓΕΕΘΑ
Δεδομένα στην ιστοσελίδα http://dardanos.aegean.gr
dardanos.aegean.gr
ζ t ΨΕΥ Ο-ΤΡΙΣ ΙΑΣΤΑΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΑΝΕΜΟΓΕΝΟΥΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ Uh Vh x y 0 U h U sy h sx U ζ 12U+ 1.2U+ 12 1.2 V + g t 40 x 40 y x 1 U 1 U U sx bx sx sx νh h νh h fv 3 0.5 h x x h y y h h h h V sx h V sy h V ζ 1.2 U+ 1.2 V + g t 40 x 40 y y 1 V 1 V sy by V sy sy νhh νhh fu 3 0.5 h x x h y y h h h h
Μοντέλο μετάδοσης κυματισμών μεγάλης κλίμακας WAVE-LS (Large Scale) Αριθμητική επίλυση της εξίσωσης διατήρησης ισοζυγίου κατευθυντικής κυματικής ενέργειας. E ce ce ce t x y x y όπου Ε(f,θ;x,y;t) είναι η φασματική πυκνότητα συχνότητας f και κατεύθυνσης θ, c x, c y και c θ είναι οι συνιστώσες της ταχύτητας ομάδας κατά x, y και θ, όπου c η ταχύτητα μετάδοσης των κυματισμών και D η απώλεια της κυματικής ενέργειας λόγω θραύσης των κυματισμών στα ρηχά νερά c g c cos( ) c/ xsin( ) c/ y c D
Η επίδραση της περίθλασης ενσωματώνεται με την τροποποίηση της c θ σε C θ C cg c c 1 cos sin 1 cg cos sin c x y 2 1 x y. cc E. g 2 cc g E
Μοντέλο κυματογενούς κυκλοφορίας WICIR (Wave Induced CIRculation) ζ t Uh Vh x y 0 U t U U U V x y ζ g x 1 S S 1 U 1 U ρh x y h x x h y y h h xx xy sx bx νhh νhh V t V U x V V y ζ g y 1 Sxy Syy 1 V 1 V sy by νhh νhh ρh x y h x x h y y h h ζ η ανύψωση της μέσης στάθμης θάλασσας και U και V είναι οι ταχύτητες του ρεύματος, S xx, S yy, S xy και S yx οι τάσεις ακτινοβολίας, h=d+ζ και ν h ο συντελεστής οριζόντιας διάχυσης
Επιφανειακή ταχύτητα ρεύματος στη ζώνη θραύσης: Stokes drift και επίδραση επιφανειακού κυλίνδρου (surface roller): M=(E wave +E roller) )(cosθ, sinθ)/ ρc Μ=ροή ή μάζας στην επιφάνεια (u surface =M/H) όπου E roller c H 3.6 gt d E surface roller Θραυόμενος κυματισμός
Συντελεστής κατακόρυφης διάχυσης στην επιφάνεια (Karambas, 1999)* z 0.44 d( D/ ) 1/3 D η απώλεια της κυματικής ενέργειας λόγω θραύσης των κυματισμών μ στα ρηχά νερά 1 D Q b g 4 T H d 3 Q b = ποσοστό θραυόμενων κυματισμών *Karambas Th., 1990, Mixing in the surf zone: a theoretical approach, J. Marine Environmental Engineering, vol 5, pp.159-173
ΜΟΝΤΕΛΟ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΙΑΧΥΣΗΣ ΡΥΠΩΝ t x y x y 2 2 c c c c c U V Dx D 2 y 2 α n n n n 8c -c -c -c i+1j i-1j i+2j i-2j 12 2 * n α n n n n n c ij=cij - + 30cij -16 c i+1j+c i-1j + c i+2j+c i-2j 24 1 Ο ΒΗΜΑ 3 α n n n n + -2 c i+1j-c i-1j + ci+2j-c i-2j 12 α=u Δt/Δx
α 1 8 c -c - c -c * * * * ij+1 ij-1 ij+2 ij-2 12 2 α1 c =c - + 30c -16 c +c + c +c 24 3 α 1 * * * * + -2 c ij+1-c ij-1 + cij+2-cij-2 12 + * * * * * * ij ij ij ij+1 ij-1 ij+2 ij-2 2 Ο ΒΗΜΑ α1=v Δt/Δy Τελική τιμή συγκέντρωσης ρύπου: + + + + + + D c -2c +c D c -2c +c c =c +Δt + Δx Δy n+1 n x i+1j ij i-1j y ij+1 ij ij-1 ij ij 2 2
9000 8000 7000 100 90 6000 80 y (m) 5000 4000 70 60 50 3000 40 30 2000 20 1000 10 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 x (m) 02m/s
9000 8000 7000 100 90 6000 80 y (m) 5000 4000 70 60 50 3000 2000 40 30 20 1000 10 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 x (m)
9000 8000 7000 100 90 6000 80 y (m) 5000 4000 70 60 50 3000 2000 40 30 20 1000 10 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 x (m)
9000 8000 7000 100 90 6000 80 y (m) 5000 4000 70 60 50 3000 2000 40 30 20 1000 10 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 x (m) 02m/s
9000 8000 7000 100 90 6000 80 y (m) 5000 4000 70 60 50 3000 2000 40 30 20 1000 10 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 x (m)
9000 8000 7000 100 90 6000 80 y (m) 5000 4000 70 60 50 3000 2000 40 30 20 1000 10 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 x (m)
1400 1200 1 0.9 1000 800 600 400 200 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
1400 1200 1 0.9 1000 800 600 400 200 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
1400 1200 1 0.9 1000 800 600 400 200 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
t=1 min 2000 1000 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 2m/s Κυματογενής κυκλοφορία Μεταφορά ιάχυση και ιασπορά Πετρελαιοκηλίδας
t=20 min 2000 1000 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 2m/s
Napoli
COLT2 - Lagrangian model for particle motion
Αριθμητικά μοντέλα -FORTRAN 1. Ανεμογενούς κυκλοφορίας 2. Μεταφοράς και διάχυσης ρύπων Ελεύθερα μέσω INTERNET web-site: http://marine-server2.aegean.gr/cori/ aegean gr/cori/
Ευχαριστώ!!!