Ακτομηχανική και παράκτια έργα

Περιγραφή Μαθήματος:

Το μάθημα αυτό έχει ως στόχο να προσφέρει στους φοιτητές εξειδικευμένες γνώσεις σε σχέση με την κατανόηση των μηχανισμών της παράκτιας στερεομεταφοράς, των μορφολογικών αναδράσεων με τα τεχνικά έργα και της διάβρωσης των ακτών. Έχει επίσης ως στόχο την εκμάθηση του σχεδιασμού και της χωροδιάταξης των έργων προστασίας ακτών με τη χρήση σχετικά απλών μαθηματικών εκφράσεων αλλά και προηγμένων μαθηματικών ομοιωμάτων.

Απαιτούμενες Γνώσεις

Συνιστάται στους φοιτητές να έχουν τις βασικές γνώσεις Θαλάσσιας Υδραυλικής

Κεφάλαια Μαθήματος

# Τίτλος Διδακτέα Ύλη Ώρες
1 Εισαγωγή Εισαγωγή στην Ακτομηχανική. Η Ακτομηχανική και το πεδίο της. 3
2 Στοιχεία κυματομηχανικής Διαμόρφωση κυματισμών στον παράκτιο χώρο (ρήχωση, διάθλαση, περίθλαση, θραύση, αναρρίχηση). Παράκτια κυκλοφορία, θαλάσσια ρεύματα (παλιρροιακά, ανεμογενή, κυματογενή, πυκνότητας) και μαθηματικά μοντέλα παράκτιας κυκλοφορίας. Θεωρία τάσεως ακτινοβολίας. 6
3 Θαλάσσια ιζήματα και Κίνηση Ιζημάτων Ιζήματα. Κίνηση ιζήματος, δειγματοληψία, στατιστικές παράμετροι. Διατρητική τάση στον πυθμένα. Τραχύτητα πυθμένα. Συντελεστής τριβής κύματος. Έναρξη κινήσεως. Θέση σε αιώρηση ιζήματος. Μεταφορά ιζημάτων στην παράκτια ζώνη. Ουδέτερη γραμμή. Τεχνικές παρακολουθήσεως κινήσεως ιζήματος. 9
4 Παράκτια στερεομεταφορά και ισοζύγιο φερτών υλών. Στερεομεταφορά κάθετα και κατά μήκος της ακτής. Υπολογισμός παροχής στερεομεταφοράς. Μέθοδοι CERC, κ.α. Συσσωρεύσεις ιζημάτων στην παράκτια ζώνη. Φυσικές συσσωρεύσεις. Επίδραση παράκτιων εμποδίων και έργων. Μαθηματική μελέτη εξελίξεως ακτογραμμής. 9
5 Έργα προστασίας ακτών. Εισαγωγή στα έργα προστασίας ακτής. Τύποι παράκτιων. Έργα παράλληλα στην ακτογραμμή. Έργα κάθετα στην ακτογραμμή. Αναπλήρωση ακτής Βασικά λειτουργικά και κατασκευαστικά στοιχεία. 12

Μαθησιακοί Στόχοι

  1. να κατανοούν τις βασικές αρχές της παράκτιας στερεομεταφοράς και των μορφολογικών αναδράσεων από τα τεχνικά έργα μέσω εξισώσεων και απλών αριθμητικών μοντέλων
  2. να κατανοούν τους μηχανισμούς διάβρωσης και εναπόθεσης ιζημάτων στην παράκτια ζώνη
  3. να επιλύουν βασικές συνιστώσες προβλημάτων παράκτιας μηχανικής μέσω κατανόησης των διεργασιών διάδοσης των κυματισμών στις παράκτιες περιοχές και της αλληλεπίδρασης των κυματισμών με παράκτιες κατασκευές
  4. να σχεδιάζουν έργα προστασίας ακτών, με τη χρήση εμπειρικών σχέσεων αλλά και μαθηματικών μοντέλων

Μέθοδοι και Μέσα Διδασκαλίας και Μάθησης

Μέθοδοι Διδασκαλίας Διαλέξεις στην τάξη. Επίλυση απλών παραδειγμάτων και προβλημάτων στην τάξη. Συζήτηση περιπτώσεων εφαρμογής (casestudies) στην τάξη.
Μέσα διδασκαλίας Παρουσιάσεις στον Πίνακα. Διαφάνειες PowderPoint. Υπολογισμοί σε ΗΥ με Excel και υπολογιστικούς κώδικες.
Χρήση ΗΥ και προγραμμάτων Οι φοιτητές επιλύουν στο σπίτι και στο Εργαστήριο λιμενικών έργων σύνθετες προσομοιώσεις των παράκτιων διεργασιών με χρήση Η/Υ
Ασκήσεις - Εφαρμογές ΝΑΙ
Θέματα (εργασίες και τεχνικές εκθέσεις) Οι φοιτητές ολοκληρώνουν κατά τη διάρκεια του εξάμηνου με τη συνεχή επίβλεψη από τους διδάσκοντες εξαμηνιαία εργασία σε ομάδες των 3-4 ατόμων. Για κάθε θέμα συγγράφουν Τεχνική Έκθεση, η οποία διορθώνεται από τους διδάσκοντες και επιστρέφεται, Στο τέλος το
Άλλο Εκπαιδευτική Εκδρομή Υπάρχει η δυνατότητα εκπόνησης ατομικής εθελοντικής βιβλιογραφικής εργασίας

Αξιολόγηση Επίδοσης

  • Τελική γραπτή εξέταση: 65%
  • Θέματα (εργασίες και τεχνικές εκθέσεις): 25%
  • Προφορική εξέταση: 10%

Συγγράμματα - Βιβλιογραφία

  1. Dean RG & Dalrymple RA (1984). “Water Wave Mechanics for Engineers and Scientists”, Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, USA; [also: 2nd Edition (1991) in Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 2, Ed. P LF Liu, WorldScientificPress.]
  2. Dean, R.C. (1983). Principles of Beach Nourishment. Handbook of Co. Processes and Erosion. P. Komar (ed.). CRC Press. -Dean, R.G., Dalrymple, R.A. (2004). Coastal Processes with Engineering Applications. ISBN 0-511-03791-0 eBook, Cambridge University Press. -
  3. Fredsoe J &Deigaard R (1992). “Mechanics of Coastal Sediment Transport”, Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 3, Ed. P LF Liu, WorldScientificPress.
  4. Kamphuis, J.W. (2000). Introduction to Coastal Engineering and Management, Advanced Series on Ocean Engineering: Volume 16, World Scientific Publishing Co
  5. Mei CC (1989). “The applied dynamics of ocean surface waves”, Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 1, Ed. P LF Liu, WorldScientificPress.
  6. Mei CC, Stiassnie M, Yue D KP (2005). “Theory and applications of ocean surface waves”, Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 23, Ed. P LF Liu, WorldScientificPress.
  7. Nielsen P (1992). “Coastal Bottom Boundary Layers and Sediment Transport”, Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 4, Ed. P LF Liu, WorldScientificPress.
  8. Pope, J. and Dean, J.L. (1986). Development of design criteria for segmented breakwaters. 20th ICCE, Taipei, Taiwan.
  9. Reeve, D., Chadwick, A.and Fleming, Ch. (2004). Coastal Engineering, Processes, theory and design practice. SponPress, ISBN 0-203-64735-1 Master e-book ISBN.
  10. Svendsen IA (2006). “Introduction to nearshore hydrodynamics”, Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 24, Ed. P LF Liu, WorldScientificPress.
  11. U.S. Army Corps of Engineers, (2002). Coastal Engineering Manual. Engineer Manual 1110-2-1100, U.S. Army Corps of Engineers, Washington, D.C.
  12. US Army Corps of Engineers, (1992). Coastal groins and nearshore breakwaters. Engineering Manual. Report EM 1110-2-1617.
  13. Van Rijn, (1993). Principles of Sediment Transport in Rivers, Estuaries and Coastal Seas. AquaPublications, 386 pp.