ΠΜ603 – Έργα Αστικών Υδραυλικών Υποδομών & Εγγείων Βελτιώσεων

Σκοπός μαθήματος: Το μάθημα έχει ως στόχο να δώσει στους φοιτητές τις βασικές και εξειδικευμένες γνώσεις της Αστικής Υδραυλικής, της Γεωργικής Υδραυλικής και των Έργων Εγγείων Βελτιώσεων και των αναγκαίων εργαλείων για τον σχεδιασμό, την μελέτη και  υπολογισμό αφενός των αστικών  δικτύων ύδρευσης και αποχέτευσης και αφετέρου των αρδευτικών έργων και δικτύων, όπως επίσης και των στραγγιστικών έργων.

Περιγραφή μαθήματος: Εισαγωγή στις αρχές αστικής υδραυλικής και έργων αστικών υδραυλικών υποδομών. Νερό και πολιτισμός. Νερό-Αστικό Περιβάλλον. Νερό και αστική ανάπτυξη. Νερό και γεωργική ανάπτυξη. Βασικές αρχές αστικής υδραυλικής και τεχνολογίας σχεδιασμού αστικών υδραυλικών δικτύων. Βασικές αρχές της υδραυλικής μηχανικής στην αστική και την γεωργική υδραυλική. Σύγχρονες αστικές απαιτήσεις σε νερό. Αρχές της υδραυλικής των επιφανειακών ροών. Μηχανισμοί γένεσης πηγών. Τεχνικές υδρομάστευσης και έργα υδροληψίας. Έργα μεταφοράς νερού, ανοικτοί και κλειστοί αγωγοί. Εξωτερικά και εσωτερικά υδραγωγεία. Καταθλιπτικοί αγωγοί. Αντλίες και αντλιοστάσια. Βασικές αρχές αντλητικών και υδραυλικών μηχανών. Βασικές αρχές γεωτρήσεων. Ισοζύγια ζήτησης και προσφοράς νερού. Μέθοδοι διαστασιολόγησης υδατοπύργων και δεξαμενών αποθήκευσης νερού. Προδιαγραφές υδραυλικών μελετών. Υπολογισμός δικτύων ύδρευσης. Μέθοδος Hardy Cross υπολογισμού κλειστών δικτύων ύδρευσης.  Αρχές χρήσης του λογισμικού ΕΡΑΝΕΤ σε αστικό περιβάλλον. ΜΕΝ (Μονάδες Επεξεργασίας Νερού), εγκαταστάσεις διϋλισης και επεξεργασίας ποσίμου ύδατος. Προδιαγραφές ποιότητας υδάτων. Βασικές αρχές κλειστών και ανοικτών αγωγών. Βασικές αρχές σχεδιασμού και λειτουργίας παντορροϊκών και χωριστικών αποχετευτικών δικτύων. Βοηθητικά έργα αποχέτευσης. Τυπικά δίκτυα αποχέτευσης ακαθάρτων και ομβρίων.  Παροχές υπολογισμού, υδραυλικοί υπολογισμοί, τεχνολογία αγωγών. Εισαγωγή στις αρχές γεωργικής υδραυλικής και έργων εγγείων βελτιώσεων. Γεωργία και πολιτισμός. Υδρολογικός Κύκλος. Υδραυλική των φυσικών ρεμάτων & των υπογείων ροών.  Εισαγωγή στους μηχανισμούς γένεσης των φερτών υλών, της διάβρωσης και των στερεοπαροχών. Μηχανισμοί γένεσης μαιάνδρων και μαιανδρική μηχανική.  Τυπικά έργα διευθέτησης χειμάρρων. Βασικές αρχές γεωργικής υδραυλικής. Βασικές αρχές αρδεύσεων. Στοιχεία εδαφολογίας, δομή εδάφους. Υδραυλικές ιδιότητες εδαφών, διηθητικότητα, αθροιστική διηθητικότητα εδαφών. Μέθοδος Κostiakov. Μύζηση, Υδατοϊκανότητα εδαφών και Σημείο Μαρασμού.  Γεωγραφικά, μετεωρολογικά και υδρολογικά δεδομένα των καλλιεργειών. Φυσιολογία των φυτών. Yδραυλικές απαιτήσεις των καλλιεργειών του Ελληνικού χώρου. Σκοποί, μέθοδοι άρδευσης, διάταξη αρδευτικών δικτύων. Παραδοσιακές, εντατικές και εναλλακτικές καλλιέργειες στον Ελληνικό χώρο. Eξατμισοδιαπνοή. Μέθοδος Blaney-Criddle. Ισοζύγια νερού, απαιτούμενη ποσότητα αρδευτικού νερού. Παροχή άρδευσης. Σχεδιασμός αρδευτικών δικτύων με καταιονισμό. Μέθοδος Clement. Σχεδιασμός δικτύων στάγδην άρδευσης. Υδραυλικοί υπολογισμοί. Τεχνικές βελτιστοποίησης δικτύων. Μεγάλα αρδευτικά έργα. Αντλητικά συγκροτήματα στη στάγδην άρδευση. Αρχές και προδιαγραφές εκπόνησης μελετών εγγειοβελτιωτικών έργων. Νόμος του Darcy. Nόμος του Dupuit. Εισαγωγή στις αποστραγγίσεις, στάθμη υπογείου ορίζοντα. Δίκτυα αποστράγγισης, σχεδιασμός στραγγιστικών δικτύων. Σταθερή στράγγιση εδαφών, Υδραυλικοί υπολογισμοί. Υπολογισμός ισαποχής στραγγιστικών αγωγών. Κατασκευαστικά στοιχεία. Εγκατάσταση αντλητικού συστήματος για στράγγιση εδαφών. Τα qanat ως στραγγιστικά υδρευστικά έργα. Τυποποίηση συμβολισμών αρδευτικών και στραγγιστικών δικτύων. Μεγάλα στραγγιστικά έργα στον Ελληνικό χώρο και περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

Μεθοδολογία διδασκαλίας: Διδασκαλία από καθ’έδρας, ειδικές διαλέξεις. Ατομικές αλλά και ομαδικές ασκήσεις διαστασιολόγησης και υπολογισμού Δικτύων Αστικής Μηχανικής καθώς και αρδευτικού δικτύου συστήματος αγροτεμαχίων με ελεύθερη ζήτηση, τόσο στα πλαίσια της Θεωρίας όσο και του Εργαστηρίου. Υλοποίηση εργαστηριακών ασκήσεων, συγγραφή τεχνικών εκθέσεων & θεμάτων.

Περιγραφή του εργαστηρίου: Εργαστηριακή & θεωρητική μελέτη διαστασιολόγησης υδατοπύργου δικτύου ύδρευσης οικισμού. Εργαστηριακή & θεωρητική μελέτη διαστασιολόγησης του εξωτερικού και του εσωτερικού υδραγωγείου ενός οικισμού. Προσδιορισμός των επιδόσεων αντλιοστασίου δικτύου ύδρευσης. Εργαστηριακή μελέτη αξιοποίησης του λογισμικού ΕΡΑΝΕΤ σε έργα αστικής υδραυλικής. Εργαστηριακή εφαρμογή της μεθόδου Hardy Cross σε κλειστά δίκτυα ύδρευσης. Μελέτη αποχετευτικού δικτύου μικρού οικισμού. Πειραματική δειγματοληψία και εκτίμηση των βασικών παραμέτρων ρύπανσης του νερού. Επίσκεψη σε χαρακτηριστικά έργα αστικής υδραυλικής του λεκανοπεδίου (π.χ. Μεταμόρφωση, ΕΥΔΑΠ, Μάνδρα-Ασπρόπυργος, Ψυτάλλεια). Εργαστηριακή προσομοίωση χαρακτηριστικών ταμιευτήρα αρδευτικού, υδρευτικού χαρακτήρα ή πολλαπλού σκοπού. Εργαστηριακή & θεωρητική προσομοίωση δικτύου άρδευσης με καταιονισμό με ελεύθερη ζήτηση/μέθοδος CLEMENT. Προσδιορισμός συντελεστών τραχύτητας ανοικτών αγωγών. Προσδιορισμός συρτικής δύναμης στον πυθμένα ανοικτού αγωγού. Προσομοίωση τυπικής εγκατάστασης στάγδην άρδευσης. Εκπόνηση αντίστοιχης μελέτης. Προσομοίωση εγκατάστασης δικτύου άρδευσης με καταιονισμό. Εκπόνηση της αντίστοιχης μελέτης. Μελέτη άρδευσης μεταξύ παραλλήλων αναχωμάτων.