hydro.ntua.gr logo
Login
You are here: Αρχή Εργαστήρια Εργαστήριο Υδρολογίας Εκπαίδευση

Your preferred language is set to English (click on another language to change it). However, the object you are viewing is in Ελληνικά, and it is not available in English.

Εκπαίδευση

Προπτυχιακά Μαθήματα

Τα μέλη του Εργαστηρίου διδάσκουν τα παρακάτω μαθήματα του προπτυχιακού προγράμματος της Σχολής Πολιτικών Μηχανικών:

 

Τεχνική Υδρολογία

(5ο εξάμηνο)

Εισαγωγικές έννοιες (ορισμοί, ιστορικό, υδρολογικός κύκλος, υδρολογική πληροφορία, λεκάνη απορροής). Περιγραφή, ανάλυση και μέτρηση υδρολογικών διεργασιών (ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα, υδρολογικά ελλείμματα, επιφανειακή απορροή, υπόγεια νερά, εκμετάλλευση υδροφορέων). Πιθανοθεωρητικές και στατιστικές μέθοδοι στην τεχνική υδρολογία (πιθανοθεωρητική περιγραφή υδρολογικών διεργασιών, διακινδύνευση, τυπική στατιστική ανάλυση και πρόγνωση υδρολογικών μεταβλητών, στατιστική διερεύνηση συσχετισμού υδρολογικών μεταβλητών, βελτίωση της υδρολογικής πληροφορίας). Υπολογιστικές μέθοδοι στην τεχνική υδρολογία (υδρογράφημα πλημμύρας, γραμμικές λεκάνες, μοναδιαίο υδρογράφημα, διόδευση πλημμύρας, εισαγωγή στα μοντέλα προσομοίωσης λεκανών απορροής).

Σελίδες μαθήματος

 

Αστικά Υδραυλικά Έργα

(6ο εξάμηνο)

Εισαγωγή στις υδρεύσεις. Ποιότητα νερού ύδρευσης. Ανάγκες σε νερό. Έργα σύλληψης και υδροληψίας. Ειδική αναφορά: έργα ύδρευσης μείζονος περιοχής Αθηνών. Εξωτερικό υδραγωγείο: παροχές υπολογισμού, γενική διάταξη, έργα μεταφοράς, αγωγοί και τεχνικά έργα, καταθλιπτικοί αγωγοί και αντλιοστάσια, δεξαμενές. Εσωτερικά δίκτυα ύδρευσης: παροχές υπολογισμού, γενική διάταξη, διαχωρισμός σε ζώνες, χρήση μειωτών πίεσης, έλεγχος ελάχιστης πίεσης. Μαθηματικό μοντέλο δικτύου ύδρευσης: σχηματική διάταξη, παροχές εξόδου, υπολογισμοί. Τυπικά δίκτυα αποχέτευσης ακαθάρτων και ομβρίων: παροχές υπολογισμού, γενική διάταξη, υδραυλικοί υπολογισμοί, τεχνολογία αγωγών, ποιοτικά θέματα.

Σελίδες μαθήματος

 

Τεχνολογία Συστημάτων Υδατικών Πόρων

(9ο εξάμηνο)

Εισαγωγή. Υδρολογικός σχεδιασμός - διαστασιολόγηση ταμιευτήρα. Συμβατική μέθοδος διαστασιολόγησης ταμιευτήρα. Μη συμβατικές στοχαστικές μέθοδοι διαστασιολόγησης ταμιευτήρα. Διαστασιολόγηση ταμιευτήρα σε θέση ποταμού χωρίς μετρήσεις. Υδρολογικός σχεδιασμός κατασκευών ασφαλείας. Πλημμύρα σχεδιασμού υπερχειλιστή. Πλημμύρα σχεδιασμού έργων εκτροπής. Υδρολογικός σχεδιασμός άλλων υδατικών συστημάτων. Σχεδιασμός υδροηλεκτρικής παραγωγής. Ανάλυση διακινδύνευσης παραγωγής υδροηλεκτρικής ενέργειας. Βελτιστοποίηση έργων αξιοποίησης υδατικών πόρων. Μεθοδολογία ανάλυσης υδατικών συστημάτων. Μέθοδοι ανάλυσης συστημάτων. Εφαρμογή της θεωρίας ανάλυσης συστημάτων στα προβλήματα υδατικών πόρων. Μέθοδοι βελτιστοποίησης. Δυναμικός προγραμματισμός. Εφαρμογές. Θέματα.

Σελίδες μαθήματος

 

Στοχαστικές Μέθοδοι στους Υδατικούς Πόρους

(9ο εξάμηνο)

Εισαγωγή: γενικές έννοιες, χρησιμότητα, τύποι προβλημάτων. Προσομοίωση: γενικές έννοιες, κατηγορίες προσομοίωσης, χρήσεις της στοχαστικής προσομοίωσης, μοντέλα προσομοίωσης, τυχαίοι αριθμοί. Ανελίξεις και χρονοσειρές: Γενικές έννοιες, στασιμότητα, εργοδικότητα, περιοδικότητα, τάσεις και άλματα, λευκός θόρυβος, αυτοσυσχέτιση, ετεροσυσχέτιση. Ανάλυση Fourier - Φάσμα ισχύος. Απλά μοντέλα μιας μεταβλητής: μοντέλα αυτοπαλινδρόμησης (AR), μοντέλα κινούμενου μέσου (ΜΑ) και συνδυασμός τους (ARMA, ARIMA), Γκαουσιανά και μη Γκαουσιανά μοντέλα, αξιολόγηση και επιλογή μοντέλου. Χρονοσειρές με μακροπρόθεσμη εμμονή - Φαινόμενο Hurst - Μοντέλα κλασματικού Γκαουσιανού θορύβου. Εποχιακά μοντέλα. Μοντέλα πολλών θέσεων. Εισαγωγή στα μοντέλα επιμερισμού. Εισαγωγή στη στοχαστική πρόγνωση. Συναρτήσεις μεταφοράς. Φίλτρα Kalman.

Σελίδες μαθήματος

 

Εγγειοβελτιωτικά Έργα

(9ο εξάμηνο)

Εισαγωγή. Εγγειοβελτιωτικά έργα στην Ελλάδα σήμερα. Ανάγκες των φυτών σε νερό: εξατμισοδιαπνοή - εδαφική υγρασία - αλατότητα εδαφών. Συστήματα διανομής αρδευτικού νερού: Αρδευτική μονάδα, μη μόνιμο ατομικό δίκτυο, σχετικοί υδραυλικοί υπολογισμοί και τεχνολογία. Συστήματα μεταφοράς και αποθήκευσης: Πηγές, αντλίες, λιμνοδεξαμενές, δεξαμενές ρύθμισης, διώρυγες, κλειστοί αγωγοί βαρύτητας, καταθλιπτικοί αγωγοί και μετρητές ροής. Συλλογικά μόνιμα δίκτυα άρδευσης: Επιφανειακή άρδευση, καταιονισμός, στάγδην. Γενικές διατάξεις και υδραυλικοί υπολογισμοί. Προέλευση και ποιότητα αρδευτικού νερού. Νομοθεσία αρδευτικού νερού . Βελτιστοποίηση αρδευτικών δικτύων υπό πίεση. Αντιπληγματικός έλεγχος. Εισαγωγή στις στραγγίσεις και στην αντιπλημμυρική προστασία. Εισαγωγή στη διαχείριση εγγειοβελτιωτικών έργων.

 

Μεταπτυχιακά Μαθήματα στο ΔΠΜΣ «Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων»

Τα μέλη του Εργαστηρίου διδάσκουν τα παρακάτω μαθήματα του ΔΠΜΣ «Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων»:

 

Προχωρημένη Υδρολογία

Εισαγωγή. Εμβάθυνση στις υδρολογικές διεργασίες (χωρική ολοκλήρωση της βροχόπτωσης, συσσώρευση και τήξη χιονιού, φυσική και εννοιολογική προσέγγιση συνιστωσών απορροής). Εμβάθυνση στην πιθανοτική προσέγγιση εξαιρετικών υδρολογικών γεγονότων (γενική κατανομή ακροτάτων και εφαρμογές της, σύγχρονες μέθοδοι εκτίμησης παραμέτρων, παραμετρικά μοντέλα). Υπόγεια νερά, φυσικές ιδιότητες υπογείων υδροφορέων, προσδιορισμός παραμέτρων υπογείων υδροφορέων, φυσικά και αναλυτικά ομοιώματα υπόγειου υδροφορέα. Υδρολογική προσομοίωση και πρόγνωση, μοντέλα λεκάνης απορροής (πολυμεταβλητή στοχαστική προσομοίωση υδρολογικών διεργασιών, γραμμικά και μη γραμμικά μοντέλα βροχής - απορροής, μοντέλα υδατικού ισοζυγίου, μοντέλα πρόγνωσης). Υδρολογικές μέθοδοι χωροχρονικής διόδευσης πλημμυρικού κύματος. Υδρολογικός σχεδιασμός (διακινδύνευση, κριτήρια σχεδιασμού, εφαρμογή σε έργα χρονικής ρύθμισης ροής, αντιπλημμυρικά έργα, άλλα έργα πολιτικού μηχανικού). Ειδικές εφαρμογές. Μελέτες περιπτώσεων.

Σελίδες μαθήματος

 

Διαχείριση Υδατικών Πόρων

Εισαγωγή: Έννοια και συνιστώσες της διαχείρισης υδατικών πόρων. Ανάλυση της ζήτησης νερού ανά χρήση, ποσοτικές και ποιοτικές διαστάσεις. Διαθεσιμότητα υδατικών πόρων: εκτίμηση επιφανειακού και υπόγειου υδατικού δυναμικού, χωροχρονική κατανομή και διαθεσιμότητα, ποιότητα. Στοιχεία οικονομικής ανάλυσης, νομικό και πολιτικό πλαίσιο. Εκτίμηση επιπτώσεων από έργα και προγράμματα ανάπτυξης υδατικών πόρων. Ανάπτυξη στρατηγικής για τους υδατικούς πόρους-Αρχές διαχείρισης σε επίπεδο χώρας και υδατικού διαμερίσματος. Τεχνικές διαχείρισης και συστήματα υποστήριξης αποφάσεων. Ολοκληρωμένη διαχείριση σε επίπεδο υδρολογικής λεκάνης. Επιχειρησιακή διαχείριση συστημάτων υδατικών πόρων. Αντιμετώπιση ακραίων γεγονότων. Εφαρμογές-μελέτες περιπτώσεων.

Σελίδες μαθήματος

 

Πλημμύρες και Αντιπλημμυρικά Έργα

Στοιχεία υδρολογίας πλημμυρών: εισαγωγή, φυσικές διεργασίες πλημμυρογένεσης. Πλημμυρική επικινδυνότητα -Υδρολογική διακινδύνευση από πλημμύρες. Κατανομές πιθανοτήτων πλημμυρών. Αντιπλημμυρικά έργα: Διατάξεις και σχεδιασμός έργων ορεινής υδρονομίας, ταμιευτήρων-υπερχειλιστών-εκτροπών, έργων διευθέτησης υδατορευμάτων σε αστικές και μη αστικές περιοχές, αναχωμάτων, ειδικών κατασκευών κ.α. Μη κατασκευαστικά μέτρα αντιπλημμυρικής προστασίας: Πρόγνωση πλημμυρών, επιχειρησιακά συστήματα παρακολούθησης, πρόγνωσης και προειδοποίησης πλημμυρών. Διαχείριση πλημμυρών.

Σελίδες μαθήματος

 

Υδρομετεωρολογία

Εισαγωγή: ορισμοί, ιστορικό, μετεωρολογικές μετρήσεις, υδρολογικός κύκλος. Γενικά χαρακτηριστικά της ατμόσφαιρας: προέλευση, σύνθεση, κατακόρυφη δομή. Θερμοδυναμική της ατμόσφαιρας: θερμοδυναμικοί νόμοι, νόμοι των τέλειων αερίων, υδρατμοί στην ατμόσφαιρα, μεταβολές φάσης, μεταβολές κατάστασης. Η ακτινοβολία στην ατμόσφαιρα - Ενεργειακό ισοζύγιο. Ατμοσφαιρική κυκλοφορία: ατμοσφαιρική πίεση και άνεμοι, τοπικά και παγκόσμια μετεωρολογικά συστήματα, αέριες μάζες, μέτωπα, κυκλώνες. Αιολική ενέργεια. Διεργασίες μεταφοράς μεταξύ ατμόσφαιρας και εδάφους-φυτοκάλυψης-υδάτινων επιφανειών. Εξάτμιση και διαπνοή: ενεργειακή θεώρηση, αεροδυναμική θεώρηση, συνδυασμένη θεώρηση. Κατακρημνίσεις: φυσικό πλαίσιο, μετεωρολογικό πλαίσιο. Πιθανή μέγιστη κατακρήμνιση: έννοια και μεθοδολογίες εκτίμησης. Τηλεμετρικές μέθοδοι μέτρησης κατακρημνισμάτων: δορυφορικές μετρήσεις, μετρήσεις με ραντάρ καιρού. Υδρομετεωρολογικά μοντέλα πρόγνωσης κατακρημνίσεων. Εισαγωγή στην κλιματολογία. Κλιματική μεταβλητότητα και αλλαγή.

Σελίδες μαθήματος

 

Αστική Υδρολογία – Αστικά Υδραυλικά Δίκτυα

Το μάθημα εστιάζεται στη εκτίμηση και διαχείριση της απορροής της βροχής στη πόλη. Το θέμα αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό διότι η ελλιπής διαχείρισης της αστικής απορροής ομβρίων ευθύνεται για φαινόμενα πλημμύρας αλλά και ρύπανσης υδατικών αποδεκτών. Το μάθημα δίνει έμφαση σε σύγχρονες προσεγγίσεις στη διαχείριση της απορροής και συγκεκριμένα αναφέρεται κυρίως στο σχεδιασμό και τη λειτουργία ήπιων συστημάτων διαχείρισης (SUDS: Sustainable Urban Drainage Systems) αντιμετωπίζοντας τόσο ποσοτικά, όσο και ποιοτικά θέματα της απορροής. Τέτοια συστήματα περιλαμβάνουν λεκάνες ανάσχεσης, συστήματα διήθησης, τεχνητούς βιοτόπους αλλά και πράσινες οροφές. Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται επίσης στα θέματα ανάλυσης και προσομοίωσης πλημμυρών στο αστικό περιβάλλον αλλά και σε θέματα συντήρησης και επιδιώκεται η σύνδεση του αντικειμένου του μαθήματος με τους γενικότερους προβληματισμούς πάνω στη διαχείριση του αστικού νερού συνολικά στο πλαίσιο μιας βιώσιμης ανάπτυξης.

 

Βελτιστοποίηση Συστημάτων Υδατικών Πόρων - Υδροπληροφορική

Το μάθημα, εξετάζει τις κυριότερες τεχνικές βελτιστοποίησης, εστιάζοντας σε προβλήματα υδατικών πόρων, τόσο σε αστική κλίμακα, όσο και σε κλίμακα λεκάνης απορροής. Αρχικά, εξηγείται η θεμελιώδης έννοια της ανάλυσης συστημάτων και εισάγεται το γενικό πλαίσιο προσομοίωσης και αξιολόγησης συστημάτων υδατικών πόρων, που αποτελεί το βασικό υπόβαθρο για τη διατύπωση των σχετικών προβλημάτων βελτιστοποίησης. Στη συνέχεια, υπενθυμίζονται οι βασικές μεθοδολογίες μαθηματικής ανάλυσης και διαφορικού λογισμού, και ακολούθως παρουσιάζονται οι αριθμητικές τεχνικές βελτιστοποίησης και αλγόριθμοι, ταξινομημένοι σε τρεις κύριες κατηγορίες. Η πρώτη κατηγορία αφορά στη βελτιστοποίηση γραμμικών συναρτήσεων με γραμμικούς περιορισμούς, όπου εξετάζονται το γενικό πρόβλημα γραμμικού προγραμματισμού καθώς και η δικτυακή διατύπωσή του, με στοιχεία από τη θεωρία γράφων. Η δεύτερη κατηγορία αφορά στη βελτιστοποίηση μη γραμμικών συναρτήσεων, για την οποία παρουσιάζονται διαφορετικές προσεγγίσεις, ξεκινώντας από τις τεχνικές αναζήτησης τοπικών ακροτάτων και προχωρώντας στις στοχαστικές μεθόδους ολικής βελτιστοποίησης, περιλαμβανομένων των κλασικών γενετικών αλγορίθμων και των πλέον σύγχρονων προσεγγίσεων, που βασίζονται στη χρήση υβριδικών εξελικτικών αλγορίθμων. Η τρίτη κατηγορία αφορά στη βελτιστοποίηση διανυσματικών συναρτήσεων, που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές λήψης αποφάσεων με πολλαπλά και ανταγωνιστικά κριτήρια. Τέλος, εξετάζεται, συνοπτικά, το πλαίσιο χειρισμού της αβεβαιότητας στη βελτιστοποίηση συστημάτων υδατικών πόρων, και επισκοπούνται άλλες τεχνικές αιχμής από το χώρο της υδροπληροφορικής, οι οποίες βασίζονται σε προσεγγίσεις τύπου «μαύρου κουτιού» (νευρωνικά δίκτυα, γενετικός προγραμματισμός).

Σελίδες μαθήματος

 

Διάβρωση, Μεταφορά και Απόθεση Φερτών Υλών

Εισαγωγή: ορισμοί, ιστορικό, υδροδυναμική και υδρολογική θεώρηση, ιδιότητες νερού και φερτών υλικών. Υδροδυναμικές αρχές - Έναρξη κίνησης φερτών υλικών: Κατανομή ταχύτητας σε τυρβώδη ροή, εξισώσεις Prandtl και Von Karman, συρτική τάση, κρίσιμη συρτική τάση, διαμόρφωση κοίτης, αντίσταση στη ροή. Μέθοδοι υπολογισμού στερεοπαροχής με σύρση, με αιώρηση και ολικής, Τεχνικές μέτρησης. Καμπύλες υδατοπαροχής - στερεοπαροχής. Μορφολογία υδατορευμάτων: ορισμός, σχηματισμός και εξέλιξη, ροή σε καμπές, μαίανδροι και πεπλεγμένοι ποταμοί. Υδρολογία και εκτιμήσεις στερεοαπορροής: Εδαφική διάβρωση, εκτίμηση ποσότητας φερτών υλικών - παγκόσμια εξίσωση εδαφικής απώλειας. Εκτίμηση στερεοαπορροής από μετρήσεις στερεοπαροχής και από εμπειρικές υδρομετεωρολογικές και γεωλογικές σχέσεις. Τοπική διάβρωση σε κοίτες υδατορευμάτων: γενικές αρχές, διάβρωση οπής, διάβρωση από οριζόντιες και κατακόρυφες φλέβες. Διάβρωση μεσόβαθρου και ακρόβαθρου. Διάβρωση συστολής και υδραυλικών έργων. Έργα ελέγχου διάβρωσης και στερεομεταφοράς σε κοίτες υδατορευμάτων: Μέσα συγκράτησης, προγραμματισμός έργων διευθέτησης, λεκάνη ηρεμίας. Εισροή φερτών υλικών σε ταμιευτήρες: Απόθεση, κατακράτηση, ρεύματα πυκνότητας. Προσομοιώματα συσσώρευσης: εμπειρικά, υδραυλικά και στοχαστικά. Μέτρα προστασίας - Παρεμπόδιση ή ελάττωση της εισροής, απομάκρυνση των αποθέσεων, προβλέψεις κατά τον σχεδιασμό.

 

Μεταπτυχιακά μαθήματα στο ΔΠΜΣ «Περιβάλλον και Ανάπτυξη»

Τα μέλη του Εργαστηρίου διδάσκουν το παρακάτω μάθημα του ΔΠΜΣ «Περιβάλλον και Ανάπτυξη».

 

Υδατικό Περιβάλλον και Ανάπτυξη

Υδατικό Περιβάλλον – Στοιχεία Υδρολογικής ανάλυσης. Ακραία Γεγονότα. Πλημμυρικό καθεστώς. Ξηρασία. Αξιοποίηση και Διαχείριση Υδατικών Πόρων. Εκτίμηση και Διαχείριση Υδατικών Πόρων σε Μεταβαλλόμενο Περιβάλλον και Κλίμα. Υδατικό Περιβάλλον και Ανάπτυξη: Ποιοτική διάσταση. Η Αναπτυξιακή Διάσταση του Κύκλου του Νερού: Θεσμικό και Νομικό πλαίσιο.

News
Πρόγραμμα εξέτασης διπλωματικών εργασιών περιόδου Οκτωβρίου 20152015-10-26
Πρόγραμμα εξέτασης διπλωματικών εργασιών Ιουλίου 20152015-07-14
Πρόγραμμα εξέτασης διπλωματικών εργασιών περιόδου Οκτωβρίου 20142014-10-24
Ομιλία του καθηγητή Dr. David Butler2014-07-23
Ομιλία του καθηγητή Δρ. Harold Weigand2014-07-17