Α1.2 Υδρογεωλογία και Προσομοίωση Υδροφόρων Συστημάτων
Το μάθημα αφορά στην υδρολογία των υπόγειων νερών και στην ανάλυση των υδρογεωλογικών συστημάτων με στόχο τη βέλτιστη διαχείριση τους στο πλαίσιο της ασφαλούς απόδοσης. Εξετάζει τις ποσοτικές επιπτώσεις από τις ανθρωπογενείς δραστηριότητες στους υπόγειους υδροφορείς και τις διαθέσιμες τεχνολογίες για τη βέλτιστη εκμετάλλευση τους. Επιπρόσθετα, εστιάζει στην προσομοίωση της ροής των υπόγειων νερών και στην ανάλυση ευαισθησίας σε μοντέλα ροής υπόγειων νερών. Η ύλη του μαθήματος διαρθρώνεται στις εξής διακριτές διδακτικές ενότητες:
- Υδρογεωλογικά συστήματα και είδη υδροφόρων σχηματισμών. Υδρολογία και υδραυλική των υπόγειων νερών.
- Καρστική υδρογεωλογία: καρστικές μορφές και τύποι κάρστ, βάθος καρστικοποίησης και παράμετροι διαμόρφωσης, παράκτιο κάρστ, καρστικές πηγές, υπόγεια υδραυλική, μεθοδολογία έρευνας, αξιοποίηση καρστικών υπόγειων νερών.
- Υπερεκμετάλλευση υπόγειων νερών και περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Υπόγεια νερά σε αστικό περιβάλλον και επιπτώσεις από ανύψωση ή ταπείνωση της πιεζομετρικής επιφάνειας. Αλληλεπίδραση υπόγειων νερών και τεχνικών έργων.
- Διαχείριση εμπλουτισμού υδροφορέων: Μέθοδοι και τεχνολογίες Τεχνητού Εμπλουτισμού (ΤΕ), σχεδιασμός έργων ΤΕ, επιλογή θέσης έργων ΤΕ
- Τεχνολογία γεωθερμικών πεδίων: σχηματισμός γεωθερμικών ταμιευτήρων, γεωθερμικά ρευστά, θερμομεταλλικές πηγές, έρευνες γεωθερμικών πεδίων.
- Τεχνολογία υδρογεωτρήσεων: μέθοδοι διατήρησης, γεωτρύπανα, πολτοί κυκλοφορίας, τσιμέντωση, απομόνωση υδροφόρων στρωμάτων, σωλήνωση, επιλογή φίλτρων, σχεδίαση χαλικόφιλτρου, πιεζομετρικοί σωλήνες, ανάπτυξη υδρογεωτρήσεων, δοκιμαστικές αντλήσεις.
- Αρχές προσομοίωσης υδροφόρων συστημάτων: ανάπτυξη εννοιολογικού μοντέλου, προσομοίωση με μεθόδους πεπερασμένων διαφορών και πεπερασμένων στοιχείων. Ανάλυση ευαισθησίας, παραμετροποίηση και ρύθμιση μοντέλων ροής υπόγειων νερών.
- Υπολογιστική άσκηση με τη χρήση του κώδικα πεπερασμένων διαφορών MODFLOW-2005 (USGS): Εννοιολογικό μοντέλο, υδραυλικές οριακές συνθήκες, διαθέσιμα πακέτα προσομοίωσης του κώδικα, σενάρια προσομοίωσης διαχείρισης εμπλουτισμού υδροφορέων, ανάλυση ευαισθησίας, παραμετροποίηση και ρύθμιση μοντέλου με τη χρήση του UCODE_2014 (USGS).