Α1.3 Υδραυλική Ποταμών και Προσομοίωση

Για να κατανοήσουμε την υδροδυναμική συμπεριφορά των ποταμών, όπως π.χ. των μεταβολών της στάθμης του νερού σε αυτούς ή το πώς πλημμυρίζουν, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τα χαρακτηριστικά της ροής και τις διεργασίες μεταφοράς των στερεών. Τα θέματα αυτά αναπτύσσονται με την ακόλουθη σειρά:

1. Εισαγωγή στη μονοδιάστατη ομοιόμορφη ροή σε ανοικτούς αγωγούς/ποταμούς. Βαθμιαία  μεταβαλλόμενη ροή: εξισώσεις και μέθοδοι επίλυσής τους για τον προσδιορισμό της κατά μήκος  μεταβολής της στάθμης του νερού. Μέθοδος Standard-Step μέθοδος Direct-Step και εισαγωγή στο μοντέλο HEC-RAS. Εφαρμογές.
2. Μη μόνιμη ροή: εξισώσεις Saint-Venant και απλοποιημένες μορφές τους (κινηματικό κύμα και κύμα διάχυσης). Επίλυση των εξισώσεων Saint-Venant με τη μέθοδο των πεπερασμένων διαφορών και εφαρμογή σε ένα απλουστευμένο πρόβλημα διάδοσης πλημμυρικού κύματος.
3. Πλημμύρες. Ξαφνικές πλημμύρες και κύματα εξαιτίας θραύσης φραγμάτων. Μαθηματική προσομοίωση πλημμυρών με το μοντέλο HEC-RAS. Εφαρμογές.
4. Μεταφορά φερτών υλών: χαρακτηριστικά των φερτών υλών· Εισαγωγή στη μεταφορά των φερτών του πυθμένα και των αιωρούμενων φερτών. Μαθηματική προσομοίωση μεταφοράς φερτών υλών. Εφαρμογή του μοντέλου HEC-RAS: υδροδυναμική συμπεριφορά φερτών (ημι-μόνιμη ροή)· εξίσωση διατήρησης φερτών· φυσικοί περιορισμοί στη διάβρωση και την καθίζηση.