Εφαρμογή μαθηματικών μοντέλων στην εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων παράκτιων τεχνικών έργων:
Creators: name: Χαρίτου, Ελπίς Αριστείδη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: Μαθηματικά μοντέλα
Περιβαλλοντικές επιπτώσεις
Παράκτια τεχνικά έργα
Mathematical models
Environmental impacts
Coastal structures

description: Το κεντρικό θέμα της διπλωματικής εργασίας είναι η εφαρμογή μαθηματικών μοντέλων στην εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των παράκτιων τεχνικών έργων. Τα τελευταία χρόνια η χρήση των παράκτιων μαθηματικών μοντέλων έχει αυξηθεί με σκοπό την καλύτερη κατανόηση των παράκτιων διεργασιών και την πρόβλεψη των περιβαλλοντικών επιπτώσεων των παράκτιων κατασκευών (λιμάνια, μαρίνες, παράκτιες έργα προστασίας ακτών, κλπ) και την αξιολόγηση των διαφόρων στρατηγικών διαχείρισης για τη μείωση των αρνητικών περιβαλλοντικών επιπτώσεων, όπως η δυναμική μεταβολή της ακτογραμμής, η παράκτια διάβρωση, η μεταβολή της φυσικής κίνησης των ιζημάτων κατά την κατασκευή παράκτιων τεχνικών έργων. Στην εργασία αυτή, αρχικά, περιγράφονται τα μαθηματικά μοντέλα για την προσομοίωση των μορφοδυναμικών διεργασιών στην περιοχή της παράκτιας δομή, (διάδοση κυματισμών, κυματογενή ρεύματα, μεταφορά ιζημάτων και εξέλιξη της μορφολογίας). Τα μοντέλα εφαρμόζονται για την πρόβλεψη της εξέλιξης ακτογραμμής μετά την κατασκευή ενός λιμένα. Στη συνέχεια, ακολουθεί η περιγραφή ενός δισδιάστατου, μοντέλου ανεμογενούς κυκλοφορίας για την προσομοίωση της κυκλοφορίας του νερού στο παράκτιο περιβάλλον, την ανανέωση του νερού στη λεκάνη μιας μαρίνας. Τέλος, παρουσιάζεται ένα μοντέλο πρόβλεψης της διασποράς και διάχυσης των ρύπων. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται ένας βέλτιστος περιβαλλοντικός σχεδιασμός των παράκτιων κατασκευών (όπως μαρίνες και λιμάνια), που περιλαμβάνει και την εκτίμηση των ανοιγμάτων για καλύτερη ανανέωση του νερού της λιμενολεκάνης. Η απεικόνιση των παραπάνω μοντέλων έγινε με το πρόγραμμα Golden Software Surfer για την καλύτερη κατανόηση των φαινομένων. Συμπερασματικά, η χρήση μαθηματικών μοντέλων, εκτίμησης μορφοδυναμικών μεταβολών, κυκλοφορίας και διάχυσης διασποράς ρύπων, μπορεί να οδηγήσει στην πρόγνωση των πιθανών περιβαλλοντικών προβλημάτων από την κατασκευή ενός παράκτιου τεχνικού έργου.
description: The last decades the use of coastal mathematical models has been increased to gain an improved understanding of coastal processes, to predict the environmental impacts of the coastal structures (harbors, marinas, coastal protection structures, etc) and to evaluate the effectiveness of various management strategies to reduce adverse impacts. The first model is applied to simulate the morphodynamics processes in the region of a coastal structure, (i.e. wave propagation, wave induced currents, sediment transport and beach and shoreline evolution). It is bases on a quasi 3D non linear wave propagation sub-model which is coupled with bed morphology evolution sub-model including cross-shore sediment transport effects. It can be used in an environmental impact assessments study, to predict the shoreline chances due to construction of a coastal structure. The model is applied to predict the shoreline evolution after the construction of a harbor.The second model is a hydrodynamic and water quality model used for the simulation of the water circulation in the coastal environment and the prediction of the pollutant dispersion and diffusion. The model is synthesized by the equations describing the mass continuity, the horizontal momentum and the turbulent transport and diffusion of a diluted substance in the near shore area. Thus an optimum environmental design of coastal structures (such as harbours and marinas) is obtained, including the estimation of the flow openings for better water exchange. Concluding, the use of mathematical models can contribute to environmentally friendly design of coastal structures.