Μαθηματικά ομοιώματα για τη βέλτιστη απομάκρυνση ρύπων με τη χρήση αντλίας στο λιμάνι της Ν. Μηχανιώνας:
Creators: name: Τσιλίκα, Σαράντω Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Μαθηματικά ομοιώματα
Λιμάνι
Μηχανιώνα
Water renewal
Harbour
Mihaniona

description: Η διαδικασία ανανέωσης του νερού αποτελεί πολύ σημαντικό ζήτημα στο σχεδιασμό των λιμένων. Υπό συνθήκες ανέμου, οι μάζες νερού μπορούν να κινητοποιηθούν μέσω της εξόδου του λιμένα, απομακρύνοντας ταυτόχρονα μέρος ρυπαντικού φορτίου. Από την άλλη, ο υπερπληθυσμός της λεκάνης, η αύξηση του ρυπαντικού φορτίου και η μείωση της ικανότητας διάλυσης του νερού, έχουν ως αποτέλεσμα την υποβάθμιση της ποιότητας του νερού. Ως λύση του προβλήματος, μελετάται η περίπτωση χρήσης αντλίας, η οποία θα «προωθεί» καθαρό νερό για την ανανέωση της λεκάνης, όταν χρειαστεί. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, μελετάται η περίπτωση του λιμανιού της Ν. Μηχανιώνας του νομού Θεσσαλονίκης. Εξετάζονται διάφορα σενάρια που αφορούν τη μελέτη κυκλοφορίας και πώς αυτή επηρεάζεται από τη θέση της αντλίας στο λιμάνι. Αρχικά, προτείνεται ένα μαθηματικό μοντέλο για τη μελέτη της κυκλοφορίας στη λιμενολεκάνη, η οποία προκαλείται είτε από φυσικές συνθήκες είτε από την εισροή νερού μέσω της αντλίας. Το μοντέλο αυτό απαρτίζεται από την εξίσωση συνεχείας και εξισώσεις ισορροπίας δυνάμεων κατά και . Η επίλυση των εξισώσεων βασίζεται στη μέθοδο των Πεπερασμένων Διαφορών. Έπειτα, γίνεται η υπόθεση ύπαρξης ρυπαντικού φορτίου στη λεκάνη και με τη βοήθεια του μαθηματικού ομοιώματος διάδοσης ρύπανσης, βρίσκεται η βέλτιστη θέση της αντλίας στη λεκάνη. Αφού βρεθεί η βέλτιστη θέση, και σε συνδυασμό με το γεγονός ότι το λιμάνι δεν αντιμετωπίζει κάποιο ιδιαίτερο πρόβλημα ρύπανσης, με σκοπό να προσομοιώσει τη φυσική κυκλοφορία νερού μέσα στο λιμάνι όταν αυτή δεν μπορεί να επιτευχθεί λόγω άπνοιας. Η επίλυση των εξισώσεων έγινε με τη βοήθεια της γλώσσας προγραμματισμού FORTRAN και η απεικόνιση των αποτελεσμάτων έγινε με χρήση του λογισμικού SURFER 8.
description: A vital issue in designing harbours is the water renewal procedure. During windy weather, water within the harbour basin is mobilized towards its exit, carrying part of the pollutant load at the same time. However, the basin overcrowding, the increase of pollutant loads and the decrease of the oxygen solvability , result in bad water quality. The present dissertation, proposes a solution to that problem, by testing the use of a pump which flushes clear water for the basin renewal when necessary. The tested field is N. Michaniona's harbour in Thessaloniki. Different experiments show the relationship between the positioning of the pump in the harbour and water circulation. Initially, a mathematical model is proposed for the study of the water circulation in the harbour, which is caused either from natural causes or from the assistance of the pump. The model consists of the equation of mass continuity and equilibrium equations. The equations' solution resides on an explicit, centered Finite Differences scheme. Later, assuming that there is pollutant load in the basin and with the assistance of the pollution distribution mathematical model, the ideal position of the pump in the harbour is determined. After the optimal positioning and due to the fact that the harbour does not have any serious pollution problems, a low head pump is tested so as to simulate the natural water circulation, when this is impossible due to apnea. The equations were solved with the use of FORTRAN programming language and the graphical representation of the results was done by SURFER 8 application.