Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο - Σχολή Πολιτικών Μηχανικών - Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος 

Μάθημα: Αστικά Υδραυλικά Έργα

6ο εξάμηνο - Υποχρεωτικό (4 ώρες/ εβδομάδα)  

Ανακοινώσεις | Αναλυτικό περιεχόμενο | Εκπαιδευτικό υλικό | Λυμένες ασκήσεις | Θέματα εξετάσεων | Σφίγγα | Επικοινωνία


Αναλυτικό περιεχόμενο


Μέρος 1: Υδρευτικά έργα (σύνολο ωρών 28)

1.1.       Εισαγωγή στα υδροδοτικά έργα (ώρες 2)

Ορισμοί, ιστορική εξέλιξη, σημασία των υδροδοτικών έργων, η οργάνωση της υδρευτικής υποδομής στην Ελλάδα. Η περίπτωση της Αθήνας.

1.2.       Αρχές υδραυλικής στα αστικά υδραυλικά έργα (ώρες 4)

Υπολογισμός ενεργειακών απωλειών αγωγών υπό πίεση και με ελεύθερη επιφάνεια. Συντελεστές τραχύτητας. Διάμετροι εμπορίου.

Άσκηση ΥΤ1: Διαστασιολόγηση τυπικού εξωτερικού υδραγωγείου υπό πίεση.

1.3.       Γενική διάταξη υδρευτικών έργων (ώρες 2)

Υδρεύσεις και υδατικοί πόροι. Έργα υδροληψίας από υπόγεια και επιφανειακά νερά. Παράμετροι ποιότητας νερού και απαιτούμενα όρια. Γενική διάταξη έργων μεταφοράς, αντλιοστασίων, δεξαμενών, δικτύων διανομής. Υλικά σωληνώσεων και υδραγωγείων.

Άσκηση ΥΤ2: Σύγχρονη θεώρηση χαρακτηριστικών αρχαίων υδρευτικών έργων.

1.4.       Υδρευτικές καταναλώσεις (ώρες 2)

Αστικές χρήσεις νερού. Ζήτηση και παράγοντες που την επηρεάζουν. Εκτίμηση πληθυσμού σχεδιασμού. Χρονική διακύμανση κατανάλωσης. Τυπικοί συντελεστές αιχμής ανά χρήση. Απώλειες νερού. Παροχές σχεδιασμού. Παροχές έκτακτης λειτουργίας.

Άσκηση ΥΤ3: Εκτίμηση παροχών σχεδιασμού έργων υδροδότησης οικισμού.

1.5.       Δεξαμενές (ώρες 2)

Λειτουργίες δεξαμενής. Τύποι δεξαμενών. Υδραυλικός σχεδιασμός. Καμπύλες εισροών-εκροών. Εκτίμηση ρυθμιστικού όγκου και όγκου ασφαλείας.

Άσκηση ΥΤ4: Υπολογισμός όγκου δεξαμενής με τροφοδοτικό αγωγό (α) βαρύτητας και (β) καταθλιπτικό.

1.6.       Εξωτερικά υδραγωγεία (ώρες 2)

Εξωτερικά υδραγωγεία με ελεύθερη επιφάνεια. Εξωτερικά υδραγωγεία υπό πίεση. Χάραξη σε οριζοντιογραφία. Αντιμετώπιση προβλημάτων σε μηκοτομή. Τυπικές διατομές.

Άσκηση ΥΤ5: Σχεδιασμός και υπολογισμός εξωτερικού υδραγωγείου με βαρύτητα.

1.7.       Καταθλιπτικοί αγωγοί και αντλιοστάσια (ώρες 2)

Υδραυλική λειτουργία αντλιών. Βασικά χαρακτηριστικά αντλιών (μανομετρικό ύψος, ισχύς και ενέργεια, σημείο λειτουργίας, βαθμός απόδοσης). Τύποι αντλιών. Αρχές σχεδιασμού αντλιοστασίων και καταθλιπτικών αγωγών. Υδραυλικό πλήγμα και προστασία αντλιοστασίων.

Άσκηση ΥΤ6: Υπολογισμός καταθλιπτικού αγωγού και αντλιοστασίου.

1.8.       Αρχές οικονομικής ανάλυσης υδροδοτικών έργων (ώρες 2)

Οικονομική ζωή έργων. Πάγια και μεταβλητά κόστη. Ενεργειακά κόστη. Επιτόκια αναγωγής. Τεχνικο-οικονομική βελτιστοποίηση συστήματος αντλιοστασίου-καταθλιπτικού αγωγού.

1.9.       Γενικές αρχές σχεδιασμού δικτύων διανομής (ώρες 3)

Προδιαγραφές σχεδιασμού και λειτουργίας δικτύων διανομής. Χωροθέτηση δεξαμενής. Χάραξη αγωγών ύδρευσης σε οριζοντιογραφία. Διαχωρισμός δικτύου σε πιεζομετρικές ζώνες. Τοποθέτηση πυροσβεστικών κρουνών και ειδικών συσκευών.

Άσκηση ΥΤ7: Χάραξη δικτύου διανομής και χωρισμός σε ζώνες.

1.10.   Υδραυλική ανάλυση δικτύων διανομής (ώρες 2)

Μαθηματική διατύπωση προβλήματος. Τοπολογία. Εξισώσεις δικτύου. Αριθμητικές τεχνικές επίλυσης.

1.11.   Προσομοίωση λειτουργίας δικτύων διανομής – Διαστασιολόγηση αγωγών (ώρες 3)

Σχηματοποίηση μοντέλου δικτύου. Τοποθέτηση κόμβων. Εκτίμηση παροχών εξόδου. Διαμόρφωση σεναρίων κανονικής και έκτακτης λειτουργίας. Προσομοίωση μόνιμης και χρονικά μεταβαλλόμενης κατάστασης. Διαστασιολόγηση και σχετικοί έλεγχοι. Προσαρμογή μοντέλου υφιστάμενου δικτύου. Βελτιστοποίηση σχεδιασμού. Εφαρμογές σε περιβάλλον Η/Υ.

Άσκηση ΥΤ8: Σχηματοποίηση δικτύου και εκτίμηση παροχών εξόδου.

1.12.   Διαχείριση αστικής υδρευτικής ζήτησης (ώρες 2)

Τιμολογούμενο και μη τιμολογούμενο νερό. Διαρροές (εντοπισμός, διαχείριση). Υδραυλικά απομονωμένες ζώνες. Κοστολόγηση και τιμολόγηση υδρευτικού νερού. Τεχνολογίες εξοικονόμησης νερού κατ’ οίκον. Γκρι νερό.

Μέρος 2: Αποχετευτικά έργα (σύνολο ωρών 22)

2.1.       Εισαγωγή (ώρες 2)

Ορισμοί, ιστορικό, σημασία των αποχετευτικών έργων, παντορροϊκά και χωριστικά δίκτυα, μελέτες αστικών αποχετεύσεων. Εγκαταστάσεις επεξεργασίας και διάθεση λυμάτων (τα παραδείγματα της Ψυττάλειας και του Αγίου Νικολάου)

2.2.       Εκτίμηση παροχών ακαθάρτων (ώρες 2)

Περίοδος σχεδιασμού, καταναλώσεις, διακύμανση παροχών ακαθάρτων, παρασιτικές εισροές.

Άσκηση ΑΤ1: Εκτίμηση παροχών ακαθάρτων.

2.3.       Υδραυλική των υπονόμων (ώρες 4)

Συνθήκες ροής. Υδραυλικοί υπολογισμοί μόνιμης ομοιόμορφης ροής σε κυκλικούς αγωγούς. Υπολογισμοί για μεταβλητό συντελεστή τραχύτητας. Προδιαγραφές και περιορισμοί χαρακτηριστικών ροής.

Άσκηση ΑΤ2: Υδραυλικός υπολογισμός αγωγού ακαθάρτων. [Εναλλακτική ΑΤ2(2)]

2.4.       Αστικές πλημμύρες – Εκτίμηση παροχών ομβρίων (ώρες 4)

Γενικές αρχές σχεδιασμού. Αστικές και εξωαστικές λεκάνες απορροής. Περίοδοι επαναφοράς. Χάραξη υδροκρίτη σε αστικές περιοχές. Ορθολογική μέθοδος. Εκτίμηση χαρακτηριστικών μεγεθών σχεδιασμού (χρόνος συγκέντρωσης, κρίσιμη ένταση βροχής, συντελεστής απορροής).

Άσκηση ΑΤ3: Εκτίμηση παροχών ομβρίων.

2.5.       Αρχές σχεδιασμού δικτύων συλλογής ομβρίων (ώρες 2)

Μεθοδολογία χάραξης και υπολογισμού δικτύων ομβρίων σε οριζοντιογραφία και μηκοτομή. Υδραυλικοί έλεγχοι. Κατασκευαστικοί και υδρολογικοί περιορισμοί.

Άσκηση ΑΤ4: Υδραυλικός υπολογισμός αγωγού ομβρίων

2.6.       Ήπια συστήματα διαχείρισης ομβρίων (ώρες 2)

Μέτρα πρόληψης και διαχείρισης αστικών πλημμυρών. Έργα ανάσχεσης. Επεξεργασία και επαναχρησιμοποίηση ομβρίων. Τεχνολογίες διήθησης.

2.7.       Ποιοτικά θέματα αγωγών αποχέτευσης (ώρες 2)

Σύσταση οικιακών λυμάτων, αερισμός αγωγών, συνθήκες παραγωγής υδροθείου και ποσοτικοποίησή τους.

2.8.       Ειδικά θέματα (ώρες 2)

Τοπικές απώλειες, συναρμογές, προβλήματα μεγάλων και μικρών ταχυτήτων, αποθέσεις φερτών.

2.9.       Τεχνολογία αγωγών αποχέτευσης και φρεατίων (ώρες 2)

Προκατασκευασμένοι σωλήνες, αγωγοί χυτοί επί τόπου, διάβρωση και αντιδιαβρωτική προστασία αγωγών, τυπικά φρεάτια δικτύων.

Ασκήσεις για το σπίτι (παρέχεται βοήθεια στην τάξη στα πλαίσια των παραπάνω ωρών διδασκαλίας και απαιτούνται επιπλέον 12 ώρες εργασίας στο σπίτι)

Άσκηση YΣ1: Σχεδιασμός, υπολογισμός και οικονομική ανάλυση σύνθετου εξωτερικού υδραγωγείου.

Άσκηση YΣ2: Σχηματοποίηση και επίλυση δικτύου διανομής

Άσκηση ΑΣ1: Υπολογισμός και σχεδίαση μηκοτομής συλλεκτήρα ακαθάρτων.

Άσκηση ΑΣ2: Υπολογισμός και σχεδίαση οριζοντιογραφίας και μηκοτομής σειράς αγωγών ομβρίων.