Περιγραφή κυματικού κλίματος μέσω μακροπρόθεσμων από κοινού κατανομών ύψους και περιόδου κύματος - Παπανικολάου, Μαρία (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, 2016)
Γίνεται ολοένα και πιο αποδεκτό από την επιστημονική κοινότητα ότι, πέραν του ύψους κύματος, σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση των κυματικών φορτίσεων επί λιμενικών και παράκτιων έργων παίζει και η περίοδος των κυματισμών. Η εν λόγω παράμετρος προβλέπεται να ενσωματωθεί στο προσεχές μέλλον στα κριτήρια σχεδιασμού των ως άνω έργων μαζί με το ύψος κύματος. Η παρούσα εργασία έχει ως αντικείμενο την περιγραφή του κυματικού κλίματος, ώστε να είναι δυνατόν να εξαχθούν οι μεταβλητές αυτές φόρτισης, ύψος κύματος και περίοδος κύματος, για το σχεδιασμό λιμενικών και παράκτιων έργων. Αυτό πραγματοποιείται μέσω μελέτης της μακροπρόθεσμης από κοινού κατανομής του σημαντικού ύψους και της μέσης περιόδου κύματος, λαμβάνοντας υπόψη την πιθανοτική συσχέτιση των δύο αυτών μεγεθών. Προτείνεται, λοιπόν, μια μεθοδολογία περιγραφής του κυματικού κλίματος οποιασδήποτε περιοχής, με χρήση δύο διαφορετικών θεωρητικών μοντέλων κατανομών δύο μεταβλητών: του μοντέλου δεσμευμένης ή υπό συνθήκη πιθανότητας (conditional model) και του μοντέλου Plackett. Αυτά προυποθέτουν τη γνώση της συχνότητας εμφάνισης του σημαντικού ύψους κύματος και της μέσης περιόδου κύματος ενός δείγματος παρατηρήσεων, σε μία υπερετήσια χρονική περίοδο. Στο πλαίσιο της εφαρμογής τους, η λογαριθμοκανονική κατανομή και η κατανομή Weibull προσαρμόζονται στις μετρήσεις/εκτιμήσεις του σημαντικού ύψους κύματος, ενώ στις μετρήσεις/εκτιμήσεις της μέσης περιόδου κύματος προσαρμόζεται η λογαριθμοκανονική κατανομή. Συνεπώς, συνολικά αναλύονται τέσσερις περιπτώσεις, από τις οποίες προκύπτουν οι από κοινού κατανομές του σημαντικού ύψους και της μέσης περιόδου κύματος και εκτιμάται η απόκλιση των θεωρητικών μοντέλων από τις μετρήσεις, δηλαδή το σφάλμα. Εν συνεχεία, ακολουθεί η εφαρμογή της προαναφερόμενης διαδικασίας σε θαλάσσια περιοχή της Μυκόνου, για τα βαθιά ύδατα και για το βάθος d=6.75m του έργου. Τα προκύπτοντα αποτελέσματα που έχουν τη μορφή πιθανοτικών εικόνων, αναλύονται, σχολιάζονται και συγκρίνονται με τα αντίστοιχα αποτελέσματα παρόμοιων εφαρμογών για διαφορετικές τοποθεσίες. Επίσης, στα πλαίσια της εφαρμογής, μελετάται η σχέση των περιόδων επαναφοράς του σημαντικού ύψους κύματος και της μέσης περιόδου κύματος με την από κοινού περίοδο επαναφοράς τους, από τις οποίες προκύπτουν οι κατάλληλες φορτίσεις για το σχεδιασμό λιμενικών ή παράκτιων έργων. Η μεθοδολογία που προτείνεται στην παρούσα εργασία αναμένεται να συμβάλλει στον μελλοντικό (προχωρημένο) πιθανοτικό σχεδιασμό έργων, παρέχοντας μια πρώτη εκτίμηση και επιλογή των μεγεθών σχεδιασμού -σημαντικού ύψους κύματος και μέσης περιόδου κύματος- ανάλογα με τη δεδομένη διάρκεια ζωής ενός έργου και την επιθυμητή περίοδο επαναφοράς.