Βελτιστοποίηση περιγραφής κυματικών καταστάσεων μέσω μακροπρόθεσμων από κοινού κατανομών ύψους κύματος και περιόδου στα αβαθή ύδατα - Στρατηγίου, Αλίκη-Άννα (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, 2017)
H γνώση του κυματικού κλίματος είναι απαραίτητη για το σχεδιασμό λιμενικών και παράκτιων κατασκευών που βρίσκονται σε διαρκή αλληλεπίδραση με τους θαλάσσιους κυματισμούς. Προκειμένου όμως να είναι αξιόπιστο για το σχεδιασμό, πρέπει να αναφέρεται σε χρονική περίοδο τόσο μεγάλη ώστε να υπερβαίνει τη διάρκεια ζωής του έργου. Συνήθης πρακτική, μέχρι σήμερα, είναι ο υπολογισμός των φορτίσεων να στηρίζεται μόνο σε ένα αντιπροσωπευτικό ύψος κύματος. Έτσι, όμως, χάνεται η πολύτιμη πληροφορία που αφορά στην περίοδο του κυματισμού. Γίνεται ολοένα και πιο αποδεκτό από την επιστημονική κοινότητα ότι η εν λόγω πληροφορία πρέπει να συμπεριληφθεί στα κριτήρια σχεδιασμού των έργων μαζί με το ύψος κύματος στο προσεχές μέλλον. Η παρούσα εργασία, έχει ως αντικείμενο την περιγραφή του μακροπρόθεσμου (long-term) κυματικού κλίματος, ώστε να είναι δυνατόν να εξαχθούν οι μεταβλητές φόρτισης, ύψος κύματος και περίοδος κύματος, για το σχεδιασμό. Αυτό πραγματοποιείται μέσω υπολογισμού της μακροπρόθεσμης από κοινού κατανομής του σημαντικού ύψους και της μέσης περιόδου κύματος, λαμβάνοντας υπόψη τη συσχέτιση των δύο αυτών μεγεθών. Ειδικότερα, προτείνεται μια μεθοδολογία περιγραφής του κυματικού κλίματος οποιασδήποτε περιοχής, με χρήση θεωρητικών μοντέλων. Τα θεωρητικά μοντέλα που επιλέχθηκαν για να μελετηθούν, είναι τα επικρατέστερα σύμφωνα με τη μέχρι τώρα γνώση. Εφαρμόστηκαν για τρεις θαλάσσιες περιοχές του Ελλαδικού χώρου, για τα βαθιά ύδατα, αλλά και για ένα βάθος σχεδιασμού παράκτιων έργων (λαμβάνοντας υπόψη μόνο τη ρήχωση των κυμάτων), με στόχο να αναδειχθεί το μοντέλο που περιγράφει καλύτερα τις μακροπρόθεσμες κυματικές συνθήκες. Τα εν λόγω μοντέλα είναι τα εξής: μοντέλο δεσμευμένης πιθανότητας, μοντέλο Bivariate-Lognormal (Ochi, 1978), μοντέλο Bivariate-Lognormal με διόρθωση λόγω ασυμμετρίας στα ύψη κύματος (Fang και Hogben, 1982), μοντέλο Plackett και μοντέλο με μετασχηματισμούς Box-Cox. Τα μοντέλα δεσμευμένης πιθανότητας και Plackett εξετάστηκαν για δύο περιπτώσεις προσαρμογής περιθώριων κατανομών στο ύψος κύματος (λογαριθμοκανονική κατανομή και Weibull) και για μια περίπτωση προσαρμογής (λογαριθμοκανονικής) κατανομής στην περίοδο κύματος. Συνεπώς, αναλύονται και συγκρίνονται επτά περιπτώσεις θεωρητικών μοντέλων και εκτιμάται το σφάλμα της καθεμίας. Επίσης, τα παραπάνω μοντέλα εφαρμόστηκαν και για το σύνολο των κυμάτων κάθε περιοχής και ξεχωριστά, για την ανεμογενή συνιστώσα και τη συνιστώσα της αποθάλασσας. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν για τη σύγκριση των μοντέλων προέρχονται από το Σύστημα ΠΟΣΕΙΔΩΝ, του ΕΛΚΕΘΕ. Τέλος, η μεθοδολογία που προτείνεται στην παρούσα εργασία αναμένεται να συμβάλλει στον μελλοντικό (προχωρημένο) πιθανοτικό σχεδιασμό έργων, παρέχοντας μια 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 των μεγεθών σχεδιασμού.