Σελίδα 1. (Είναι: Λ = Λίμνη, ΑΔ = Αρδευτική Δεξαμενή, Γ1 = Γεώτρηση 1, Γ2 = Γεώτρηση 2)

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Σελίδα 1. (Είναι: Λ = Λίμνη, ΑΔ = Αρδευτική Δεξαμενή, Γ1 = Γεώτρηση 1, Γ2 = Γεώτρηση 2)"

Ê Δράκος
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Σελίδα 1 ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ - ΑΣΚΗΣΗ 1 - ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΗΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΩΝ ΚΑΙ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΜΕ ΠΟΣΟΤΙΚΑ, ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΑ ΚΡΙΤΗΡΙΑ 1) ΔΕΔΟΜΕΝΑ 1.1) ΔΙΑΔΡΟΜΕΣ Δi ΚΑΙ ΣΔi Στη συνέχεια ονοματίζονται οι διαδρομές Δi της εκφώνησης. Οι συγκεκριμένες χαρακτηρίζονται από σταθερή τιμή απωλειών για δεδομένη παροχή τους το μήκος). Οι Δ1, Δ αφορούν αρδευτικό νερό και η Δ4 νερό ύδρευσης. Δ1 = Διαδρομή Λ - ΑΔ Δ = Διαδρομή Γ1 - ΑΔ Δ3 = Διαδρομή ΑΔ - ΥΔ Δ4 = Διαδρομή Γ - ΥΔ Παρακάτω ορίζονται οι σύνθετες διαδρομές ΣΔ1, ΣΔ και ΣΔ3. Αποτελούν διαδρομές ύδατος που προορίζεται για ύδρευση. ΣΔ13 = Δ1 + Δ3 = Διαδρομή Λ - ΑΔ - ΥΔ ΣΔ3 = Δ + Δ3 = Διαδρομή Γ1 - ΑΔ - ΥΔ (Είναι: Λ = Λίμνη, ΑΔ = Αρδευτική Δεξαμενή, Γ1 = Γεώτρηση 1, Γ = Γεώτρηση ) 1.) ΔΙΑΚΡΙΤΕΣ ΠΕΡΙΟΔΟΙ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΖΗΤΗΣΗ Δt1 = Συνεχές πεντάμηνο (5 months) διάστημα κατά το οποίο η ζήτηση αφορά υδρευτικές και αρδευτικές ανάγκες Δt = Συνεχές επτάμηνο (7 months) διάστημα κατά το οποίο η ζήτηση αφορά υδρευτικές ανάγκες Υπάρχει αλληλοδιαδοχή των Δt1 και Δt (Δt1 + Δt = 1 year). 1.3) ΖΗΤΗΣΗ - ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΜΕΣΕΣ ΠΑΡΟΧΕΣ Qα (μέση παροχή = λογιστικό μέγεθος) QαY = Απαιτούμενη μέση παροχή για την κάλυψη των υδρευτικών αναγκών = 10 hm 3 /(Δt1)* + 10 hm 3 /(Δt)** QαΑ1 = Απαιτούμενη μέση παροχή για την κάλυψη των αρδευτικών αναγκών πολυετών καλλιεργειών = 10 hm 3 /(Δt1)* QαΑ = Απαιτούμενη μέση παροχή για την κάλυψη των αρδευτικών αναγκών ετήσιων καλλιεργειών = 40 hm 3 /(Δt1)*** Υπό κανονικές συνθήκες οι παραπάνω απαιτούμενες παροχές εξασφαλίζονται. * 10 hm 3 /(Δt1) = (10 hm 3 )/(5 months) = (10 x 10 6 hm 3 x m 3 /hm 3 )/(5 x 30 x 4 x 360 months x sec/months) 7.7 m 3 /sec ** 10 hm 3 /(Δt) = (10 hm 3 )/(7 months) 5.51 m 3 /sec *** 40 hm 3 /(Δt) = (10 hm 3 )/(5 months) m 3 /sec (για σταθερή παροχέτευση των αγωγών)

2 Σελίδα 1.4) ΠΑΡΟΧΕΣ Qi Q1 = Παροχή Αγωγού Α1 = Q1α + Q1β Q1α = Παροχή Διαδρομής Δ1 Q1β = Παροχή Διαδρομής ΣΔ13 Q = Παροχή Αγωγού Α = Qα + Qβ Qα = Παροχή Διαδρομής Δ Qβ = Παροχή Διαδρομής ΣΔ3 Q3 = Παροχή Διαδρομής Δ3 = Q3α + Q3β Q3α = Παροχή Διαδρομής ΣΔ13 = Q1β Q3β = Παροχή Διαδρομής ΣΔ3 = Qβ Q4 = Παροχή Διαδρομής Δ4 Είναι: Q1max = 5 m 3 /sec Qmax = 1.5 m 3 /sec Q3max = 1.5 m 3 /sec Q4max = 0.5 m 3 /sec 1.5) ΜΑΝΟΜΕΤΡΙΚΑ ΥΨΗ Hi H1 = Μανομετρικό ύψος Διαδρομής Δ1 H = Μανομετρικό ύψος Διαδρομής Δ H3 = Μανομετρικό ύψος Διαδρομής Δ3 H4 = Μανομετρικό ύψος Διαδρομής Δ4 Τα Hi δίνονται από τον παρακάτω πίνακα. Q [m3/sec] -> Δ Δ Δ Δ Πίνακας 1 - Μανομέτρικά ύψη αγωγών συναρτήσει της διερχόμενης παροχής

3 Σελίδα 3 1.6) ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Λ: γενικώς καλή ποιότητα, θολότητα NTU = 35 μονάδες Γ1: καλή ποιότητα, θολότητα NTU = 5 μονάδες Γ: καλή ποιότητα, θολότητα NTU = 5 μονάδες (Όριο θολότητας στο πόσιμο νερό -> NTU = 15 μονάδες) ) ΕΠΙΛΥΣΗ.1) Ερώτημα 1.1.1) ΔΙΑΤΥΠΩΣΗ Αντικειμενική Συνάρτηση ΣPi = min, Pi = A x Hi x Qi = ισχύς (το μέτρο κατανάλωσης ενέργειας) για τη διαδρομή i (A σταθερά) Σ(Hi x Qi) = min Μεταβλητές (a) Q1α, Q1β, Qα, Qβ, Q4 και (b) H1α, H1β, Hα, Hβ, H4 (Οι μεταβλητές Q και Η με τον ίδιο δείκτη συσχετίζονται μέσω του Πίνακα 1). Περιορισμοί Για το πεντάμηνο διάστημα Δt1: Για το επτάμηνο διάστημα Δt: (1) Q1α + Q1β 5 (1), (), (3) () Qα + Qβ 1.5 (4) Q1α = Qα = 0 (3) Q1β + Qβ 1.5 (5 ) Q4 + Q1β +Qβ = 5.51 (3) Q4 0.5 (6 ) Q1β, Qβ, Q4 > 0 (4) Q1α + Qα = (5) Q4 + Q1β + Qβ = 7.7 (6) Qi, Qiα, Qiβ > 0 (Qi σε m 3 /sec) (Qi σε m 3 /sec)

4 Σελίδα 4.1.) ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΕΠΙΛΥΣΗΣ Χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό excel. Έγινε εκτέλεση προγράμματος Visual Basic interpolate (που διατίθεται στην ιστοσελίδα και χρήση του εργαλείου ανάλυσης solver..1.3) ΛΥΣΗ Για το πεντάμηνο διάστημα Δt1: Σ(Pi/A) = Σ(Qi x Hi) = Q1 [m 3 /sec] = 5.00 H1 [m] = Q1α [m 3 /sec] = 3.61 Q1β [m 3 /sec] = 1.39 Q [m 3 /sec] = 1.50 H [m] = Qα [m 3 /sec] = 1.50 Qβ [m 3 /sec] = 0.00 Q3 [m 3 /sec] = 1.39 H3 [m] = Q4 [m 3 /sec] = 0.50 H4 [m] = Q4 [m 3 /sec] = Για το επτάμηνο διάστημα Δt: 1 Σ(Pi/A) = Σ(Qi x Hi) = Q1 [m3/sec] = 1.50 H1 [m] = 15 Q1α [m 3 /sec] = 0 Q1β [m 3 /sec] = 1.50 Q [m3/sec] = 0.00 H [m] = Qα [m 3 /sec] = 0 Qβ [m 3 /sec] = 0.00 Q3 [m3/sec] = 1.50 H3 [m] = 3 Q4 [m3/sec] = 0.50 H4 [m] = 18 Q4 [m 3 /sec] = Για το αρδευτικό πεντάμηνο η οικονομικά βέλτιστη λύση περιλαμβάνει απολήψεις νερού που ανέρχονται σε V1 = [( ) m 3 /sec ] x (5 x 30 x 4 x 360 sec)] = 6.48 x 10 6 m 3 από την λίμνη Λ, V = 1.98 x 10 6 m 3 και σε V4 = 0.66 x 10 6 m 3 από την γεώτρηση Γ. Για τον υπόλοιπο χρόνο η οικονομικά βέλτιστη λύση περιλαμβάνει απολήψεις V1 =.7 x 10 6 m 3 από την λίμνη Λ και V4 = 0.91 x 10 6 m 3 από την γεώτρηση Γ. Και στις δύο αυτές λύσεις η γεώτρηση Γ1 δεν χρησιμοποιείται. Συνολικά οι ετήσιες απολήψεις ανέρχονται σε: V1 = 9.0 x 10 6 m 3 από την λίμνη Λ, V = 1.98 x 10 6 m 3 από την γεώτρηση Γ1 και V4 = 1.57 x 10 6 m 3 από την γεώτρηση Γ.

5 Σελίδα 5.) Ερώτημα..1) ΣΥΛΛΟΓΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΔΙΑΤΥΠΩΣΗ Ο όγκος νερού που λαμβάνεται από την Λ διέρχεται μέσω της ΑΔ, όπου καταλήγει νερό από την Γ1. Για να επιτευχθεί θολότητα σύμφωνα με τις προδιαγραφές πρέπει να αναμιχθούν στην ΑΔ: a τουλάχιστον μέρη νερού από την Γ1 με ένα μέρος νερού από την Λ κατά την περίοδο Δt1, δηλαδή Q1 x Q -> Q1 - x Q 0 (7) a Ομοίως κατά την περίοδο Δt, που δίνει: Q1β x Qβ -> Q1β - x Qβ 0 (7 ) Οι μεταβλητές και η αντικειμενική συνάρτηση είναι ίδια με το προηγούμενο ερώτημα. Το ίδιο και οι περιορισμοί, στους οποίους προστίθεται ο (7) και (7 )...) ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΕΠΙΛΥΣΗΣ Ομοίως με το Ερώτημα 1...3) ΛΥΣΗ Για το πεντάμηνο διάστημα Δt1: Σ(Pi/A) = Σ(Qi x Hi) = Q1 [m 3 /sec] = 4.60 H1 [m] = Q1α [m 3 /sec] = 3.41 Q1β [m 3 /sec] = 1.19 Q [m 3 /sec] =.30 H [m] = Qα [m 3 /sec] = 1.90 Qβ [m 3 /sec] = 0.40 Q3 [m 3 /sec] = 1.59 H3 [m] = Q4 [m 3 /sec] = 0.50 H4 [m] = Q4 [m 3 /sec] = Για το επτάμηνο διάστημα Δt: Σ(Pi/A) = Σ(Qi x Hi) = Q1 [m3/sec] = 0.01 H1 [m] = Q1α [m 3 /sec] = 0 Q1β [m 3 /sec] = 0.01 Q [m3/sec] = 0.00 H [m] = Qα [m 3 /sec] = 0 Qβ [m 3 /sec] = 0.00 Q3 [m3/sec] = 0.01 H3 [m] = Q4 [m3/sec] = 5.50 H4 [m] = Q4 [m 3 /sec] =

6 Σελίδα 6 Για το αρδευτικό πεντάμηνο η οικονομικά βέλτιστη λύση, λαμβανομένων υπόψιν και των ποιοτικών παραμέτρων, περιλαμβάνει απολήψεις V1 = 5.96 x 10 6 m 3 από την λίμνη Λ, V =.98 x 10 6 m 3 από την γεώτρηση Γ1 και V4 = 0.65 x 10 6 m 3 από την γεώτρηση Γ. Για τον υπόλοιπο χρόνο η οικονομικά βέλτιστη λύση περιλαμβάνει απολήψεις νερού που ανέρχονται σε V4 = 9.98 x 10 6 m 3 από την γεώτρηση Γ και μη χρησιμοποίηση του νερού της λίμνης Λ και της γεώτρησης Γ1. Συνολικά οι ετήσιες απολήψεις ανέρχονται σε: V1 = 5.96 x 10 6 m 3 από την λίμνη Λ, V =.98 x 10 6 m 3 από την γεώτρηση Γ1 και V4 = x 10 6 m 3 από την γεώτρηση Γ. 0 # #.3) Ερώτημα 3 Για την εκτίμηση της βέλτιστης κατανομής λαμβάνονται υπόψιν και άλλες παράμετροι. Όσον αφορά το κρίσιμο απόθεμα νερού στην λίμνη Λ, αυτό θα υπολογιστεί με γνώμονα την καλή οικολογική κατάσταση της τελευταίας. Για παράδειγμα, υπάρχει μια κρίσιμη τιμή του βάθους νερού κάτω από την οποία εμποδίζεται η ανάπτυξη των ψαριών. Επίσης, το νερό των κατώτερων στάθμεων ίσως είναι ποιοτικά χειρότερο από αυτό των ανώτερων (ποιοτική παράμετρος). Ακόμη, κρίνεται σκόπιμο και σημαντικό να διατηρηθεί απόθεμα ικανό να καλύψει τις ανάγκες ενός τουλάχιστον μελλοντικού ξηρού υδρολογικού έτους, ενώ η μείωση του βάθους έχει και ως αποτέλεσμα την μείωση του ύψους πτώσης, εάν ο ταμιευτήρας έχει και ηδροηλεκτρική χρήση. Τέλος, για την εν λόγω εκτίμηση θα πρέπει να συνυπολογιστούν αισθητικοί παράγοντες (προστασία της ομορφιάς του τοπίου της λίμνης)..4) Ερώτημα 4 Ομοίως με το Ερώτημα 3. Προτείνεται το εξής σχέδιο περιορισμού των απολήψεων ύδατος: μείωση της παραγωγής από ετήσιες καλλιέργειες σε περιόδους ξηρασίας στο βωμό της μείωσης της απόληψης για άρδευση σε ποσοστά έως και 5% (-10 x 10 6 m 3 ετησίως) και διενέργεια καμπάνιας ενημέρωσης και ευαισθητοποίησης των κατοίκων της περιοχής με στόχο την μείωση της κατανάλωσης νερού ύδρευσης. Θεωρείται εφικτή η εξοικονόμηση έως και 5% (- 5 x 10 6 m 3 ). Η συνολική εξοικονόμιση νερού θα ανέρχεται έως και 15 x 10 6 m 3 ετησίως για τα ξηρά έτη και έως 5 x 10 6 m 3 για τα υγρά.

Σχετικά έγγραφα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΔΠΜΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΥΔΡΑΥΛΙΚΩΝ & ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΕΡΓΩΝ ΜΑΘΗΜΑ: ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΑΣΚΗΣΗ 1 ΚΕΜΕΡΙΔΗΣ