ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ : " ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΥΝΑΤΟΤΗΤΩΝ ΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΥΛΙΣΟΥ ΗΡΑΚΛΕΙΟΥ ΚΡΗΤΗΣ ΓΙΑ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΝΕΡΩΝ ΠΗΓΗΣ ΑΛΜΥΡΟΥ"

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ : " ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΥΝΑΤΟΤΗΤΩΝ ΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΥΛΙΣΟΥ ΗΡΑΚΛΕΙΟΥ ΚΡΗΤΗΣ ΓΙΑ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΝΕΡΩΝ ΠΗΓΗΣ ΑΛΜΥΡΟΥ""

Ολυμπία Βλαβιανός
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΙΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟ ΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ "ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ" ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ : " ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΥΝΑΤΟΤΗΤΩΝ ΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΥΛΙΣΟΥ ΗΡΑΚΛΕΙΟΥ ΚΡΗΤΗΣ ΓΙΑ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΝΕΡΩΝ ΠΗΓΗΣ ΑΛΜΥΡΟΥ" Γεώργιος Εµµ. Βέργης ιπλ. Αγρονόµος Τοπογράφος Μηχ. Α.Π.Θ. Επιβλέπων: Ιωάννης Κουµαντάκης, Καθηγητής Ε.Μ.Π. Αθήνα, Φεβρουάριος 2006

2 Το Υδρευτικό Πρόβληµα τουηρακλείου Ιδιαίτερο πρόβληµα έλλειψης υδατικών πόρων Υδροδότηση µε µη συνεχήροή Τροφοδοσία των περιοχών ανά 1 ή 2 ηµέρες

3 Υφιστάµενη Κατάσταση Άντληση υπόγειων νερών σε πολλές περιοχές ανατολικά και δυτικά του Ηρακλείου Εκµετάλλευση πηγών (µικρό ποσοστό) Υπεράντληση υπόγειων υδροφορέων λόγω αυξηµένων αναγκών ιδίως το καλοκαίρι Υφαλµύρωση στους παραλιακούς υδροφορείς

4 Προτεινόµενες Λύσεις Φράγµα Αποσελέµη (υπό κατασκευή) Υδροµαστευτική στοά στην Κέρη (σε φάση προµελέτης) ηµιουργία Υδατοταµιευτήρα στον χείµαρρο Ταβερώνα (περιοχή Τυλίσου) για την αποθήκευση των γλυκών νερών της πηγής Αλµυρού Ηρακλείου (παρούσα εργασία)

5 Βασική Βιβλιογραφία Αναγνωριστική έκθεση: "Υδατοταµιευτήρας Γαζανού" (Μονόπωλης κ.α., ΕΥΑΗ - Πολυτεχνείο Κρήτης) Ερευνητικό έργο: Αξιοποίηση Πηγών Αλµυρού Ποταµού, "Ηµέρες Γλυκού Νερού" (Μονόπωλης κ.α., ΕΥΑΗ - Πολυτεχνείο Κρήτης)

6 εδοµένα Επεξεργασία (1) Τοπογραφικοί χάρτες της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού (Γ.Υ.Σ.) κλίµακας 1: και 1:5.000 Γεωλογικοί χάρτες του Ι.Γ.Μ.Ε. κλίµακας 1: Βροχοµετρικά δεδοµένα (µηνιαία και ηµερήσια) 4 σταθµών στην περιοχή µελέτης Στοιχεία πηγής Αλµυρού Ηρακλείου (χλωριόντα συναρτήσει τουχρόνουγιαταέτη και µηνιαίοιόγκοινερούτης πηγής για τα έτη ) Επεξεργασία και επικαιροποίηση της µελέτης "Ηµέρες Γλυκού Νερού" µε νεότερα δεδοµένα 10 επιπλέον ετών

7 εδοµένα Επεξεργασία (2) Επεξεργασία των χαρτών και προσδιορισµός της λεκάνης απορροής από τη θέση του προτεινόµενου φράγµατος µε την χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (Σ.Γ.Π. G.I.S.) Προσδιορισµός της λεκάνης κατάκλυσης του φράγµατος και υπολογισµός καµπυλών στάθµης επιφάνειας όγκου Εκτίµηση της βροχόπτωσης και πληµµύρας σχεδιασµού για διάφορες διάρκειες και περιόδους επαναφοράς Εκτίµηση του υδατικού ισοζυγίου και εκτίµηση της επιφανειακής βροχόπτωσης µε χρήση Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (Σ.Γ.Π. G.I.S.)

8 Περιοχή Μελέτης

9 Πηγή Αλµυρού Ηρακλείου Τροφοδοτείται από τους υπόγειους υδροφορείς Ψηλορείτη,Τυλίσου και Κέρης Μέση υπερετήσια εκφόρτιση: 235 hm 3 (υφάλµυρο νερό) Παροχή: 3.5 έως 50 m 3 /s Χλωριόντα: 20 έως 6000 ppm Cl Παρατηρήθηκε ότι όταν η παροχή ξεπερνάει τα 12 m 3 /s το νερό είναι σχεδόν γλυκό

10 Ηµέρες Γλυκού Νερού Συσχέτιση ύψους βροχής µε τις ηµέρες γλυκού νερού Ηµέρες Γλυκού Νερού: εδοµένα y = x R 2 = Επικαιροποίηση προγενέστερης µελέτης µε 120 y = 4E-05x δεδοµένα x επιπλέον ετών R 2 = Συσχέτιση βροχοπτώσεων µε τιςηµέρες "γλυκού" y = 95.17Ln(x) νερού (Cl R 2 = ppm) 80 Αντιπροσωπευτικοί σταθµοί: Ανώγεια, Κρουσώνας 608 "πλήρη" (ελλείψεις < 5%) έτη (εβδοµαδιαίες µετρήσεις) 40 6"ελλιπή" (ελλείψεις 5 30%) έτη "λίαν ελλιπή" (ελλείψεις > 30%) έτη Μέση Βροχόπτωση (mm) Γραµµική Λογαρθµική Πολυωνυµική

11 Ηµέρες Γλυκού Νερού: Αποτελέσµατα Μέσοςόροςηµερών "γλυκού" νερού (Cl 300 ppm) για τα 8 "πλήρη" έτη ίσος µε 46.5 ηµέρες/έτος Μέσοςόροςηµερών "γλυκού" νερού για το σύνολο των 29 µη πλήρωνετώνίσοςµε 34 ηµέρες/έτος Ο τελικός αριθµός ηµερών "γλυκού" νερού ορίσθηκε σε 30 ηµέρες/έτος (συντηρητική πρόβλεψη) Εκµεταλλεύσιµος όγκος γλυκού νερού ανα έτος ίσος µε 31 hm 3 (30 ηµέρες 12 m 3 /sec)

12 Λεκάνη Απορροής Ταβερώνα Θέση του φράγµατος Θέση του φράγµατος

13 Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους

14 Επιφανειακή Βροχόπτωση Μέση επιφανειακή βροχόπτωση: mm Μέσο σταθµισµένο υψόµετρο λεκάνης: 570 m Μέσο υψόµετρο λεκάνης: m Βροχοβαθµίδα: mm/m Ανηγµένη επιφανειακή βροχόπτωση: mm

15 Γεωλογία της Λεκάνης απορροής Ψηφιοποίηση σε CAD των χαρτών του Ι.Γ.Μ.Ε. κλίµακας 1: Προσδιορισµός των πετρωµάτων και ταξινόµηση ανά κατηγορία υδροπερατότητας Πετρώµατα υψηλής, µέτριας και µικρής υδροπερατότητας σε ποσοστά 52.1%, 13% και 34.9% αντίστοιχα

16 Γεωλογία της Λεκάνης Κατάκλυσης Νεογενή πετρώµατα, στην πλειοψηφία τους λευκοκίτρινες µάργες µε ενδιαστρώσεις µαργαϊκών ασβεστολίθων που συνήθως επικάθονται των µαργών Πρακτικά αδιαπέρατοι σχηµατισµοί, ενώ πρέπει να διερευνηθούν µεπεραιτέρω γεωλογική χαρτογράφηση τυχόν θέσεις µε υδροπερατά πετρώµατα

17 Στοιχεία Πληµµυρών εδοµένα: Μέγιστες ηµερήσιες βροχοπτώσεις των σταθµών Κρουσώνα, Ανωγείων και Φοινικιάς Εκτίµηση της Πιθανής Μέγιστης Κατακρήµνισης µε την µέθοδο Hershfield (24hr) Υπολογισµός των Όµβριων Καµπυλών της περιοχής µελέτης (πιθανοτική προσέγγιση) Εκτίµηση της βροχόπτωσης σχεδιασµού για διάφορες διάρκειες και περιόδους επαναφοράς Εκτίµηση της παροχής αιχµής µε τηναπλή ορθολογική µέθοδο

18 Αποτελέσµατα (1) Π.Μ.Κ. (24hr): 505 mm (Κρουσώνας), 559 mm (Φοινικιά), 610 mm (Ανώγεια) Εξίσωση όµβριων καµπυλών (κατανοµή ΓΑΤ) i = ln( d 1 ) Τ

19 Όµβριες Καµπύλες Όµβριες καµπύλες της περιοχής µελέτης (κατανοµή ΓΑΤ) Ένταση βροχής (mm/hr) T=2 - Περιοχή Μελέτης T=10 - Περιοχή Μελέτης T=100 - Περιοχή Μελέτης T= Περιοχή Μελέτης T= Περιοχή Μελέτης T= Περιοχή Μελέτης ιάρκεια (hr)

20 Αποτελέσµατα (2) Εκτίµηση του χρόνου συγκέντρωσης σε t c =3hr Εφαρµογή ορθολογικής µεθόδου Q=CIAµε συντελεστή απορροής C = 0.5 και εµβαδό λεκάνης A = km 2 Τελικός πίνακας υπολογισµών: Περίοδος επαναφοράς, T (έτη) ιάρκεια βροχής, d (hr) Ένταση βροχόπτωσης (µε επιφανειακή αναγωγή φ), i (mm/hr) Παροχή αιχµής, Q (m 3 /sec) = CIA

21 Στοιχεία του φράγµατος Σενάριο 1 ο Υψόµετρο φυσικού εδάφους στη θέση του φράγµατος: +52 m Ανώτατη Στάθµη Αποθήκευσης (Στέψη Υπερχειλιστή): +120 m Κατωτάτη Στάθµη Αποθήκευσης: +85 m Ανώτατη Στάθµη Πληµµύρας: εν προσδιορίζεται Επιφάνεια ταµιευτήρα: 0.44 km 2 Ωφέλιµος όγκος ταµιευτήρα: 9 hm 3 Νεκρός όγκος ταµιευτήρα: 1 hm 3 (τιµές από βιβλιογραφία) Όγκος πληµµύρας: εν προσδιορίζεται Σενάριο 2 ο Υψόµετρο φυσικού εδάφους στη θέση του φράγµατος: +52 m Ανώτατη Στάθµη Αποθήκευσης (Στέψη Υπερχειλιστή): +140 m Κατωτάτη Στάθµη Αποθήκευσης: +85 m Ανώτατη Στάθµη Πληµµύρας: εν προσδιορίζεται Επιφάνεια ταµιευτήρα: 0.8 km 2 Ωφέλιµος όγκος ταµιευτήρα: 21 hm 3 Νεκρός όγκος ταµιευτήρα: 1 hm 3 (τιµές από βιβλιογραφία) Όγκος πληµµύρας: εν προσδιορίζεται

22 Καµπύλες στάθµης επιφάνειας όγκου Στάθµη (m) Καµπύλη Στάθµης - Επιφάνειας Επιφάνεια (km²) Στάθµη (m) Καµπύλη Στάθµης - Όγκου Όγκος (hm³)

23 Τρισδιάστατη απεικόνιση (Σενάριο 1 ο )

24 Υδατικό Ισοζύγιο της λεκάνης απορροής Απλό ετήσιο µοντέλο, S = P λεκ E D Q A Εκτίµηση των συνιστωσών: Κατακρηµνίσεις στη λεκάνη P λεκ = mm ήσε αντίστοιχο όγκο P λεκ = hm 3 (ανάλυση µε G.I.S.) Πραγµατική εξατµοδιαπνοή E = mm ή σε αντίστοιχο όγκο E = hm 3 (µέθοδος Coutagne βασιζόµενη σε δεδοµένα θερµοκρασίας και βροχόπτωσης) Υπόγειες εκροές D = hm 3 (µε βάση τα ποσοστά πετρωµάτων υψηλής, µέσης και µικρής υδροπερατότητας και τους συντελεστές κατείσδυσης τους) Υπολογισµός των επιφανειακών απορροών µε βάσητην εξίσωση του ισοζυγίου σε Q A = 6.18 hm 3 (υπόθεση ότι η διαφορά στην αποθήκευση του όγκου/έτος S = 0)

25 Υδατικό Ισοζύγιο Ταµιευτήρα (Σενάριο 1 ο ) Απλό ετήσιο µοντέλο, S = Q ταµ + P ταµ + Π E ταµ D ταµ Υ Α Εκτίµηση των συνιστωσών: Επιφανειακές απορροές στον ταµιευτήρα Q ταµ = 6.18 hm 3 Βροχόπτωση στην επιφάνεια του ταµιευτήρα P ταµ = 0.33 hm 3 (θεωρείται βροχόπτωση ίση µε mm λόγω θέσης του ταµιευτήρα και επιφάνεια ίση µε 0.44 km 2 ) Εξάτµιση του ταµιευτήρα Ε ταµ = 0.5 hm 3 (µέση τιµή εξατµισιµέτρου επιφάνειας του σταθµού Κρουσώνα ίση µε mm αφού πολλαπλασιαστεί µε τον συντελεστή εξάτµισης 0.7)

26 Υδατικό Ισοζύγιο Ταµιευτήρα (Σενάριο 1 ο ) Απλό ετήσιο µοντέλο, S = Q ταµ + P ταµ + Π E ταµ D ταµ Υ Α Εκτίµηση των συνιστωσών: Οι υπόγειες διαφυγές D ταµ θεωρούνται µηδενικές Οι υπερχειλίσεις Υ δεν λαµβάνονται υπόψη Οι απολήψεις για ύδρευση Α θεωρούνται ίσες µε τον ωφέλιµο όγκοτουταµιευτήρα που για το 1 ο σενάριο είναι Α = 9 hm 3 Ηεκµεταλλεύσιµη ποσότητα του γλυκού νερού από την πηγή Αλµυρού έχει εκτιµηθεί σε 31 hm 3 και µε βάσητην εξίσωση του ισοζυγίου οι απολήψεις θα είναι Π = 3 hm 3

27 Υδατικό Ισοζύγιο Ταµιευτήρα (Σενάριο 2 ο ) Απλό ετήσιο µοντέλο, S = Q ταµ + P ταµ + Π E ταµ D ταµ Υ Α Εκτίµηση των συνιστωσών: Επιφανειακές απορροές στον ταµιευτήρα Q ταµ = 6.18 hm 3 Βροχόπτωση στην επιφάνεια του ταµιευτήρα P ταµ = 0.6 hm 3 (θεωρείται βροχόπτωση ίση µε mm λόγω θέσης του ταµιευτήρα και επιφάνεια ίση µε 0.8 km 2 ) Εξάτµιση του ταµιευτήρα Ε ταµ = 0.9 hm 3 (µέση τιµή εξατµισιµέτρου επιφάνειας του σταθµού Κρουσώνα ίση µε mm αφού πολλαπλασιαστεί µε τον συντελεστή εξάτµισης 0.7)

28 Υδατικό Ισοζύγιο Ταµιευτήρα (Σενάριο 2 ο ) Απλό ετήσιο µοντέλο, S = Q ταµ + P ταµ + Π E ταµ D ταµ Υ Α Εκτίµηση των συνιστωσών: Οι υπόγειες διαφυγές D ταµ θεωρούνται µηδενικές Οι υπερχειλίσεις Υ δεν λαµβάνονται υπόψη Οι απολήψεις για ύδρευση Α θεωρούνται ίσες µε τον ωφέλιµο όγκοτουταµιευτήρα που για το 2 ο σενάριο είναι Α = 21 hm 3 Ηεκµεταλλεύσιµη ποσότητα του γλυκού νερού από την πηγή Αλµυρού έχει εκτιµηθεί σε 31 hm 3 και µε βάσητην εξίσωση του ισοζυγίου οι απολήψεις θα είναι Π = 15 hm 3

29 Συµπεράσµατα Προτάσεις (1) Η έλλειψη συστηµατικών µετρήσεων κάθε είδους δίνει αποτελέσµατα µειωµένης αξιοπιστίας στην πρόγνωση φαινοµένων Ηπεριοχήθααυξήσειτουδατικόδυναµικό της µε τοφράγµα Αποσελέµη οπότε το φράγµα Ταβερώναθααποτελέσειµια µακροπρόθεσµη λύση Πρέπει να γίνει διερεύνηση κόστους ωφέλειας για το φράγµα

30 Συµπεράσµατα Προτάσεις (2) Εγκατάσταση σταθµού συνεχούς παρακολούθησης (monitoring) της ποιότητας και παροχής της πηγής Αλµυρού Ηρακλείου Εγκατάσταση βροχογράφων µικρής χρονικής διακριτότητας (δεδοµένα για µελέτες πληµµυρών) Εγκατάσταση υδροµετρικού σταθµού στην προτεινόµενηθέσητουφράγµατος (δεδοµένα για καµπύλες στάθµης παροχής, µον.υδρογράφηµα καιπληµµυρογράφηµα)

31 Συµπεράσµατα Προτάσεις (3) Γεωλογική χαρτογράφηση της λεκάνης κατάκλυσης σε κλίµακες 1:1000, 1:2000 Γεωλογική χαρτογράφηση κλίµακας 1:500 της ζώνης θεµελίωσης και γεωτεχνική έρευνα Έρευνα για την ύπαρξη και καταλληλότητα των υλικών (ανάπτυξη δανειοθαλάµων) κατασκευής του φράγµατος

Σχετικά έγγραφα

ΤΕΧΝΙΚΗ Υ ΡΟΛΟΓΙΑ. Εισαγωγή στην Υδρολογία. Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων

ΤΕΧΝΙΚΗ Υ ΡΟΛΟΓΙΑ. Εισαγωγή στην Υδρολογία. Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων ΤΕΧΝΙΚΗ Υ ΡΟΛΟΓΙΑ Εισαγωγή στην Υδρολογία Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων ιάρθρωση του µαθήµατος Εισαγωγή στην Υδρολογία Κατακρηµνίσεις