Υδατικό Περιβάλλον και Ανάπτυξη

Transcript

1 Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος Υδατικό Περιβάλλον και Ανάπτυξη Διαχείριση υδατικών πόρων Νίκος Μαμάσης, Επίκουρος Καθηγητής ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών

2 Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

3 ΥΔΑΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ Διαχείριση υδατικών πόρων Νίκος Μαμάσης Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων Τομέας Υδατικών Πόρων Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Αθήνα 2011

4 ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: Εισαγωγή Συνιστώσες διαχείρισης Προσφορά και ζήτηση νερού Διασυνοριακά ποτάμια Συστήματα υποστήριξης της διαχείρισης Case studies (Υδατικά συστήματα Αθήνας-Θεσσαλίας) 4

5 Μέτρα και δραστηριότητες Ορισμός της διαχείρισης υδατικών πόρων Το σύνολο των δράσεων (έργων και μέτρων) μέσω των οποίων επιδιώκεται η πληρέστερη δυνατή κάλυψη των σημερινών και μελλοντικών αναγκών σε νερό για κάθε χρήση ή στην περίπτωση που αυτό δεν είναι εφικτό να εξασφαλίζεται η ισότιμη ικανοποίηση όλων των ενδιαφερομένων, σε σχέση με την κοινωνική σημασία της κάθε χρήσης. Οι δράσεις αναπτύσσονται σε πέντε επίπεδα (θεσμικό, τεχνολογικό, οικονομικό, κοινωνικό και περιβαλλοντικό), έτσι ώστε να επιτυγχάνεται το βέλτιστο αναπτυξιακό, οικονομικό, κοινωνικό και περιβαλλοντικό αποτέλεσμα. ΥΒΕΤ, Ν. 1739/1987 Απαραίτητα για Ν. S. Grigg, 1996 Εφαρμογή μέτρων Έλεγχος Συστήματα υδατικών πόρων Στόχος Κατασκευαστικών Μη κατασκευαστικών Φυσικά Τεχνητά Κάλυψη αναγκών σε νερό Ωφέλεια Ανθρώπου Περιβάλλοντος 5

6 Στόχοι της διαχείρισης υδατικών πόρων 1. να προμηθεύσει νερό επαρκούς ποσότητας και κατάλληλης ποιότητας για την ικανοποίηση των πάσης φύσεως αναγκών σε νερό 2. να προστατεύσει τους υδατικούς πόρους από τη ρύπανση 3. να παρέχει ικανοποιητική προστασία από τα ακραία υδρολογικά φαινόμενα (πλημμύρες - ξηρασίες) 4. να μεγιστοποιήσει την αποδοτικότητα των υδατικών πόρων και των σχετικών δραστηριοτήτων, με ταυτόχρονη μέριμνα για τη διατήρηση των αναγκαίων αποθεμάτων στο μέλλον και των περιβαλλοντικών φυσικών δυνατοτήτων για νέες επιλογές (αποφυγή μη αναστρέψιμων επεμβάσεων) 6

7 Επίπεδα πολυπλοκότητας στη διαχείριση υδατικών πόρων Μεθοδολογικό σύστημα επιστήμη τεχνολογία Ανθρώπινο σύστημα πολιτικοί τεχνικοί χρήστες νερού Φυσικό σύστημα υδατικοί πόροι χρήσεις νερού 7

8 Επιστημονικές και τεχνολογικές περιοχές της διαχείρισης υδατικών πόρων Επιχειρησιακή έρευνα Υδρολογία Ανάλυση συστημάτων Υδραυλική Θεωρία ελέγχου Γεωλογία Ανάλυση διακινδύνευσης Υδρογεωλογία Πληροφορική Εδαφολογία Μετεωρολογία Περιβαλλοντική τεχνολογία Κοινωνιολογία Ενεργειακή τεχνολογία Πολιτική επιστήμη Αγροτική τεχνολογία Οικονομική Δασοτεχνολογία Νομική Οικολογία Επιστήμη διεθνών σχέσεων 8

9 Εμπλεκόμενοι φορείς στη διαχείριση νερού των ΗΠΑ (Grigg, 1996) Πολιτικοί οργανισμοί (κυβερνητικά όργανα, συντονιστικές επιτροπές, τοπική αυτοδιοίκηση) Φορείς ύδρευσης και αποχέτευσης Υπηρεσίες συλλογής και επεξεργασίας δεδομένων (υδρολογικές, κλιματολογικές, υδρογεωλογικές, και υδροβιολογικές υπηρεσίες) Ευρείες υπηρεσίες διαχείρισης νερού (περιοχικές υπηρεσίες διαχείρισης) Υπηρεσίες ενέργειας, ναυσιπλοΐας και ελέγχου πλημμυρών (εταιρίες ενέργειας, λιμενικές αρχές, ναυτιλιακές εταιρίες) Φορείς βιομηχανικής και αστικής ανάπτυξης (αναπτυξιακές εταιρίες, οικιστικοί φορείς και εταιρίες, τουριστικές επιχειρήσεις) Φορείς αγροτικής ανάπτυξης και φυσικών πόρων (δημόσιοι και ιδιωτικοί φορείς εγγείων βελτιώσεων, δασαρχεία, αγροτικοί φορείς) Οργανισμοί περιβάλλοντος, οικολογίας, αναψυχής (κρατικοί και μη φορείς οικολογίας, περιβάλλοντος, εθνικών πάρκων, οικοτουρισμού) Ρυθμιστικοί φορείς (υπηρεσίες προστασίας περιβάλλοντος, υγειονομικές υπηρεσίες) Νομικοί και δικαστικοί φορείς (νομοθετικό σύστημα, δικαστικό σώμα, νομικοί οργανισμοί) Πανεπιστήμια και ερευνητικά ινστιτούτα (ΑΕΙ, ερευνητικά ινστιτούτα υδατικών πόρων) Επιστημονικές και επαγγελματικές οργανώσεις (επιστημονικοί και επαγγελματικοί σύλλογοι και επιμελητήρια) Κατασκευαστές (μεγάλες και μικρές κατασκευαστικές εταιρίες) Σύμβουλοι Προμηθευτές 9

10 Οδηγία πλαίσιο για τα νερά (2000/60) Τα κύρια σημεία στα οποία μπορεί να συνοψιστεί η Οδηγία είναι τα παρακάτω: Ο προσδιορισμός της περιοχής λεκάνης απορροής ποταμού ή συνόλου λεκανών απορροής µε τη μορφή µιας υδρολογικής περιφέρειας (µε συνυπολογισμό υπόγειων και παράκτιων νερών) και οι διοικητικές διευθετήσεις για την συγκρότηση αρμόδιας τοπικής αρχής της λεκάνης αφενός και συντονισμού δράσεων αφετέρου. Ο χαρακτηρισμός και η συνολική περιγραφή της κατάστασης της υδρολογικής περιφέρειας και η ανάλυση των πιέσεων και των επιπτώσεων αυτών στην κατάσταση των συστημάτων επιφανειακών και υπογείων υδάτων συµπεριλαµβανοµένης και της οικονομικής ανάλυσης των χρήσεων νερού. Η εγκατάσταση και λειτουργία αντιπροσωπευτικών δικτύων παρακολούθησης της ποσοτικής και ποιοτικής κατάστασης υδάτων. Η κατάστρωση των διαχειριστικών Σχεδίων (Προγράµµατα διαχείρισης Λεκάνης Απορροής Ποταμού) που θα περιλαμβάνουν τα απαραίτητα διαχειριστικά μέτρα για την επίτευξη των στόχων της Οδηγίας 10

11 Διαχείριση υδατικών πόρων Βασικοί κανόνες είναι: 1. Ισομερής κατανομή του νερού μεταξύ των χρηστών με βάση αντικειμενικά κριτήρια 2. Οικονομική βελτιστοποίηση της χρήσης νερού τώρα και στο μέλλον 3. Αποφυγή βλαβών και άλλων αρνητικών συνεπειών (καταστροφή πόρων και περιβάλλοντος). 4. Βιωσιμότητα της ανάπτυξης Οι αναζητούμενοι τρόποι διαχείρισης θα πρέπει να χαρακτηρίζονται από: 1. ορθολογικότητα (δηλαδή να είναι επιστημονικά θεμελιωμένοι) 2. αποδοτικότητα (δηλαδή να αξιοποιούν τους υδατικούς πόρους στο μέγιστο δυνατό βαθμό) 3. βιωσιμότητα (δηλαδή να μη δημιουργούν πρόβλημα εξάντλησης των υδατικών πόρων στο μέλλον για την κάλυψη των αναγκών του σήμερα) H βέλτιστη λειτουργία επιτυγχάνεται όταν η κάλυψη της ζήτησης γίνεται με: 1. αξιοπιστία (μείωση της πιθανότητας μη κάλυψης της ζήτησης νερού σε αποδεκτά επίπεδα) 2. νερό ασφαλούς ποιότητας 3. μεθόδους που δεν δημιουργούν προβλήματα στο περιβάλλον οικονομικά πρόσφορο τρόπο

12 Δυσκολίες κατάρτισης ολοκληρωμένου συστήματος Διαχείρισης Υδατικών Πόρων 1. Τα υδατικά συστήματα έχουν πολλαπλούς στόχους, χρήσεις και λειτουργίες 2. Η επιτυχής διαχείριση των υδατικών πόρων δεν εξαρτάται μόνο από επιστημονικά και τεχνολογικά ζητήματα αλλά και από θεσμικές και πολιτικές συνιστώσες 3. Τα περισσότερα υδατικά συστήματα χαρακτηρίζονται από αβεβαιότητα και επικινδυνότητα 4. Η δημιουργία ενός συστήματος διαχείρισης απαιτεί ειδικότητες από πολλές επιστημονικές περιοχές 5. Για την δημιουργία ενός συστήματος διαχείρισης πρέπει να συμπράξουν πολλοί φορείς που συνήθως έχουν ανταγωνιστικές επιδιώξεις για τη χρήση του νερού 12

13 Δυσκολίες αξιοποίησης Υδατικών Πόρων στην Ελλάδα Η χώρα μας διαθέτει, συνολικά, επαρκείς επιφανειακούς και υπόγειους υδατικούς πόρους, αλλά οι παρακάτω λόγοι μειώνουν σημαντικά την πραγματικά διαθέσιμη ποσότητα και δυσκολεύουν την αξιοποίησή τους. 1. η ανομοιόμορφη κατανομή των υδατικών πόρων στο χώρο και στο χρόνο 2. η ανομοιόμορφη κατανομή της ζήτησης στο χώρο και το χρόνο, αναντίστοιχη με την κατανομή της προσφοράς 3. η γεωμορφολογία της χώρας 4. η εξάρτηση της βόρειας Ελλάδας από τις επιφανειακές απορροές ποταμών που έρχονται από γειτονικά κράτη 5. τα πολλά άνυδρα ή με ελάχιστους υδατικούς πόρους νησιά της χώρας 6. η ρύπανση 13

14 Ανθρωπογενείς πιέσεις στο κύκλο του νερού Αστικοποίηση: Σημαντική αύξηση του αστικού πληθυσμού στα τελευταία 50 χρόνια με τάσεις συνεχιζόμενης αύξησης Υπερβολική απόληψη: Οι έντονοι ρυθμοί απόληψης μπορεί να οδηγήσουν σε μείωση της παροχής στα κατάντη του σημείου απόληψης στα επιφανειακά νερά, πτώση της στάθμης του υδροφόρου ορίζοντα στα υπόγεια, ξήρανση υγροβιότοπων, καταστροφή οικοσυστημάτων και υφαλμύρωση. Υποβάθμιση ποιότητάς επιφανειακών και υπόγειων υδάτων: Αρνητικά αποτελέσματα στις λειτουργίες των οικοσυστημάτων, αυξάνει και τον κίνδυνο σε ζητήματα υγείας και ελαττώνει τις δυνατότητες επιλογής για χρήση υδατικών πόρων. Ακατάλληλη χρήση γης: Κακές πρακτικές καλλιέργειας, αποδάσωση, υπερβόσκηση επηρεάζουν την απορροή, τους ρυθμούς διήθησης, την ένταση των πλημμύρων, την επαναπλήρωση των υπόγειων υδροφορέων, την μεταφορά φερτών υλικών. Μεταφορά υδατικών πόρων: Η μεταφορά νερού από μια περιοχή σε άλλη για να αντιμετωπισθεί η λειψυδρία εμπεριέχει κοινωνικά, οικονομικά, περιβαλλοντικά και πολιτικά ζητήματα που θα πρέπει να εξετάζονται 14

15 Συνιστώσες διαχείρισης υδροσυστήματος Σχηματοποίηση υδροσυστήματος (ταμιευτήρες, υπόγειοι υδροφορείς, γεωτρήσεις, ποτάμια, υδραγωγεία, μονάδες επεξεργασίας νερού, υδροηλεκτρικά έργα) Υδατικοί πόροι Ζήτηση νερού Οικονομικά δεδομένα Περιβαλλοντική συνιστώσα (ποιότητα νερού, περιβαλλοντικές δεσμεύσεις) Μεθοδολογία διαχείρισης (προσομοίωση και βελτιστοποίηση του υδροσυστήματος, εκτίμηση της αξιοπιστίας) Διαχείριση του υδροσυστήματος Ασφάλεια έναντι έκτακτων περιστατικών 15

16 Φυσική προσφορά νερού: Κατηγορίες υδατικών πόρων Βροχόπτωση: Άμεση χρήση του νερού που προέρχεται από τα κατακρημνίσματα (π.χ. από τα φυτά, οικιακή χρήση με συλλογή σε στέρνες). Απόληψη από ποτάμια: Απόληψη της διαθέσιμης παροχής μέσω διατάξεων υδροληψίας (π.χ. αναχώματα, ρουφράκτες). Απόληψη από (εξωποτάμιες) λιμνοδεξαμενές: Εκτροπή και αποθήκευση μέρους της βασικής ροής, περιορισμένη δυνατότητα αποθήκευσης πλημμυρικής ροής. Απόληψη από ταμιευτήρες: Δυνατότητα ενδοετήσιας ή και υπερετήσιας ρύθμισης της παροχής, καθώς και διαχείρισης των πλημμυρών. Απόληψη από υδροφορείς: Οι υδροφορείς συμπεριφέρονται, πρακτικά, ως ταμιευτήρες υπερετήσιας εξίσωσης, αλλά με πολύ βραδείς ρυθμούς ανανέωσης και σημαντικό (λόγω της άντλησης) κόστος. Αφαλάτωση: Απεριόριστη διαθεσιμότητα νερού αλλά πολύ υψηλό κόστος. Επαναχρησιμοποίηση υποβαθμισμένων νερών: Περιορισμένη εφαρμογή, κυρίως για αρδευτική χρήση και εμπλουτισμό υδροφορέων. Μεταφορά: Υψηλό κόστος, κοινωνικές αντιδράσεις 16

17 Φυσική προσφορά νερού: Χαρακτηριστικά μεγέθη επιφανειακών νερών Μέση ετήσια απορροή: Δίνει τη μέση εικόνα του επιφανειακού υδατικού δυναμικού μιας λεκάνης. Ετήσια τυπική απόκλιση απορροής: Δίνει, μαζί με τη μέση τιμή, την εικόνα της μεταβλητότητας του υδατικού δυναμικού της λεκάνης. Μέση απορροή ξηρότερου μήνα: Σε συνδυασμό με την αντίστοιχη ζήτηση, καθορίζει αν μια περιοχή είναι ελλειμματική ή όχι. Μέση θερινή παροχή: Χρησιμοποιείται για τον ορισμό της ελάχιστης διατηρητέας παροχής κατάντη φραγμάτων. Μηνιαία χρονοσειρά απορροής: Θεμελιώδης υδρολογική πληροφορία σε μελέτες σχεδιασμού και διαχείρισης υδροσυστημάτων που περιλαμβάνουν έργα ταμίευσης. Πλημμυρική παροχή αιχμής: Χρησιμοποιείται για τη διαστασιολόγηση αντιπλημμυρικών έργων, για συγκεκριμένη περίοδο επαναφοράς. Πλημμυρικό υδρογράφημα: Χρησιμοποιείται για τη διαστασιολόγηση υπερχειλιστή φράγματος. 17

18 Φυσική προσφορά νερού: Υδρολογική αβεβαιότητα και αξιοπιστία Η υδρολογική αβεβαιότητα οφείλεται στην πολύπλοκη συμπεριφορά των φυσικών διεργασιών, που καθιστά ανέφικτη την πραγματοποίηση ασφαλών προγνώσεων για χρονικό ορίζοντα πέρα των λίγων ημερών. Λόγω της αβεβαιότητας, οι εισροές ενός υδροσυστήματος μπορούν να θεωρηθούν τυχαίες μεταβλητές, με συνέπεια οι αντίστοιχες εκροές (και κάθε άλλη μεταβλητή, π.χ. αποθέματα) να είναι επίσης τυχαίες μεταβλητές. Τα μεμονωμένα έργα ή συστήματα αξιοποίησης των υδατικών πόρων μπορούν να εξασφαλίσουν μια συγκεκριμένη ασφαλή επίδοση (π.χ., απόληψη, ενέργεια), δηλαδή επίδοση για δεδομένο επίπεδο αξιοπιστίας. Η αξιοπιστία είναι πιθανοτικό μέγεθος, που ορίζεται ως η πιθανότητα επίτευξης της τιμής-στόχου που έχει τεθεί, που εμπειρικά υπολογίζεται καταμετρώντας τη συχνότητα των αστοχιών σε ένα πεπερασμένο δείγμα. Η αξιοπιστία διαφοροποιείται ανάλογα με το σκοπό και τη σημασία του υδροσυστήματος (π.χ., το υδροσύστημα της Αθήνας λειτουργεί με αξιοπιστία 99% - επιτρέπεται αστοχία μία φορά, κατά μέσο όρο, στα 100 έτη -, ενώ τα αρδευτικού σκοπού υδροσυστήματα μελετώνται με αξιοπιστία 80%). 18

19 Ρυθμιστικός όγκος (hm 3 ) Φυσική προσφορά νερού Αξιοπιστία 90% Αξιοπιστία 80% Ασφαλής απόληψη, για δεδομένο όγκο και επίπεδο αξιοπιστίας Μείωση όγκου μείωση αξιοπιστίας Αύξηση ζήτησης μείωση αξιοπιστίας Ετήσια ονομαστική απόληψη (hm 3 ) Σχήμα 1: Σχέση χωρητικότητας-ασφαλούς απόληψης-αξιοπιστίας Πηγή: Ομάδα ερευνητικού έργου Πλαστήρα,

20 Φυσική προσφορά νερού: Διαχειριστικές όψεις των επιφανειακών νερών Ποτάμια Λιμνοδεξαμενές Ταμιευτήρες Αποθηκευτική ικανότητα Μηδενική Μικρή Μεγάλη Διαχείριση ξηρασιών Όχι Για λίγους μήνες Υπερετήσια Διαχείριση πλημμυρών Όχι Όχι Ναι Απαιτούμενες υποδομές Στοιχειώδεις Περιορισμένες Σημαντικές Χρήσεις νερού Άρδευση, ύδρευση Άρδευση, ύδρευση Όλες οι χρήσεις Χωρική κλίμακα εξυπηρέτησης χρήσεων Τοπική Τοπική Κλίμακα υδροσύστηματος Έλεγχος λειτουργίας Συχνά κανένας Απλός Σύνθετος Περιβαλλοντικές επιπτώσεις Μικρές (;) Μικρές Σημαντικές Χαρακτηριστικό υδρολογικό μέγεθος Λόγος ασφαλούς απόληψης προς μέση ετήσια απορροή Μέση θερινή παροχή Μέση ετήσια βασική ροή Μέση ετήσια απορροή Εξαιρετικά μικρός Μικρός Μεγάλος 20

21 Φυσική προσφορά νερού: Χαρακτηριστικοί ορισμοί υπόγειων νερών Δυνητικά ή δυναμικά αποθέματα: Το σύνολο των νερών που εκτιμάται ότι κατεισδύουν στα καρστικά συστήματα και σε πορώδεις υδροφορείς και μπορούν να υπολογιστούν έμμεσα, από τις παροχές των πηγών. Ρυθμιστικά αποθέματα: Τα αποθέματα που μπορούν να εκτιμηθούν από τη μέση υπερετήσια πιεζομετρία τους και τα υδραυλικά χαρακτηριστικά των υδροφορέων τους (υδραυλική αγωγιμότητα, αποθηκευτικότητα). Εκμεταλλεύσιμα αποθέματα: Στην περίπτωση των δυνητικών αποθεμάτων, επειδή η προσέγγισή τους είναι πολύ γενικευμένη, θεωρείται ότι τα διαθέσιμα δεν μπορούν να ξεπεράσουν γενικά το 40%. Στην περίπτωση των ρυθμιστικών αποθεμάτων, αν δεν επηρεάζουν κατάντη έργα ή δεν εκφορτίζονται στη θάλασσα, τα διαθέσιμα αποθέματα μπορούν να φτάσουν έως και το 80% του συνόλου. Στις περιπτώσεις που εκφορτίζονται στη θάλασσα, η δυνατότητα αναρρύθμισης των δυναμικών ή ρυθμιστικών αποθεμάτων περιορίζεται αισθητά. Πηγή: ΥΠΑΝ κ.ά.,

22 Διαχείριση υπόγειων νερών στην αρχαία Αθήνα Ο αρχαίος αθηναϊκός πολιτισμός εκτός από τεχνικά έργα ανέπτυξε ένα πλαίσιο νόμων και θεσμών για τη διαχείριση των υδατικών πόρων. Οι πρώτοι γνωστοί κανόνες εισήχθησαν από τον Σόλωνα που ήρθε στην εξουσία το 594 π.χ και διαμόρφωσε ένα νομικό σύστημα το οποίο περιγράφεται από τον Πλούταρχό ( μ.χ) στο έργο του Σόλων. Σχετικά με τα υπόγεια νερά αναφέρεται: Δεδομένου ότι η περιοχή δεν τροφοδοτείται με αρκετό νερό από τα ποτάμια, λίμνες και πηγές, οι περισσότεροι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν πηγάδια. Ο Σόλων έκανε ένα νόμο όπου: εάν υπήρχε ένα δημόσιο πηγάδι σε απόσταση 4 σταδίων (710 μέτρα) όλοι θα χρησιμοποιούσαν αυτό εάν το πηγάδι ήταν μακρύτερα θα έπρεπε να ανοιχτεί πηγάδι με ιδιωτικά μέσα εάν είχαν σκάψει για 18 μέτρα και δεν είχαν βρει νερό είχαν το δικαίωμα να παίρνουν μια υδρία (20 λίτρα) 2 φορές την ημέρα από τους γείτονές τους Έτσι με το νόμο αυτό εξυπηρετούνταν οι ανάγκες χωρίς να επιβραβεύεται η τεμπελιά. Ένας συγκεκριμένος δημόσιος αξιωματούχος (κρουνών επιμελητής) ήταν υπεύθυνος για την τήρηση των νόμων και των κανονισμών. Το αξίωμα αυτό θεωρείτο τόσο σημαντικό ώστε ήταν ένα από τα λίγα που δινόταν με ψηφοφορία (τα περισσότερα αξιώματα στην αρχαία Αθήνα δίνονταν με κλήρωση). Το αξίωμα αυτό είχε καταλάβει και ο Θεμιστοκλής. Αργότερα όταν τα δημόσια έργα αυξήθηκαν με υδραγωγεία και κρήνες, τα ιδιωτικά έργα (πηγάδια, δεξαμενές άρχισαν να εγκαταλείπονται. Δεδομένης της αναγκαιότητάς τους σε κατάσταση πολέμου οι ιδιοκτήτες τους υποχρεώθηκαν από κανονισμούς να διατηρούν τα 22 πηγάδια σε καλή κατάσταση και έτοιμα προς χρήση.

23 Φυσική προσφορά νερού: Πλεονεκτήματα εκμετάλλευσης υπόγειων νερών Δεν είναι απαραίτητη η κατασκευή ταμιευτήρων, αφού οι υδροφορείς πρακτικά συμπεριφέρονται ως ταμιευτήρες υπερετήσιας ρύθμισης. Πολλές φορές οι υδροφορείς αναπτύσσονται κάτω από τις εκτάσεις όπου γίνεται η κατανάλωση του νερού, οπότε αποφεύγεται η κατασκευή μεγάλων έργων μεταφοράς. Οι γεωτρήσεις εκμετάλλευσης των υπόγειων νερών μπορούν να κατασκευάζονται και να λειτουργούν αυτόνομα και ανεξάρτητα, κάτι που ευνοεί τη σταδιακή ανάπτυξη του συστήματος εκμετάλλευσης. Κατά κανόνα, η ποιότητα των υπόγειων υδατικών πόρων είναι καλύτερη από αυτήν των επιφανειακών (αν και η εκτεταμένη χρήση φυτοφαρμάκων και λιπασμάτων, καθώς και η διείσδυση της θάλασσας έχει υποβαθμίσει την ποιότητά τους). 23

24 Φυσική προσφορά νερού: Διαχειριστικές όψεις των υπόγειων νερών Η άντληση του υπόγειου νερού, επειδή συχνά γίνεται από μεγάλα βάθη, συνεπάγεται σημαντική ενεργειακή, άρα και οικονομική, επιβάρυνση. Η ταπείνωση της στάθμης των φρεάτιων οριζόντων ή της πίεσης των περιορισμένων υδροφορέων αυξάνει το κόστος άντλησης σε γραμμική αναλογία και προκαλεί ποικίλα προβλήματα (π.χ. καθιζήσεις εδαφών). Σε καρστικά υδροσυστήματα με έντονες αλληλεπιδράσεις επιφανειακών και υπόγειων νερών, η υπερεκμετάλλευση των τελευταίων μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική μείωση της απορροής των υδατορευμάτων, λόγω μείωσης της παροχής ή και πλήρους στείρευσης των πηγών (και αντίστροφα, η μείωση της παροχής ενός ποταμού λόγω π.χ. παρεμβολής φράγματος περιορίζει την τροφοδοσία του κατάντη υδροφορέα μέσω των διηθήσεων). Σε παράκτιες περιοχές, εξαιτίας των αντλήσεων μετακινείται η διεπιφάνεια που σχηματίζεται ανάμεσα στο υπόγειο γλυκό νερό και το νερό της θάλασσας, με συνέπεια το τελευταίο να προωθείται προς την ξηρά και, στη συνέχεια, να αντλείται ποιοτικά υποβαθμισμένο (υφάλμυρο ή αλμυρό). Επειδή η ρύπανση των υπόγειων νερών εξελίσσεται με ιδιαίτερα βραδείς ρυθμούς, η κακή διαχείρισή τους μπορεί να οδηγήσει σε πρακτικά μη αναστρέψιμα αποτελέσματα. 24

25 Φυσική προσφορά νερού: Παράδειγμα συνδυασμένης χρήσης υδατικών πόρων Αρδευτικές γεωτρήσεις Υποθαλάσσιες διαφυγές Βοιωτικός Κηφισός Γεωτρήσεις Βασιλικών- Παρορίου Υποθαλάσσιες διαφυγές Απορροή λεκάνης Υδραγωγείο Μόρνου Ύδρευση Αθήνας Διάφορα έργα εκτροπής Λίμνη Υλίκη Ύδρευση Αθήνας Εικόνα 1: Σύστημα ύδρευσης της Αθήνας 25

26 Φυσική προσφορά νερού: Εκτίμηση υδατικών πόρων Απευθείας εκτίμηση απορροής από επεξεργασία δειγμάτων στάθμηςπαροχής (μειονέκτημα: ο περιορισμένος αριθμός αξιόπιστων υδρομετρικών σταθμών, με συνεχή καταγραφικά όργανα). Έμμεση εκτίμηση απορροής από το υδατικό ισοζύγιο ταμιευτήρων. «Μεταφορά» υδρολογικής πληροφορίας από γειτονικές λεκάνες, με εμπειρικές μεθόδους αναγωγής της μετρημένης απορροής (μειονέκτημα: προϋποθέτει χονδροειδείς παραδοχές, όπως π.χ. εξίσωση των συντελεστών απορροής). Προσαρμογή εννοιολογικών υδρολογικών μοντέλων σε λεκάνες με μετρήσεις, με παραμέτρους που εκτιμώνται με βάση παρατηρημένα δείγματα παροχής, στάθμης υδροφορέα κλπ., μέσω τεχνικών βελτιστοποίησης (μειονέκτημα: οι εγγενείς αβεβαιότητες του προβλήματος βαθμονόμησης). Εφαρμογή εννοιολογικών μοντέλων σε λεκάνες χωρίς μετρήσεις, με θεώρηση τυπικών τιμών των παραμέτρων τους (μειονέκτημα: απαιτεί μεγάλη εμπειρία, καθώς δεν υπάρχει έλεγχος της προγνωστικής ικανότητας του μοντέλου). Εφαρμογή κατανεμημένων μοντέλων «φυσικής βάσης», με παραμέτρους που εκτιμώνται από στοιχεία πεδίου (μειονέκτημα: απαιτείται τεράστιος όγκος πληροφορίας, ώστε να περιγραφεί η χωρική ετερογένεια των 26 διεργασιών).

27 Διαχείριση δεδομένων Είδος Μετεωρολογικά Υδρολογικά Υδρογεωλογικά Γεωγραφικά Επίπεδο επεξεργασίας Πρωτογενή Επεξεργασμένα Παράγωγα Συνθετικά Μετρικές ιδιότητες Στιγμιαία Αθροιστικά Μέσου όρου Μεγίστων-ελαχίστων Διανυσματικά Χρονική κλίμακα Ακανόνιστη Δεκάλεπτη Ωριαία Ημερήσια Μηναία Ετήσια Κλιματική 27

28 Χρήσεις νερού Καταναλωτικές: Είναι οι χρήσεις που απαιτούν συγκεκριμένη ποσότητα νερού, που εξέρχεται από το φυσικό υδατικό σύστημα και της οποίας µόνο ένα μέρος επιστρέφει άμεσα ή έµµεσα στο υδατικό σύστημα, µε διαφοροποιημένη την ποιοτική του κατάσταση. Άρδευση Ύδρευση Χρήση για κάλυψη των αναγκών της κτηνοτροφίας Χρήση για κάλυψη των αναγκών της βιομηχανίας Χρήση για παραγωγή ενέργειας και συγκεκριμένα για την ψύξη των ΑΗΣ Μη καταναλωτικές: Είναι οι χρήσεις στις οποίες το νερό χρησιμοποιείται χωρίς να μεταβάλλονται τα ποσοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά του και χωρίς να απομακρύνεται από το φυσικό υδατικό σύστημα. Χρήση για την κάλυψη των αναγκών της ιχθυοκαλλιέργειας (προκαλεί κάποια ποιοτική υποβάθμιση του νερού) Χρήση για παραγωγή ενέργειας (λειτουργία των ΥΗΣ) Αναψυχή Ναυσιπλοΐα Περιβαλλοντική χρήση (όγκος νερού που απαιτείται στα υδατορεύµατα ή σε φυσικές ή τεχνητές λίμνες προκειμένου να μην υποβαθμιστεί η ποιότητα του νερού και το σχετικό 28 οικοσύστημα.

29 Αστική (υδρευτική) χρήση: Συνιστώσες και παράγοντες που την επηρεάζουν Συνιστώσες αστικής χρήσης: Οικιακή χρήση μονίμων κατοίκων Εποχιακή οικιακή χρήση (παραθεριστικές περιοχές) Τουριστική χρήση (ξενοδοχειακές μονάδες, ενοικιαζόμενα δωμάτια) Βιομηχανική/βιοτεχνική χρήση Δημόσια/δημοτική χρήση (νοσοκομεία, δημόσιες υπηρεσίες, σχολεία) Μη οικιακή γεωργική χρήση (π.χ. μικρής έκτασης καλλιέργειες) Απώλειες κατά τη μεταφορά και διανομή του νερού Παράγοντες που επηρεάζουν την αστική κατανάλωση: Διακύμανση του υδρευόμενου πληθυσμού (συμπεριλαμβανομένων των τουριστών και των μεταναστών) Βιοτικό και μορφωτικό επίπεδο (επιδρά στην κατά κεφαλή κατανάλωση*) Τιμολογιακή πολιτική και άλλα μέτρα ελέγχου της ζήτησης Έκτακτα περιστατικά Απώλειες των δικτύων μεταφοράς (εξωτερικών-εσωτερικών) * Η κατά κεφαλή κατανάλωση εξαρτάται σημαντικά από τα πολιτισμικά και οικονομικά χαρακτηριστικά των χρηστών αλλά στα σύγχρονα υδρευτικά συστήματα, όπου υπάρχει εύκολη πρόσβαση στο νερό, εμπεριέχει και μια σημαντική συνιστώσα που σχετίζεται την αλόγιστη χρήση που θα μπορούσε να είχε αποφευχθεί χωρίς να αλλάξει το βιοτικό επίπεδο του χρήστη. 29

30 Χαρακτηριστικά μεγέθη: Αστική (υδρευτική) χρήση: Χαρακτηριστικά μεγέθη και επισημάνσεις Οικιακή κατανάλωση: 200 L/d/κάτοικο (μαζί με τις απώλειες) Τουριστική κατανάλωση: 300 L/d/κλίνη Ετήσια κατανάλωση στην Αθήνα: 400 hm 3 (~ 100 m 3 /κάτοικο) Διαχειριστικές όψεις της υδρευτικής χρήσης: Είναι η χρήση νερού με τη μεγαλύτερη προτεραιότητα (σε περίπτωση μη επαρκούς διαθεσιμότητας νερού, ικανοποιείται πρώτη σε ιεραρχία). Προϋποθέτει πολύ υψηλό επίπεδο αξιοπιστίας όσον αφορά στη λειτουργία ενός υδροσυστήματος (π.χ. 99% για το υδροδοτικό σύστημα της Αθήνας). Εκτός από την ποσοτική της διάσταση, εισάγει και διάφορους ποιοτικούς περιορισμούς στη διαχείριση των υδατικών πόρων. Παρουσιάζει σχετικά μικρή ελαστικότητα (δεν υπάρχουν μεγάλα περιθώρια αυξομειώσεων την κατανάλωσης). 30

31 Αρδευτική χρήση: Ορισμοί και δεδομένα υπολογισμού Θεωρητικές ανάγκες καλλιέργειας σε νερό: Συνολική ποσότητα νερού που απαιτείται για την πλήρη ανάπτυξη μιας καλλιέργειας. Εκτιμάται με βάση τη δυνητική εξατμοδιαπνοή της καλλιέργειας αναφοράς. Αρδευτικές ανάγκες καλλιέργειας: Ποσότητα που πρέπει να δοθεί μέσω των αρδευτικών έργων στην καλλιέργεια για την πλήρη ανάπτυξή της (= θεωρητικές ανάγκες βροχόπτωση + απώλειες δικτύων). Ζήτηση νερού για άρδευση μιας περιοχής: Συνολική απαίτηση απόληψης νερού για την ικανοποίηση, όλων ή εν μέρει, των αρδευτικών αναγκών των καλλιεργειών μιας περιοχής μελέτης. Θερμοκρασία Σχετική υγρασία Ηλιοφάνεια Ταχύτητα ανέμου Βροχόπτωση Είδη καλλιεργειών Στάδια ανάπτυξης Φυτικοί συντελεστές Μέθοδοι άρδευσης Καλλιεργούμενες εκτάσεις Ποσοστά απωλειών Αρδευτική ζήτηση Πηγή: ΥΠΑΝ κ.ά.,

32 Αρδευτική χρήση: Χαρακτηριστικά μεγέθη στην Ελλάδα Η άρδευση αποτελεί τον μεγαλύτερο καταναλωτή νερού (~ 84%). Οι αρδευόμενες εκτάσεις ανέρχονται σε στρέμματα, που εξυπηρετούνται κατά 40% από συλλογικά και κατά 60% από ιδιωτικά έργα. Οι εν λόγω εκτάσεις καλύπτουν το 33% της καλλιεργούμενης επιφάνειας της Ελλάδας (μέσος ευρωπαϊκός όρος ~ 10%). Οι εκτιμήσεις των θεωρητικών αναγκών γίνονται με τη μέθοδο Penman- Monteith (με πλήρη υδρομετεωρολογικά δεδομένα ή τη χρήση τυπικών τιμών). Σύμφωνα με την ΚΥΑ Φ16/6631/ (ΦΕΚ Β 428), οι καλλιέργειες ταξινομούνται σε 9 κατηγορίες, για τις οποίες καθορίζονται όρια χρήσης νερού ανά στρέμμα, για την περίοδο Απριλίου-Σεπτεμβρίου. Μέση ετήσια αρδευτική ζήτηση (λαμβάνοντας υπόψη τις απώλειες στα δίκτυα): 600 m 3 /στρέμμα (= 600 mm). Πηγές: ΥΠΑΝ κ.ά., 2003 Μαλάμος & Ναλμπάντης,

33 Κτηνοτροφική χρήση Γενικά, οι ζητήσεις για την κτηνοτροφία είναι μικρές, ωστόσο οι κτηνοτροφικές δραστηριότητες υποβαθμίζουν σημαντικά την ποιότητα των νερών εξαιτίας των λυμάτων τους. Τα προβατοειδή και αιγοειδή καλύπτουν τις ανάγκες τους κυρίως από φυσικές πηγές, λόγω του επικρατούντος χαρακτήρα της ελεύθερης βοσκής τους. Τα βοοειδή, χοίροι, ιπποειδή, πουλερικά και κουνέλια καλύπτουν τις ανάγκες τους από οργανωμένα δίκτυα ύδρευσης, λόγω της πιο συγκεκριμένης χωρικά εκτροφής τους. Κατηγορίες ζώων Κατά κεφαλήν ανάγκες (L/d) Βοοειδή 70.0 Προβατοειδή 15.0 Αιγοειδή 15.0 Χοίροι 15.0 Ιπποειδή 70.0 Κουνέλια 2.0 Πουλερικά 0.5 Πηγή: ΥΠΑΝ κ.ά.,

34 Παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας Το 1996, το 18.4% της παγκόσμιας παραγωγής ενέργειας προερχόταν από υδροηλεκτρικά έργα (στην Ελλάδα 9.4% το έτος 2009). Η Υ/Η ενέργεια αποτελεί, μαζί με την αιολική, τη μοναδική πηγή που είναι ανανεώσιμη και, ταυτόχρονα, οικονομικά βιώσιμη. Από όλες τις μορφές ενέργειας, είναι αυτή με τη μεγαλύτερη απόδοση, καθώς ο σχετικός συντελεστής ξεπερνά το 85% (οφείλεται μόνο στις υδραυλικές απώλειες στον αγωγό προσαγωγής και τις τριβές στους στροβίλους). Τα Υ/Η έργα είναι τα πλέον πρόσφορα για την κάλυψη των αιχμών της ζήτησης (η ενεργοποίηση ενός υδροστροβίλου απαιτεί ελάχιστα λεπτά, ενώ μιας θερμοηλεκτρικής μονάδας πολλές ώρες). Οι Υ/Η ταμιευτήρες, λόγω του μεγέθους τους αλλά και των πολλαπλών σκοπών που εξυπηρετούν (παραγωγή ενέργειας, άρδευση, αντιπλημμυρική προστασία, κλπ.), θεωρούνται κομβικές συνιστώσες ενός υδροσυστήματος. Από διαχειριστική σκοπιά, η επίδοση ενός Υ/Η έργου αποτιμάται με όρους πρωτεύουσας ενέργειας αιχμής, ενέργειας δηλαδή που είναι συνεχώς διαθέσιμη τις ώρες αιχμής της ζήτησης, και έχει υψηλή οικονομική αξία (τουλάχιστον διπλάσια της δευτερεύουσας). 34

35 Παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας Η υδροηλεκτρική ενέργεια στην Ελλάδα Συγκρότημα Αλιάκμονα (879,3 MW) Συγκρότημα Αράχθου (553,9 MW) ΥΗΣ Λάδωνα (70 MW) ΥΗΣ Πλαστήρα (129,9 MW) Συγκρότημα Νέστου (500 MW) Συγκρότημα Αχελώου (925,6 MW) Σχήμα 2: Μεγάλα υδροηλεκτρικά έργα της ΔΕΗ Στη δυτική και βόρεια Ελλάδα υπάρχει ιδιαίτερα πλούσιο δυναμικό υδατοπτώσεων λόγω της διαμόρφωσης λεκανών απορροής και των σημαντικών βροχοπτώσεων Η συνολική εγκατεστημένη ισχύς είναι MW Η Μέση Ετήσια Παραγωγή Ενέργειας είναι GWh Η μέση συνεισφορά στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι 8-10% Η ενέργεια που προέρχεται από ΥΗΣ καλύπτει ηλεκτρικά φορτία αιχμής. Τα τρία μεγαλύτερα υδροηλεκτρικά έργα είναι στα Κρεμαστά (437 MW), στο Θησαυρό (384 MW) και στο Πολύφυτο (375 MW) Υπάρχει μεγάλη δυνατότητα περαιτέρω ανάπτυξης υδροηλεκτρικών σταθμών. 35

36 1000 Μεγάλα και Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα!!!!!!!!!! Αώος Q= 44.5 m 3 /s H= 685 m I = 210 MW!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Θερμόρεμα Q= 1 m 3 /s H= 260 m I = 1.95 MW Πλαστήρας Q= 29 m 3 /s H=577 m I = 130 MW Καστράκι Q= 480 m 3 /s H=75 m I = 320 MW!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Πουρνάρι ΙΙΙ Q= 12 m 3 /s H=6.5 m I = 660 kw Πουρνάρι ΙΙ Q= 300 m 3 /s H=15 m I = 30 MW!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Σχήμα 3: Θεωρητική ισχύς (kw) Παροχή (m 3 /s) Πουρνάρι Ι Q= 500 m 3 /s H=72 m I = 300 MW 0-10 kw kw kw 500 kw - 1 MW 1-5 MW 5-10 MW MW MW MW MW MW 500 MW - 1 GW 1-10 GW 36

37 Υβριδικά Συστήματα Σχήμα 4: Υβριδικό Ενεργειακό Έργο Ικαρίας Πηγή: ΔΕΗ Ανανεώσιμες 37

38 Ελάχιστη διατηρητέα παροχή ποταμών (1/2) Παροχή νερού που πρέπει να εξασφαλίζεται κατάντη των έργων αξιοποίησης ενός υδατορεύματος, με στόχο την προστασία της δημόσιας υγείας και τη διατήρηση του υδατικού οικοσυστήματος. Συνήθως, εκφράζεται ως ποσοστό μιας χαρακτηριστικής τιμής της φυσικής παροχής του υδατορεύματος (μέση ετήσια, μέση ελάχιστη θερινή). Σύμφωνα με την Οδηγία-Πλαίσιο 2000/60 ΕΕ απαιτείται λεπτομερέστερη διερεύνηση, με χρήση μαθηματικών προσομοιώσεων της αφομοιωτικής ικανότητας του ποταμού, ώστε να εξασφαλίζεται καλή ποιοτική κατάσταση. Φράγμα (σε φάση λειτουργίας ή μελέτης) Μέση ετήσια παροχή (m 3 /s) Ελάχιστη διατηρητέα παροχή (m 3 /s) Αγ. Δημητρίου (Εύηνος) (όλο το έτος) Σμοκόβου (Σοφαδίτης) (Απρ.-Σεπτ.) Μεσοχώρας (Αχελώος) (όλο το έτος) Συκιάς (Αχελώος) (όλο το έτος) Αποσελέμη (όλο το έτος) 38

39 Ελάχιστη διατηρητέα παροχή ποταμών (2/2) Οι βασικές μεθοδολογίες εκτίμησης της Οικολογικής Παροχής λαμβάνουν υπόψη: τις ιστορικές παροχές του ποταμού τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των διατομών την διατήρηση του ποταμού ως ενδιαίτημα για συγκεκριμένα είδη, υγροβιότοπο και φυσικό τοπίο Έτσι η οικολογική παροχή μπορεί να εκτιμηθεί με βάση: τα στατιστικά χαρακτηριστικά της χρονοσειράς παροχών (ως ποσοστό της ετήσιας ή θερινής απορροής ή με βάση την καμπύλη διάρκειας) την υγρή περίμετρο σε συγκεκριμένες διατομές τους όγκους νερού που απαιτούνται για τη διατήρηση συγκεκριμένων ειδών και υγροβιοτόπων.ως ελάχιστη απαιτούμενη οικολογική παροχή νερού που παραμένει στη φυσική κοίτη υδατορεύματος, αμέσως κατάντη του έργου υδροληψίας του υπό χωροθέτηση Μ.ΥΗ.Ε., πρέπει να εκλαμβάνεται το μεγαλύτερο από τα πιο κάτω μεγέθη, εκτός αν απαιτείται τεκμηριωμένα η αύξησή της, λόγω των απαιτήσεων του κατάντη οικοσυστήματος (ύπαρξη σημαντικού οικοσυστήματος): 30% της μέσης παροχής των θερινών μηνών Ιουνίου - Ιουλίου Αυγούστου ή 50% της μέσης παροχής του μηνός Σεπτεμβρίου ή 30 lt/sec σε κάθε περίπτωση. 39 Ειδικό πλαίσιο χωροταξικού σχεδιασμού και αειφόρου ανάπτυξης για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και της στρατηγικής μελέτης περιβαλλοντικών επιπτώσεων αυτού, ΥΠΕΧΩΔΕ 2008

40 Διασυνοριακά ποτάμια (1/8) Οι διεθνείς υδρολογικές λεκάνες καλύπτουν σχεδόν τη μισή επιφάνεια της ξηράς της Γης, έχουν το 40% του παγκόσμιου πληθυσμού, το 60% της παγκόσμιας ποτάμιας ροής. Ο αριθμός των κοινών υδρολογικών λεκανών σήμερα ανέρχεται στις 263 (Αφρική 59, Ασία 57, Ευρώπη 69, Βόρεια Αμερική 40, Νότια Αμερική 38) 145 χώρες με το 90% του πληθυσμού της γης, έχουν ένα τμήμα τους εντός διασυνοριακών λεκανών. Περισσότερες από 30 χώρες βρίσκονται ολόκληρες εντός διασυνοριακών λεκανών Σχήμα 5: Διασυνοριακές λεκάνες 40

41 Διασυνοριακά ποτάμια (2/8) Οι λεκάνες με τις περισσότερες χώρες Ποτάμια Λεκάνη Αριθμός Χωρών Χώρες εντός Λεκάνης Δούναβης 19(17+2) Αλβανία, Αυστρία, Βοσνία-Ερζεγοβίνη, Βουλγαρία, Κροατία, Τσεχία, Γερμανία, Ουγγαρία, Ιταλία, (Σκόπια), Μολδαβία, (Μαυροβούνιο), Πολωνία, Ρουμανία, Σερβία, Σλοβακία, Σλοβενία, Ελβετία, Ουκρανία. Κονγκό 13 Αγκόλα, Μπουρούντι, Καμερούν, Δημοκρατία Κεντρικής Αφρικής, Κονγκό, Δημοκρατία του Κονγκό, Γκαμπόν, Μαλάουι, Ρουάντα, Σουδάν, Τανζανία, Ουγκάντα, Ζάμπια. Νείλος 13 (11+2) Μπουρούντι, Δημοκρατία Κεντρικής Αφρικής, Δημοκρατία του Κονγκό, Αίγυπτος, (Αίγυπτος διοικούμενη από το Σουδάν), (Σουδάν διοικούμενο από Αίγυπτο), Ερυθραία, Αιθιοπία, Κένυα, Ρουάντα, Σουδάν, Τανζανία, Ουγκάντα. Νίγηρας 11 Αλγερία, Μπενίν, Μπουργκίνα Φάσο, Καμερούν, Τσαντ, Ακτή Ελεφαντοστού, Γουινέα, Μαλί, Νίγηρας, Νιγηρία, Σιέρα Λεόνε. Αμαζόνιος 9 Βολιβία, Βραζιλία, Κολομβία, Εκουαδόρ, Γουιάνα, Περού, Σουρινάμ, Βενεζουέλα, Γαλλική Γουιάνα. 41

42 Διασυνοριακά ποτάμια (3/8) Προβλήματα Ιράκ, Συρία: εξαρτώνται από ποταμούς που πηγάζουν από Τουρκία (Τίγρη, Ευφράτη) Καζακστάν: απειλείται από εκτροπή ποταμών (Ίλι και Ίρτις) που πηγάζουν από Κίνα οι οποίοι είναι μολυσμένοι από εργοστάσια μετάλλου και χημικών Μεξικό: πλήττεται από εκτροπές ποταμών που πηγάζουν από τις Η.Π.Α (Κολοράντο, Ρίο Γκράντε) Μέση Ανατολή: πιο εμφανές το πρόβλημα της έλλειψης αποθεμάτων νερού Ουκρανία: η μόλυνση στο Δνείπερο έχει αποκτήσει μόνιμα χαρακτηριστικά Κιργιστάν: ελέγχει τη διάθεση του νερού στο Ουζμπεκιστάν και το Καζακστάν (περιορισμός κάλυψης αναγκών άρδευσης) Προβλήματα στην Ελλάδα Σημαντικότερα τα προβλήματα στον Έβρο (πλημμύρες, υψηλά επίπεδα νιτρικών, νιτρωδών, αμμωνιακών αλάτων και ολικού φωσφόρου) Λιγότερο έντονα τα προβλήματα στο Νέστο Ο Στρυμόνας επιβαρύνεται στην περιοχή των Σερρών (λιπάσματα και βιομηχανικά απόβλητα) Ο Αξιός εισέρχεται ρυπασμένος από την ΠΓΔΜ Ο Αώος δεν παρουσιάζει πρόβλημα ρύπανσης 42

43 Διασυνοριακά ποτάμια (4/8) Το Συνέδριο των Ηνωμένων Εθνών πάνω στη Μη Ναυσιπλοϊκή Χρήση των Διασυνοριακών Ποτάμιων Ρευμάτων (1997) θέσπισε τρεις βασικές αρχές: δίκαιη και λογική εκμετάλλευση χωρίς σημαντικές βλάβες έγκαιρης ειδοποίησης ενόψει έργων Η Οικονομική Επιτροπή του Ευρωπαϊκού Συνεδρίου για την Προστασία και τη Χρήση των Διασυνοριακών Ποταμών και Διεθνών Λιμνών (1992) εστιάζει στην ποιότητα του νερού και στις τρέχουσες ανάγκες σε νερό Αξιοθαύμαστος είναι ο βαθμός επίλυσης των διαφωνιών, η διάρκεια και η αντοχή των θεσμών (Μόνιμη Επιτροπή των Νερών του Ινδού, Επιτροπή του Mekong ) Προκύπτει δυνατότητα συνεργασίας ακόμα και για τους μεγαλύτερους εχθρούς Οι περισσότερες προσπάθειες για συνεργασία χαρακτηρίζονται από έλλειψη βάθους Στις 157 από τις 263 διεθνείς υδρολογικές λεκάνες σημειώνεται παντελής απουσία πλαισίου συνεργασίας Όπου υπάρχει πλαίσιο συνεργασίας συνήθως αφορά δύο από τους εμπλεκόμενους φορείς και όχι το σύνολο 43

44 Οφέλη για τον ποταμό: Βελτίωση ποιότητας νερού Σχέδιο Δράσης για το Ρήνο Αντιμετώπιση πλημμυρών του Λίμποπο και των ποταμών Σάβε (2000 και 2001) Οφέλη από τον ποταμό: άρδευση, υδροηλεκτρική ενέργεια Συνθήκη των Υδάτων του Ινδού (1960) Ποταμός Μαλί (Μαυριτανία, Σενεγάλη) Πορτοκαλί Ποταμός (Λεσότο, Δημοκρατία Νότιας Αφρικής) Ινδία, Μπουτάν Βραζιλία, Παραγουάη (Συμφωνία του Ιταϊπού, 1973) Οφέλη λόγω του ποταμού: κόστος που αποφεύγεται από τη μείωση των εντάσεων (εμπόριο, μεταφορές, τηλεπικοινωνίες, αγορές εργασίας) Ευφράτης Ινδός Ιορδάνης Διασυνοριακά ποτάμια (5/8) Οφέλη από τη Διακρατική Συνεργασία Οφέλη πέρα από τον ποταμό: διακρατική συνεργασία μέσα από πρωτοβουλίες για τη διαχείριση ποτάμιων λεκανών Πρωτοβουλία Λεκάνης Νείλου (ενίσχυση της Αιγύπτου) Ευρωπαϊκή Οδηγία Πλαίσιο για τα Νερά (2000, 2007) 44

45 Διασυνοριακά ποτάμια (6/8) Τα διασυνοριακά ποτάμια πάντα αποτελούσαν αιτία για ανταγωνισμό (rivalis: μοιράζομαι τον ίδιο ποταμό με κάποιον άλλον) Τρεις κύριες αιτίες Διαμάχες για το νερό 1. Ανταγωνισμός για ένα πεπερασμένο απόθεμα νερού 2. Επιπτώσεις των χρήσεων στην ποιότητα του νερού 3. Αλλοίωση της φυσικής χρονικής διακύμανσης της παροχής (πλημμύρες) Σε αντίθεση με τις προβλέψεις για πολεμικές συγκρούσεις εξαιτίας του νερού η ιστορία δείχνει ότι μέχρι σήμερα οι διαφωνίες συνήθως επιλύονται ειρηνικά Τα τελευταία 50 χρόνια έχουν καταγραφεί 37 περιπτώσεις χρήσης βίας μεταξύ κρατών (οι 30 στη Μέση Ανατολή), ενώ έχουν συναφθεί 145 διεθνείς συνθήκες Οι θεσμοί, οι νόμοι και τα μοντέλα διαχείρισης διασυνοριακών υδάτων δεν ορίζονται με την ίδια σαφήνεια όσο σε εθνικό επίπεδο Σήμερα σημαντικό ρόλο παίζει η αρχή της απόλυτης εδαφικής κυριαρχίας αλλά και η σχετική ισχύς μιας χώρας στην περιοχή 45

46 Διασυνοριακά ποτάμια (7/8) Διαμάχες για το νερό Ανταγωνιστικές διεκδικήσεις και επιταγές εθνικής κυριαρχίας Ινδία, Μπαγκλαντές για Γάγγη-Βραχμαπούτρα Χώρες Κεντρικής Ασίας Έλλειψη σθεναρής πολιτικής ηγεσίας Πολιτικό κόστος εντός συνόρων Διάρκεια παραμονής πολιτικών ηγετών στην εξουσία Ασυμμετρίες δυνάμεων Αίγυπτος Νείλος, Ινδία- Γάγγης, Ισραήλ-Ιορδάνης Μη συμμετοχή σε πρωτοβουλίες για διαχείριση λεκανών Η Κίνα δε συμμετέχει στην Επιτροπή του Mekong (εκλαμβάνεται ως αδυναμία της Επιτροπής) 46

47 Διασυνοριακά ποτάμια (8/8) Συγκρούσεις Συνεργασίες Σχήμα 6: Συγκρούσεις και συνεργασίες για τις διάφορες χρήσεις 47

48 Διαμάχη για το νερό: Μια πανάρχαια ιστορία Στην Ασία υπάρχει μια πεδιάδα που την κλείνουν από παντού βουνά που αφήνουν πέντε περάσματα. Κάποτε η πεδιάδα αυτή ανήκε στους Χορασμίους και ήταν σύνορό τους με τους Υρκανίους, τους Πάρθους, τους Σαραγγούς και τους Θαμαναίους. Από τότε που οι Πέρσες πήραν την εξουσία η περιοχή αυτή ανήκει στο βασιλιά. Από το βουνό που είναι γύρω από την πεδιάδα βγαίνει ένας μεγάλος ποταμός που ονομάζεται Άκης. Ο ποταμός αυτός παλαιότερα άρδευε τις χώρες που ανέφερα, περνώντας από τα πέντε περάσματα που οδηγούσαν στην κάθε μια. Από τότε όμως που πήραν την εξουσία οι Πέρσες οι χώρες αυτές έπαθαν το εξής. Ο βασιλιάς της Περσίας έχτισε νεροφράχτες στα περάσματα και το νερό του ποταμού δεν μπορεί να περάσει και η πεδιάδα γίνεται λίμνη αφού όλο το ποτάμι φέρνει νερό που δεν βρίσκει διέξοδο να βγει. Οι λαοί λοιπόν αυτοί που πρώτα συνήθιζαν να χρησιμοποιούν το νερό το στερήθηκαν και είναι γι αυτούς μεγάλη συμφορά. Το χειμώνα βρέχει ο θεός όπως παντού στους άλλους ανθρώπους αλλά το καλοκαίρι όταν σπέρνουν το καλαμπόκι και το σουσάμι έχουν ανάγκη το νερό αυτό. Όταν δεν τους δίνεται διόλου νερό πηγαίνουν στους Πέρσες με τις γυναίκες τους στέκονται στις πύλες του παλατιού και χτυπιούνται και σκούζουν. Τότε ο βασιλιάς διατάζει να ανοίξουν το νεροφράχτη που οδηγεί στη χώρα εκείνων που έχουν την περισσότερη ανάγκη για νερό. Όταν πια η γη τους πιεί καλά το νερό και κορεστεί κλείνεται ο νεροφράχτης και ο βασιλιάς δίνει διαταγή να ανοίξει άλλος για εκείνους που έχουν περισσότερη ανάγκη από νερό. Αλλά ξέρω επειδή το άκουσα ότι δίνει διαταγή να ανοίξει ο νεροφράχτης όταν εκτός από το φόρο πάρει πολλά χρήματα. Ηροδότου Ιστορίαι, Βιβλίο Γ (Θάλεια), 117. Μετάφραση: Άγγελος Βλάχος. Εκδόσεις Παπαδήμα 48

49 Από Αλιάκμονα προς Θεσσαλονίκη hm 3 (2009) - 60 km Από Αώο προς Άραχθο 100 hm 3 (1991-) 3.8 km Από Ταυρωπό προς Θεσσαλία 150 hm 3 (1961-) 2.7 km Από Εύηνο προς Μόρνο hm 3 (1995-) - 29 km Από Υλίκη προς Αθήνα hm 3 (1958-) 38 km Από Μόρνο προς Αθήνα hm 3 (1979-) -188 km Από Μαραθώνα προς Αθήνα 0-20 hm 3 (1931-) 22 km Από Αθήνα προς Κυκλάδες 0.23 hm 3 (2001-) 150 km Από Αθήνα προς Κύπρο 8 hm 3 (2008) km Από Ρόδο προς Δωδεκάνησα 0.61 hm 3 (2001-) 100 km Σχήμα 7: Οι εκτροπές στην Ελλάδα Από Αποσελέμη προς Ηράκλειο 18 hm 3 (2011-)-31 km Από Γαδουρά προς Ρόδο hm 3 (2010) - 40 km 49

50 Αριθμός μεγάλων φραγμάτων σε κάθε χώρα Ελλάδα 49 η (46) Μεγάλα φράγματα στον κόσμο Αριθμός μεγάλων φραγμάτων ανά κατοίκους China United States India Japan Spain Canada South Korea Turkey Brazil France Ελλάδα 45 η (4.3) Albania Norway Iceland Cyprus Spain BulgariaSeychelles Canada Australia United States 15 Αριθμός μεγάλων φραγμάτων ανά km 2 Ελλάδα 45 η (0.34) Πηγή: Δεδομένα Albania 765 South Korea Japan Cyprus Mauritius Sey chelles Singa pore 156 Switzer land Σχήμα 8: Διαγράμματα για τα μεγάλα φράγματα στον κόσμο Spain China

51 Ορισμός του διαχειριστικού προβλήματος Για δεδομένη προσφορά και ζήτηση νερού («φορτίσεις» υδροσυστήματος) ποια είναι η βέλτιστη πολιτική: απολήψεων από τους επιφανειακούς και υπόγειους υδατικούς πόρους μεταφοράς των απολήψεων από τις πηγές στην κατανάλωση («αποκρίσεις» υδροσυστήματος) ώστε να ικανοποιείται η ζήτηση νερού για τις διάφορες χρήσεις, με την απαιτούμενη ιεραρχία και το απαιτούμενο επίπεδο αξιοπιστίας, τηρούνται οι λειτουργικοί, ποιοτικοί και περιβαλλοντικοί περιορισμοί μεγιστοποιούνται τα οφέλη από τις διάφορες χρήσεις ελαχιστοποιείται το κόστος λειτουργίας του υδροσυστήματος Σχήμα 9: Υδροσύστημα

52 Συστήματα Υποστήριξης Αποφάσεων (Decision Support Systems) ΣΥΑ: Δομικός ορισμός Εργαλεία αξιολόγησης Πολυκριτηριακή αξιολόγηση Οπτικοποίηση Έλεγχος κατάστασης ΣΥΑ: Προϋποθέσεις Υλικός εξοπλισμός Workstations, PC, περιφερειακά Δίκτυα ευρείας περιοχής Μετρητικοί σταθμοί Πληροφοριακή βάση Βάσεις δεδομένων Συστήματα γεωγραφικής πληροφορίας Λογισμικό Λειτουργία πληροφοριακής βάσης Μοντέλα αξιολόγησης Μοντέλα προσομοίωσης Μοντέλα προσομοίωσης Ποσότητας - ποιότητας νερού Υπόγειου- επιφανειακού νερού Οικονομικών και κοινωνικών παραμέτρων Ανθρώπινο δυναμικό Ανάπτυξη Λειτουργία Συντήρηση Επέκταση 52

53 Μοντέλα διαχείρισης συστημάτων υδατικών πόρων Καθορισμός ορίων υδροσυστήματος: Από τα σημεία σύλληψης των υδατικών πόρων (θέσεις προσφοράς νερού) μέχρι τα φυσικά όρια της λεκάνης (εκβολή) ή την κεφαλή των δικτύων διανομής (θέσεις ζήτησης νερού). Σχηματοποίηση μοντέλου: Διαδικασία μετασχηματισμού των συνιστωσών του φυσικού υδροσυστήματος σε συνιστώσες του μαθηματικού μοντέλου που αναπαριστά το εν λόγω σύστημα. Δεδομένα εισόδου: Το σύνολο των στατικών και δυναμικών πληροφοριών (υδρολογικές εισροές, υδατικές ανάγκες, χαρακτηριστικά έργων, κλπ.) που απαιτούνται για τη διαμόρφωση του μαθηματικού μοντέλου. Διατύπωση διαχειριστικού προβλήματος: Προσδιορισμός μεταβλητών ελέγχου, που περιγράφουν εναλλακτικές πολιτικές λειτουργίας του υδροσυστήματος, και κριτηρίων αποτίμησης των εν λόγω πολιτικών. Βελτιστοποίηση υδροσυστήματος: Συστηματική διαδικασία αναζήτησης της πλέον πρόσφορης διαχειριστικής πολιτικής, που βασίζεται σε μια διαδοχή από εναλλακτικές αποφάσεις και αξιολογήσεις των επιπτώσεων κάθε απόφασης, ως προς κάποιο καθολικό μέτρο επίδοσης. 53

54 Αρχές σχηματοποίησης υδροσυστημάτων: Συνιστώσες που αναπαρίστανται στα μοντέλα συνιστώσες φυσικής προσφοράς νερού (λεκάνες απορροής, υδροφορείς) υδάτινα σώματα (ποτάμια, λίμνες, πηγές) οικοσυστήματα και προστατευόμενες περιοχές έργα σύλληψης και αποθήκευσης επιφανειακών υδατικών πόρων (φράγματα, λιμνοδεξαμενές, διατάξεις εκτροπής) έργα άντλησης υπόγειων υδατικών πόρων (γεωτρήσεις, πηγάδια) έργα μεταφοράς νερού (υδραγωγεία ανοικτά, υπό πίεση, σίφωνες) έργα διαχείρισης υδραγωγείων (αντλιοστάσια, ρυθμιστές ροής) έργα παραγωγής υδροηλεκτρικής ενέργειας (στρόβιλοι, αντλιοστρόβιλοι) έργα βελτίωσης της ποιότητας του νερού (μονάδες επεξεργασίας αδιύλιστου νερού, μονάδες αφαλάτωσης) περιοχές ή μεμονωμένες θέσεις ζήτησης νερού (χρήστες ή ομάδες χρηστών) Παραδοσιακή θεώρηση: Ανάλυση κατά συνιστώσες Δράσεις στο υδροσύστημα Σύγχρονη θεώρηση: Ανάλυση σε κλίμακα υδροσυστήματος Δράσεις στις συνιστώσες 54

55 Αρχές σχηματοποίησης υδροσυστημάτων: Δικτυακή απεικόνιση της τοπολογίας Κόμβοι: σημεία (ή περιοχές) προσφοράς ή ζήτησης νερού ή θέσεις αλλαγής της γεωμετρίας και των χαρακτηριστικών μεγεθών του δικτύου Κλάδοι: στοιχεία μεταφοράς, που αντιπροσωπεύουν πραγματικές (αγωγοί) ή εννοιολογικές (εικονικές) διαδρομές του νερού Σχήμα 10: Παράδειγμα δικτυακής απεικόνισης συστήματος υδατικών πόρων με το λογισμικό ΥΔΡΟΝΟΜΕΑΣ 55

56 Σχηματοποίηση υδροσυστημάτων: Εργαλεία Οι συνιστώσες του δικτύου διακρίνονται σε: Αυτόνομες (μπορούν να υφίστανται ανεξάρτητα από την παρουσία άλλων) όπως: (α) ο κόμβος υδραγωγείου, (β) ο κόμβος υδατορεύματος, (γ) ο ταμιευτήρας Εξαρτημένες (συνδέονται απαραίτητα με κάποια ή κάποιες άλλες συνιστώσες πρέπει κατά την εισαγωγή τους να συνδεθούν ως εξής στο δίκτυο: Με τα παραπάνω εργαλεία ο χρήστης μπορεί να: εισάγει νέες συνιστώσες δικτύου διαγράψει υφιστάμενες συνιστώσες τροποποιήσει ιδιότητες συνιστωσών δικτύου Εξαρτημένη συνιστώσα Υδραγωγείο Υδατόρευμα Αντλιοστάσιο Στρόβιλος Γεώτρηση Εισροή Στόχος Συνιστώσα σύνδεσης κόμβος, ταμιευτήρας (ανάντη και κατάντη) κόμβος υδατορεύματος, ταμιευτήρας (ανάντη και κατάντη) κόμβος, ταμιευτήρας (ανάντη και κατάντη) κόμβος, ταμιευτήρας (ανάντη και κατάντη) κόμβος, ταμιευτήρας κόμβος υδατορεύματος, ταμιευτήρας κόμβος, ταμιευτήρας, υδραγωγείο, υδατόρευμα, στρόβιλος 56

57 Αρχές σχηματοποίησης υδροσυστημάτων: Η έννοια της αφαίρεσης (abstraction) Ορισμός-στόχος: Περιορισμός της πολυπλοκότητας του φυσικού συστήματος, ώστε να λαμβάνονται υπόψη μόνο οι συνιστώσες και διεργασίες που αφορούν στο συγκεκριμένο πρόβλημα (καθώς και οι αλληλεπιδράσεις τους). Παραδείγματα: Στα μοντέλα διαχείρισης συστημάτων υδατικών πόρων δεν λαμβάνονται υπόψη συνιστώσες όπως η διανομή του υδρευτικού νερού εντός των οικισμών, η υδραυλική λειτουργία των υδραγωγείων και αντλιοστασίων, τα χαρακτηριστικά των υπερχειλιστών των φραγμάτων. Πλεονεκτήματα: Διευκολύνεται η μαθηματική διατύπωση του προβλήματος και δεν απαιτείται η συλλογή των μη ουσιαστικών (αλλά τεράστιων σε έκταση) πληροφοριών. Πηγή: Karavokiros et al.,

58 Αρχές σχηματοποίησης υδροσυστημάτων: Η έννοια της τυποποίησης (classification) Ορισμός-στόχος: Ενοποίηση στοιχείων με παρόμοια χαρακτηριστικά σε εννοιολογικά αντικείμενα (συνιστώσες) του μαθηματικού μοντέλου, με κοινές ιδιότητες. Παραδείγματα: Στη συνήθη χρονική κλίμακα των διαχειριστικών μοντέλων, όπου οι υδραυλικές διεργασίες δεν επηρεάζουν τη δυναμική του συστήματος, οι αγωγοί με βαρύτητα και οι καταθλιπτικοί αγωγοί μπορούν να θεωρηθούν ενιαία αντικείμενα, δηλαδή στοιχεία μεταφοράς νερού με πεπερασμένη παροχετευτικότητα. Πλεονεκτήματα: Περιορίζεται ο πολυμορφισμός, παρέχεται ένας κοινός τρόπος χειρισμού των αντικειμένων και τυποποιείται η ζητούμενη πληροφορία εισόδου του μοντέλου. Πηγή: Karavokiros et al.,

59 Αρχές σχηματοποίησης υδροσυστημάτων: Η έννοια της απλοποίησης (simplification) Ορισμός-στόχος: Σύμπτυξη συνιστωσών, εφόσον οι επιμέρους διαφορές στα χαρακτηριστικά τους δεν επηρεάζουν την λειτουργία του μοντέλου, ούτε τη διαχειριστική πρακτική. Παραδείγματα: Ομαδοποίηση γεωτρήσεων που υδρομαστεύουν μια ευρύτερη περιοχή σε ένα εννοιολογικό αντικείμενο που υλοποιεί τη συνολική άντληση από τον συγκεκριμένο υδροφορέα, ενοποίηση των επιμέρους τμημάτων ενός υδραγωγείου σε ένα στοιχείο μεταφοράς. Πλεονεκτήματα: Εξοικονομείται σημαντικός χώρος στη μνήμη και περιορίζεται ο υπολογιστικός φόρτος, προς όφελος της υπολογιστικής επίδοσης του μοντέλου. Πηγή: Karavokiros et al.,

60 Case study: Το υδροδοτικό σύστημα της Αθήνας Ταμιευτήρας Ευήνου Ταμιευτήρας Μόρνου Λίμνη Υλίκη Κωπαΐδα Π. Ασωπός Ταμιευτήρας Μαραθώνα km Δ. Ασπροπύργου Δ. Κιούρκων Δ. Μενιδίου Δ. Περισσού ΑΘΗΝΑ Σχήμα 11: Υδροσύστημα της Αθήνας 60

61 Στόχος της ανάπτυξης του ΣΥΑ Απαντήσεις σε ερωτήματα της μορφής: 1. Ποια είναι η μέγιστη ετήσια δυνατότητα απόληψης νερού, για δεδομένο υδρολογικό καθεστώς και δεδομένη αξιοπιστία; 2. Με ποια διαχειριστική πολιτική εξασφαλίζεται η παραπάνω απόληψη νερού; 3. Ποιο είναι το κόστος της παραπάνω διαχειριστικής πολιτικής; 4. Ποια είναι η βέλτιστη πολιτική διαχείρισης για την κάλυψη δεδομένης ζήτησης, για δεδομένο υδρολογικό καθεστώς και δεδομένη αξιοπιστία; 5. Ποιο είναι το ελαχιστοποιημένο κόστος της πολιτικής αυτής; 6. Πώς θα εξελιχθεί η διαθεσιμότητα υδατικών πόρων τους επόμενους μήνες (πιθανά εναλλακτικά σενάρια); 7. Ποια είναι η επίπτωση στο μέλλον (π.χ. σε ορίζοντα 10 ετών) ενός συγκεκριμένου διαχειριστικού μέτρου; 8. Ποιες είναι οι επιπτώσεις ενός υπό μελέτη έργου (π.χ. νέου αγωγού, ενίσχυση υδραγωγείου, αντλιοστασίου, κτλ.) καθώς και ο χρόνος ένταξής του σύστημα; 9. Πόσο εφικτή, από την άποψη ποσοτικής επάρκειας σε νερό, είναι η επέκταση των δραστηριοτήτων της ΕΥΔΑΠ (π.χ. υδροδότηση άλλων περιοχών); 10. Ποιες είναι οι επιπτώσεις ενός αρνητικού κλιματικού σεναρίου (έμμονη ξηρασία, κλιματική αλλαγή) και πώς αυτό πρέπει να αντιμετωπιστεί; 11. Πόσο επαρκείς είναι οι υφιστάμενες εφεδρικές πηγές (υπόγειοι υδατικοί πόροι) και τα αντίστοιχα έργα αξιοποίησής τους για την κάλυψη ειδικών συνθηκών ή έκτακτων περιστατικών (π.χ. Ολυμπιακοί Αγώνες); 12. Με ποιον τρόπο αντιμετωπίζονται τα περιστατικά αυτά; 61

62 Συνιστώσες του Συστήματος Υποστήριξης Αποφάσεων (ΣΥΑ) Περιφερειακά Σημεία Ελέγχου Δεδομένων (ΠΣΕΔ) ΠΣΕΔ1 ΠΣΕΔ2 ΠΣΕΔ3 ΠΣΕΔ4 Σύστημα Μέτρησης Υδατικών Πόρων Σύστημα Γεωγραφικής Πληροφορίας Κεντρική βάση δεδομένων Απεικόνιση πληροφοριών Σύστημα Εκτίμησης και Πρόγνωσης Υδατικών Πόρων Γέννηση συνθετικών χρονοσειρών Σύστημα Ανάλυσης του Υδροσυστήματος Προσομοίωση και βελτιστοποίηση 62

63 Λειτουργίες ΣΥΑ Δεδομένα που αποθηκεύονται στη βάση Υδρολογικά δεδομένα (χρονοσειρές) Υδραυλικά έργα (τεχνικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά) Χρήσεις νερού (στοιχεία κατανάλωσης, εκτίμηση αναγκών) Φυσιογραφικά δεδομένα (χάρτες με διάφορα θεματικά υπόβαθρα) Οικονομικά δεδομένα (κόστη και οφέλη χρήσης) Δεδομένα εισόδου και εξόδου των μαθηματικών μοντέλων 63

64 Σχηματοποίηση του υδροδοτικού συστήματος της Αθήνας Ταμιευτήρας Ευήνου Ταμιευτήρας Μόρνου Λίμνη Υλίκη Κωπαΐδα Π. Ασωπός Ταμιευτήρας Μαραθώνα km Δ. Ασπροπύργου Δ. Κιούρκων Δ. Μενιδίου Δ. Περισσού ΑΘΗΝΑ Σχήμα 12: Σχηματοποίηση υδροσυστήματος της Αθήνας 64

65 Σχηματοποίηση του υδροδοτικού συστήματος της Αθήνας Μουρίκι Δίστομο Μεριστής Κιθαιρώνα Μάνδρα Νο 4 Φρέαρ Α Σφενδάλη Κιούρκα Αυλώνα Μαυροσουβάλα Ούγγρα Υλίκη Βασιλικά - Παρόρι Κιούρκα 1.8 Κατανάλωση Μαραθώνας Κλειδί Εύηνος < Μάνδρα Κατανάλωση Κατανάλωση Μόρνος Μενίδι Γαλάτσι Κατανάλωση

66 Yδραγωγείο Μόρνου (18 m 3 /s) Οικολογική παροχή Σχηματοποίηση του υδροδοτικού συστήματος της Αθήνας Λεκάνη Ευήνου 352 km 2, 278 hm 3 Ταμιευτήρας Ευήνου ως m, 112 hm 3 Λεκάνη Μόρνου 588 km 2, 235 hm 3 Προς άρδευση Κωπαΐδας Λεκάνη Β. Κηφισού 2042 km 2, 278 hm 3 Λεκάνη Υλίκης 424 km 2, 17 hm 3 Υδραγωγείο Υλίκης (7.5 m 3 /s) Λίμνη Υλίκη ως m, 585 hm 3 Υπερχείλιση / διαφυγή προς Παραλίμνη / Ευβοϊκό ΜΕΝ Κιούρκων Προς κατανάλωση Σήραγγα Ευήνου- Μόρνου (< 27 m 3 /s) Ταμιευτήρας Μόρνου ως m, 630 hm 3 ΜΕΝ Μάνδρας Λεκάνη Χάραδρου 120 km 2, 14 hm 3 ΜΕΝ Μενιδίου Προς κατανάλωση Σχήμα 13: Απεικόνιση του υδροδοτικού συστήματος της Αθήνας Ταμιευτήρας Μαραθώνα ως m, 31 hm 3 ΜΕΝ Γαλατσίου Πηγή: Κουτσογιάννης κ.α,

67 Λειτουργίες ΣΥΑ Σχήμα 14: Προσομοίωση βελτιστοποίηση με τη χρήση λογισμικού 67

68 Λειτουργίες ΣΥΑ Σχήμα 15: Διαχείριση λειτουργίας ταμιευτήρων 68

69 Λειτουργίες ΣΥΑ Παραγωγή υδρολογικών σεναρίων για προσομοίωση Στοχαστικό μοντέλο πολλαπλών θέσεων (πολλών μεταβλητών) Λειτουργία σε προσομοίωση ή πρόγνωση Χρονικές κλίμακες ετήσια και μηνιαία Διατήρηση ουσιωδών στατιστικών χαρακτηριστικών των μεταβλητών Διατήρηση των συσχετίσεων στο χρόνο και το χώρο Αναπαραγωγή της μακροπρόθεσμης εμμονής (φαινόμενο Ιωσήφ) 69

70 Λειτουργίες ΣΥΑ Σχήμα 16: Στοχαστική προσομοίωση πρόγνωση εισροών ταμιευτήρων 70

71 Λειτουργίες ΣΥΑ Σχήμα 17: Βέλτιστος κανόνας λειτουργίας υδροσυστήματος 71

72 Λειτουργίες ΣΥΑ Σχήμα 18: Πιθανότητες αστοχίας για τη βέλτιστη λύση 72

73 Λειτουργίες ΣΥΑ Αριθμός αστοχιών σε σύνολο 200 σεναρίων Σχήμα 19: Xρονική εξέλιξη συχνότητας αστοχίας 73

74 Λειτουργίες ΣΥΑ Σχήμα 20: Βέλτιστοι κανόνες λειτουργίας 74

75 Υδροσύστημα Δυτικής Θεσσαλίας (1/3) Λ. Σμοκόβου Σχήμα 21: (α) Φυσική απεικόνιση 75

76 Υδροσύστημα Δυτικής Θεσσαλίας (2/3) Τρίκαλα Πηνειός Πηνειός Πηνειός Έξοδος συστήματος Σαρακήνα Μουζάκι Πάμισος Σέλανα Πάμισος Καλέντζης Αλή Εφέντη Ενιπέας (πλημμυρική τάφρος) Ενιπέας (κανονική κοίτη) Ενιπέας Μεσενικόλας Αρδευτικό Πλαστήρα Παλαμάς Φαρσαλιώτης Ενιπέας Ταμιευτήρας Πλαστήρα Ξυνονέρι Δεξαμενή ρύθμισης Αγιοπηγή Κέδρος Ταμιευτήρας Σμοκόβου Σοφαδίτης Αμπελιά Σοφάδε ς Αρδευτικά έργα Σμοκόβου Σχήμα 22: (β) Σχηματοποίηση 76

77 Υδροσύστημα Δυτικής Θεσσαλίας (3/3) Σχήμα 23: (γ) Μοντελοποίηση 77