Διημερίδα για τη διαχείριση των υδατικών πόρων στη λίμνη Πλαστήρα Νεοχώρι Καρδίτσας 26-27 Ιανουαρίου 21 Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα Δημήτρης Κουτσογιάννης Τομέας Υδατικών Πόρων Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Μέρη της παρουσίασης Γενικά χαρακτηριστικά Υδρολογικά χαρακτηριστικά Υδρολογική ανάλυση Λειτουργία του έργου προβλήματα Επισημάνσεις για τη βελτίωση της λειτουργίας του έργου Γενικότερες επισημάνσεις Συμπεράσματα Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 2
Η λεκάνη απορροής Τμήμα της λεκάνης του Αχελώου (Ταυρωπός ή Μέγδοβας) Έκταση 167 km 2 Μέγιστο υψόμετρο +215 m Ελάχιστο υψόμετρο +75 m (κοίτη ποταμού) Άποψη από νότια του Λαμπερού Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 3 Τα έργα Τοξωτό φράγμα ύψους 83 m Κατασκευή 1956 Σταθμός παραγωγής με εγκατεστημένη ισχύ 141 MW (3 μονάδες Pelton) και ύψος πτώσης 577 m (1 m 3 νερού παράγει 1.3 kwh) Υπερχειλιστής παροχετευτικότητας 46 m 3 /s Ταμιευτήρας με ωφέλιμη χωρητικότητα 3 hm 3 και έκταση 25.2 km 2. Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 4
Βροχοπτώσεις Μέσο ετήσιο ύψος βροχής 13 mm (περίοδος 196-61 έως 1991-92) Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 5 Εισροές στον ταμιευτήρα Ετήσια εισροή (hm 3 ) 35 3 25 2 15 1962-63 Ρεκόρ υδροφορίας: 326.2 hm 3 Ετήσιες τιμές Κυλιόμενοι μέσοι όροι πενταετίας Μέση τιμή: 153 hm 3 Δεδομένα 39 ετών με βάση το ισοζύγιο του ταμιευτήρα (ΔΕΗ, Διεύθυνση Εκμετάλλευσης) 1 5 1989-9 Ρεκόρ ξηρασίας: 42.3 hm 3 1961-62 1971-72 1981-82 1991-92 Συντελεστής Hurst:.7-.75 (>.5) Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 6
Στατιστική ανάλυση ετήσιων εισροών Περίοδος επαναφοράς Ετήσια απορροή (hm 3 ) 35 3 25 2 15 5 2 1 5 2 1 5 Εμπειρική κατανομή Κανονική κατανομή 2 5 1 2 1962-63 5 1 2 5 1 5 1989-9 -3-2 -1 1 2 3 Ανηγμένη μεταβλητή Gauss Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 7 Ετήσια απορροή λεκάνης Σύγκριση με Κρεμαστά Ετήσια απορροή (mm) 25 2 15 1 5 Λ. Πλαστήρα Κρεμαστά 195-51 196-61 197-71 198-81 199-91 Υψηλή απορροή και στις δυο λεκάνες (περί τα 1 mm ετησίως) Παρόμοια υδρολογική δίαιτα Ισχυρή συσχέτιση (ένδειξη υπέρ της αξιοπιστίας των δεδομένων) Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 8
Κατανομή της απορροής ανά μήνα Σύγκριση με Κρεμαστά Μέση τιμή απορροής ανά μήνα (mm) 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Λ. Πλαστήρα Κρεμαστά ΟΚΤ ΔΕΚ ΦΕΒ ΑΠΡ ΙΟΥΝ ΑΥΓ Γενικά, παρόμοια υδρολογική δίαιτα των λεκανών, με 2 διαφοροποιήσεις Δεύτερη αιχμή της απορροής το Μάρτιο στη λεκάνη Ταυρωπού (χιόνι;) Μεγαλύτερη απορροή το καλοκαίρι στα Κρεμαστά (αποφόρτιση υπόγειων νερών) Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 9 Σύγκριση ετήσιων απορροών Λ. Πλαστήρα, Κρεμαστών, Βοιωτικού Κηφισού 25 1 Ετήσια απορροή (mm) Κρεμαστά - Λ. Πλαστήρα 2 15 1 5 Λ. Πλαστήρα Κρεμαστά Β. Κηφισός 8 6 4 2 191-2 1911-12 1921-22 1931-32 1941-42 Ετήσια απορροή (mm) Βοιωτικός Κηφισός 1951-52 1961-62 1971-72 1981-82 1991-92 Συμφωνία εξάρσεων-υφέσεων Μεγαλύτερη μεταβλητότητα & μείωση απορροής τα τελευταία 3 χρόνια Εντοπισμός της μεγαλύτερης ξηρασίας του 2 αιώνα το 1989-9 Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 1
Υδρολογική (γεωφυσική) εμμονή Ανακάλυψη από τον E. H. Hurst (1951) στα πλαίσια της μελέτης του Υψηλού Φράγματος Aswan στο Νείλο Φαινόμενο Hurst Πρώτη στοχαστική μοντελοποίηση από τον Mandelbrot (1965-1971) Φαινόμενο Ιωσήφ Δεν έχει κατανοηθεί ως σήμερα Σχετίζεται με μεταβολές στο κλίμα Δυσμενείς συνέπειες στην αξιοποίηση υδατικών πόρων (μεγαλύτεροι όγκοι ταμιευτήρων μικρότερες απολήψεις νερού) Δεν έχει ενσωματωθεί στις πρακτικές υδρολογικού σχεδιασμού και διαχείρισης υδατικών πόρων ως σήμερα Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 11 Υδρολογική εμμονή: Διαπίστωση με βάση τη χρονοσειρά του Νειλομέτρου Ελάχιστη στάθμη το υ ποταμού Νείλου Ένδειξη Νειλομέτρου 15 14 13 12 11 1 9 8 Ετήσια τιμή Κυλιόμενος μέσος όρος 4 ετών 6 7 8 9 1 11 12 13 Έτος «Το κλίμα αλλάζει με ακανόνιστο τρόπο, για άγνωστους λόγους, σε όλες τις χρονικές κλίμακες» (National Research Council, 1991) Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 12
Η λειτουργία των έργων Έναρξη λειτουργίας 196 Καταναλωτικές χρήσεις! Αρδευτική με ετήσιες ανάγκες 145 hm 3! Υδρευτική με ετήσιες ανάγκες 15 hm 3! Σύνολο καταναλωτικών αναγκών 16 hm 3 ετησίως (Πηγή: Υδροεξυγιαντική, Συνολική μελέτη περιβαλλοντικών επιπτώσεων Εκτροπής Αχελώου, 1995) Ενεργειακή χρήση: 25 GWh κατά το σχεδιασμό, 22 GWh μέχρι το 1986-87, 136 GWh μετά το 1986-87 Χρήση αναψυχής (τουριστική) Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 13 Ιστορικό της λειτουργίας Εικόνα των απολήψεων Μηνιαία απόληψη (hm 3 ) 6 5 4 3 2 1 Ολική απόληψη Αρδευτική απόληψη Οκτ-61 Οκτ-63 Οκτ-65 Οκτ-67 Οκτ-69 Οκτ-71 Οκτ-73 Οκτ-75 Οκτ-77 Οκτ-79 Οκτ-81 Οκτ-83 Οκτ-85 Οκτ-87 Οκτ-89 Οκτ-91 Οκτ-93 Οκτ-95 Κυρίαρχη χρήση η αρδευτική (μετά το 1986-87) Συγκέντρωση των απολήψεων τους θερινούς μήνες Απολήψεις σημαντικά μεγαλύτερες της ασφαλούς απόληψης (π.χ. 185 hm 3 το 1996-97, 163 hm 3 το 1999-2) αλλά και της μέσης ετήσιας εισροής (153 hm 3 ) Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 14
Ιστορικό της λειτουργίας Εξέλιξη της παραγωγής ενέργειας Ετήσια παραγωγή ενέργειας (GWh) 4 35 3 Τιμή σχεδιασμού: 25 GWh 25 22 GWh 2 164 GWh 15 1 5 1961-62 1971-72 1981-82 1991-92 Μείωση της ποσότητας της ενέργειας σε σχέση με το σχεδιασμό Μείωση της αξίας της ενέργειας λόγω δέσμευσης του προγραμματισμού της παραγωγής από τις αρδευτικές απολήψεις Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 15 Πρώτο βήμα για την ορθολογική διαχείριση: Προσδιορισμός της ασφαλούς απόληψης Προϋποθέσεις! Μελέτη των ανταγωνισμών ανάμεσα στις επιμέρους χρήσεις νερού! Καθορισμός κανόνων λειτουργίας! Μελέτη των περιορισμών ελάχιστης στάθμης που σχετίζονται με περιβαλλοντικές δεσμεύσεις και με τη χρήση αναψυχής του ταμιευτήρα! Διερεύνηση της σχέσης απόληψης νερού αξιοπιστίας στην επίτευξή της δεσμευμένου αποθηκευτικού όγκου του ταμιευτήρα Μεθοδολογία:! Μοντελοποίηση της υδρολογικών διεργασιών με έμφαση στο φαινόμενο της εμμονής! Προσομοίωση του συστήματος λεκάνη-ταμιευτήρας-χρήσεις νερού-περιβάλλον Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 16
Πρώτη ενδεικτική τιμή της ασφαλούς καταναλωτικής απόληψης Δεσμευμένοςαποθηκευτικόςόγκος (hm 3 ) 3 29 28 27 26 25 24 23 22 21 Αξιοπιστία 9% Αξιοπιστία 8% Κατώτατη στάθμη (m) 782 781 78 779 778 777 776 775 Αξιοπιστία 9% Αξιοπιστία 8% Ελάχιστη επιφάνεια λίμνης (km 2 ) 16 15 14 13 12 11 1 9 Αξιοπιστία 9% Αξιοπιστία 8% 2 12 13 14 15 16 Ετήσια απόληψη (hm 3 ) 774 12 13 14 15 16 Ετήσια απόληψη (hm 3 ) 8 12 13 14 15 16 Ετήσια απόληψη (hm 3 ) Απόληψη 13 hm 3 για δεσμευμένο όγκο 25 hm 3 και αξιοπιστία 9% Αντίστοιχη κατώτατη στάθμη +778 m, Ελάχιστη επιφάνεια λίμνης 12 km 2 Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 17 Χρησιμότητα του ορθολογικού προγράμματος στη διαχείριση του ταμιευτήρα Στάθμη (m) 795 79 785 78 775 77 Πραγματική εξέλιξη Εικονική εξέλιξη για ετήσια απόληψη 13 hm3 Οκτ-61 Οκτ-63 Οκτ-65 Οκτ-67 Οκτ-69 Οκτ-71 Οκτ-73 Οκτ-75 Οκτ-77 Οκτ-79 Οκτ-81 Οκτ-83 Οκτ-85 Οκτ-87 Οκτ-89 Οκτ-91 Οκτ-93 Οκτ-95 Οκτ-97 Οκτ-99 Αύξηση της αξιοπιστίας των απολήψεων Αύξηση της ελάχιστης στάθμης και της ελάχιστης επιφάνειας του ταμιευτήρα (ωφέλειες για την τουριστική ανάπτυξη και το περιβάλλον) Ουδετερότητα (ή μικρή βελτίωση) στην παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας Χρειάζεται να μελετηθούν μηχανισμοί παροχής κινήτρων για εξοικονόμηση νερού Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 18
Αναπτυξιακές διαστάσεις του έργου Προσέγγιση με βάση απόψεις των κατοίκων του Νομού Η λίμνη Ταυρωπού αποτελεί αξιοθέατο; Το φράγμα αποτελεί αξιοθέατο; Πώς θα είχε αναπτυχθεί ο Νομός Καρδίτσας χωρίς το φράγμα; Έχει συμβάλει η λίμνη στην τουριστική ανάπτυξη; Υπήρχαν φόβοι ή ενστάσεις πριν κατασκευαστεί το φράγμα; Ποιος πήρε την απόφαση να κατασκευαστεί το φράγμα; *Ανιστόρητες απαντήσεις 98% Ναι 92% Ναι 61% Καθόλου 98% Ναι 83% Όχι* 83% Πλαστήρας* Πηγή: Γ.-Φ. Σαργέντης, Το αισθητικό στοιχείο στο νερό, τα υδραυλικά έργα και τα φράγματα, Διπλωματική εργασία, ΕΜΠ, 1998. Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 19 Λίμνη Πλαστήρα = Εκτροπή Αχελώου (Ο Ταυρωπός είναι παραπόταμος του Αχελώου) Το υδατικό διαμέρισμα Θεσσαλίας είναι 1 από τα 3 ελλειμματικά διαμερίσματα της χώρας (μαζί με τα διαμερίσματα Αττικής και Νησιών Αιγαίου) Ορθή και δικαιωμένη η εκτροπή του Αχελώου (Ταυρωπού) Το έργο έχει πολλαπλά και αναμφισβήτητα οφέλη για τη Θεσσαλία, ενώ δεν έχουν διαπιστωθεί αρνητικές επιπτώσεις στη λεκάνη Αχελώου Τα προβλήματα των υδατικών πόρων (όπως και αυτό της δεύτερης εκτροπής Αχελώου) δεν αντιμετωπίζονται με συνθήματα Όχι στην εκτροπή της λογικής = ; Ναι στην εκτροπή Αχελώου Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 2
Συμπεράσματα Έργο Πλαστήρα: Τυπικό παράδειγμα μεγάλου υδραυλικού έργου με πολλαπλή θετική συνεισφορά! Ανάπτυξη και αξιοποίηση υδατικών πόρων! Παραγωγή ενέργειας! Θετική υποδομή για ανάπτυξη (τουρισμός)! Θετική επίπτωση στο περιβάλλον! Θετική κοινωνική αποδοχή Ενδιαφέροντα υδρολογικά χαρακτηριστικά! Υψηλό υδατικό δυναμικό (ετήσια απορροή περί τα 1 mm)! Η υδρολογική εμμονή έχει αρνητικές συνέπειες στην αξιοποίησή του Προς μια ορθολογική διαχείριση! Σήμερα γίνεται υπερεκμετάλλευση με πολλές αρνητικές συνέπειες! Απαιτείται μια συνολική και επιστημονικά θεμελιωμένη μελέτη διαχείρισης του συστήματος λεκάνη-ταμιευτήραςχρήσεις νερού-περιβάλλον Δ. Κουτσογιάννης, Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα 21