Υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες

Σχετικά έγγραφα
Υδροηλεκτρικά Έργα. 8ο εξάμηνο Σχολής Πολιτικών Μηχανικών. Ταμιευτήρες. Ανδρέας Ευστρατιάδης, Νίκος Μαμάσης, & Δημήτρης Κουτσογιάννης

Μεγάλα υδροηλεκτρικά έργα Υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες

Διαχείριση Υδατικών Πόρων

Υδρολογική διερεύνηση της διαχείρισης της λίµνης Πλαστήρα

Υδρολογική διερεύνηση της διαχείρισης της λίµνης Πλαστήρα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Υδατικοί πόροι και έργα αξιοποίησης

ΑΣΚΗΣΗ 2 Στην έξοδο λεκάνης απορροής µετρήθηκε το παρακάτω καθαρό πληµµυρογράφηµα (έχει αφαιρεθεί η βασική ροή):

Υδρολογική διερεύνηση λειτουργίας ταµιευτήρα Πλαστήρα

Υδρολογική θεώρηση της λειτουργίας του υδροηλεκτρικού έργου Πλαστήρα

Διάλεξη 7 η : Ταμιευτήρες

Υδρολογική και ποιοτική θεώρηση της λειτουργίας του ταμιευτήρα Πλαστήρα

Ταµιευτήρας Πλαστήρα

ΜΙΚΡΑ ΚΑΙ ΜΕΓΑΛΑ ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΕΡΓΑ ΣΤΗΝ ΑΙΤΩΛΟΑΚΑΡΝΑΝΙΑ ΝΙΚΟΣ ΜΑΣΙΚΑΣ ΠΟΛΙΤΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

Διάρθρωση παρουσίασης

Παράρτημα Α Αναλυτικά αποτελέσματα βελτιστοποίησης

ΠΛΑΙΣΙΟ ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΩΝ & ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ

Το υπολογιστικό σύστηµα Υδρονοµέας και η εφαρµογή του στην µελέτη των έργων εκτροπής του Αχελώου

ιάρθρωση παρουσίασης 1. Ιστορικό διαχείρισης της λίµνης Πλαστήρα 2. Συλλογή και επεξεργασία δεδοµένων 3. Μεθοδολογική προσέγγιση

Το υπολογιστικό σύστηµα Υδρονοµέας και η εφαρµογή του στην µελέτη των έργων εκτροπής του Αχελώου

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΑΥΞΗΣΗ ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΥΔΡΟΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ της Δ.Ε.Υ.Α.Α. ΑΝΑΓΚΑΙΟΤΗΤΑ & ΩΦΕΛΗ

Υ ΡΟΓΑΙΑ. Λογισµικό ιαχείρισης Υδατικών Πόρων. Υ ΡΟΝΟΜΕΑΣ: : Βέλτιστη διαχείριση υδροσυστηµάτων

ΕΡΓΑΣΙΑ 3: ΠΟΛΥΚΡΙΤΙΡΙΑΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ ΠΛΑΣΤΗΡΑ

Αστικά δίκτυα αποχέτευσης ομβρίων

Πλημμύρες Case studies

Διονύσης Νικολόπουλος

Ε Θ Ν Ι Κ Ο Μ Ε Τ Σ Ο Β Ι Ο Π Ο Λ Υ Τ Ε Χ Ν Ε Ι Ο

Το µαθηµατικό µοντέλο του Υδρονοµέα

Υδρολογικός σχεδιασμός έργων εκτροπής και υπερχείλισης

Μελέτη Προέγκρισης Χωροθέτησης του Μικρού Υδροηλεκτρικού Σταθμού Βαλορέματος. Υδρολογική μελέτη

Διαχείριση Υδατικών Πόρων

ΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΠΟ ΟΣΕΩΣ ΤΩΝ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΩΝ

Γενική διάταξη Υ/Η έργων

Πλημμύρες & αντιπλημμυρικά έργα

Τεχνική Υδρολογία (Ασκήσεις)

Διαχείριση Υδατικών Πόρων Εισαγωγή στη βελτιστοποίηση συστημάτων υδατικών πόρων

ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Ν. Ι. Μουτάφης

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ 7. ΔΙΟΔΕΥΣΗ ΠΛΗΜΜΥΡΩΝ

Από το μεμονωμένο υδραυλικό έργο στο υδροσύστημα: Το παράδειγμα του υδρολογικού σχεδιασμού των έργων Ευήνου

Ανανεώσιμη Ενέργεια & Υδροηλεκτρικά Έργα. Υδροηλεκτρικά έργα

ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ-ΘΕΩΡΙΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΕΞΕΤΑΣΗΣ: 30 ΛΕΠΤΑ ΜΟΝΑΔΕΣ: 3 ΚΛΕΙΣΤΑ ΒΙΒΛΙΑ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Υδραυλική & Υδραυλικά Έργα. Δεξαμενές. Ανδρέας Ευστρατιάδης, Παναγιώτης Κοσσιέρης & Χρήστος Μακρόπουλος

Συστήματα υποστήριξης αποφάσεων στη διαχείριση υδατικών πόρων: Η περίπτωση του υδροδοτικού συστήματος της Αθήνας

Αρχές υδροενεργειακής τεχνολογίας

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος. Υδροηλεκτρικά έργα. Γενική διάταξη Υ/Η έργων

Τυπικές και εξειδικευµένες υδρολογικές αναλύσεις

Από το μεμονωμένο υδραυλικό έργο στο υδροσύστημα: Το παράδειγμα του υδρολογικού σχεδιασμού των έργων Ευήνου

Υδραυλικές Κατασκευές Φράγματα 8ο εξάμηνο Σχολής Πολιτικών Μηχανικών. Ταμιευτήρες. Ανδρέας Ευστρατιάδης & Παναγιώτης Παπανικολάου

Μάθημα: Διαχείριση Υδατικών Πόρων Εργασία 3: Πολυκριτηριακή ανάλυση ταμιευτήρα Πλαστήρα

Συστήματα υποστήριξης αποφάσεων στη διαχείριση υδατικών πόρων: Η περίπτωση του υδροδοτικού συστήματος της Αθήνας

ΔΥΠ χρησιμοποιώντας πολύκριτηριακές μεθόδους

ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ. Ενότητα 9: Μέθοδοι εκτίμησης πλημμύρας σχεδιασμού- Ασκήσεις. Καθ. Αθανάσιος Λουκάς. Εργαστήριο Υδρολογίας και Ανάλυσης Υδατικών Συστημάτων

Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΑΠΟΘΕΣΕΩΝ ΦΕΡΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΣΕ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΕΣ ΩΣ ΥΝΑΜΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΟΝ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ ΚΡΕΜΑΣΤΩΝ

Επιπτώσεις αποθέσεων φερτών υλικών σε ταµιευτήρες

Νερό για την πόλη: Στρατηγικός σχεδιασμός, διαχείριση της ζήτησης και έλεγχος των διαρροών στα δίκτυα

Το µοντέλο Ζυγός. Α. Ευστρατιάδης & Ν. Μαµάσης. Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Τοµέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος

«Η πολλαπλή ωφελιμότητα και συμβολή των ΥΗΕ στην αναπτυξιακή πορεία της χώρας. Παραμετρική αξιολόγηση υδροδυναμικών έργων της Θεσσαλίας»

Διάλεξη 10 η : Τεχνολογία έργων ασφαλείας (Υπερχειλιστές, έργα εκτροπής)

Αστικά υδραυλικά έργα

Υδραυλική & Υδραυλικά Έργα. Παροχές ακαθάρτων. Ανδρέας Ευστρατιάδης & Δημήτρης Κουτσογιάννης

ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Τεχνική Υδρολογία Διαγώνισμα κανονικής εξέτασης

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

Αστικά υδραυλικά έργα

Νερό και ενέργεια τον 21 ο αιώνα Πτυχές της υδροηλεκτρικής παραγωγής

ιόδευση των πληµµυρών

Υδροηλεκτρικά έργα. Εφαρμογές Σχεδιασμού Μικρών Υδροηλεκτρικών Έργων

ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΞΑΝΘΗ ΥΔΡΟΔΥΝΑΜΙΚΑ ΕΡΓΑ. Αγγελίδης Π., Αναπλ. Καθηγητής ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η επίδραση της δειγματοληπτικής αβεβαιότητας των εισροών στη στοχαστική προσομοίωση ταμιευτήρα

Περίπου ίση µε την ελάχιστη τιµή του δείγµατος.

Υδρονοµέας Σύστηµα υποστήριξης της διαχείρισης υδατικών πόρων

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ - ΤΟΜΕΑΣ ΥΔ. ΠΟΡΩΝ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΚΑΙ ΥΔΡΑΥΛΙΚΑ ΕΡΓΑ ΕΞΕΤΑΣΗ ΠΡΟΟΔΟΥ ΝΟΕΜΒΡΙΟΥ 2017

ΑΣΚΗΣΗ ΣΤΑΘΜΟΣ ΚΑΤΑΚΡΗΜΝΙΣΕΙΣ ΕΞΑΤΜΙΣΗ. Μ mm 150 mm. Μ mm 190 mm. Μ mm 165 mm. Μ mm 173 mm.

15η Πανελλήνια Συνάντηση Χρηστών Γεωγραφικών Συστηµάτων Πληροφοριών ArcGIS Ο ΥΣΣΕΥΣ

Υδροσύστηµα Αώου. Επίσκεψη στα πλαίσια του ΜΠΣ «Περιβάλλον και Ανάπτυξη» του ΕΜΠ

Αστικά υδραυλικά έργα

Περιβάλλον και Ανάπτυξη ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ. Πολυκριτηριακή Ανάλυση ταμιευτήρα Πλαστήρα Δ.Π.Μ.Σ. "ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ"

Ιωάννα Ανυφαντή, Μηχανικός Περιβάλλοντος Επιβλέπων: Α. Ευστρατιάδης, ΕΔΙΠ ΕΜΠ. Αθήνα, Ιούλιος 2018

ΤΕΧΝΙΚΗ Υ ΡΟΛΟΓΙΑ. Εισαγωγή στην Υδρολογία (1η Άσκηση)

1. ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ & ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Εξάμηνο: Κωδικός μαθήματος:

Μελέτη λειτουργίας των ταµιευτήρων Περιεχόµενα

Κεφάλαιο 13: Διαμόρφωση μοντέλου υδραυλικής ανάλυσης δικτύου διανομής

Πλημμύρες Φυσικό πλαίσιο-γεωμορφολογία και απορροή

ΜΑΘΗΜΑ: ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ

Υδροηλεκτρικά έργα Μικρά υδροηλεκτρικά έργα

Ε Θ Ν Ι Κ Ο Μ Ε Τ Σ Ο Β Ι Ο Π Ο Λ Υ Τ Ε Χ Ν Ε Ι Ο

Παρά το γεγονός ότι παρατηρείται αφθονία του νερού στη φύση, υπάρχουν πολλά προβλήματα σε σχέση με τη διαχείρισή του.

ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών Τεχνική Υδρολογία Διαγώνισμα κανονικής εξέτασης

ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΕΡΓΟ ΜΕΣΟΧΩΡΑΣ

Μεγιστοποίηση της υδροηλεκτρικής παραγωγής στο αρδευτικό φράγµα Νεστορίου Καστοριάς

Κεφάλαιο 12: Υδραυλική ανάλυση δικτύων διανομής

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

3. Δίκτυο διανομής επιλύεται για δύο τιμές στάθμης ύδατος της δεξαμενής, Η 1 και

Κασταλία Σύστηµα στοχαστικής προσοµοίωσης υδρολογικών µεταβλητών

Γιατί μας ενδιαφέρει; Αντιπλημμυρική προστασία. Παροχή νερού ύδρευση άρδευση

Τεχνική Υδρολογία - Αντιπλημμυρικά Έργα

Α. Επανάληψη και εμπλουτισμός εννοιών Β. Ζήτηση νερού Γ. Επιφανειακό Εκμεταλλεύσιμο Υδατικό Δυναμικό

Πλημμύρες & αντιπλημμυρικά έργα

Ανάλυση δικτύων διανομής

Transcript:

Υδροηλεκτρικά Έργα 8ο εξάμηνο Σχολής Πολιτικών Μηχανικών Υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες Ανδρέας Ευστρατιάδης, Νίκος Μαμάσης, & Δημήτρης Κουτσογιάννης Τομέας Υδατικών Πόρων & Περιβάλλοντος, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Ακαδημαϊκό έτος 2015-16

Υ/Η ταμιευτήρες: Οφέλη και επιπτώσεις Οφέλη ως έργα πολλαπλού σκοπού: Αποθήκευση και παραγωγή Υ/Η ενέργειας Απολήψεις νερού για υδρευτικές και αρδευτικές χρήσεις (δυνατότητα επιπρόσθετης αξιοποίησης νερού που διέρχεται από τους στροβίλους) Αντιπλημμυρική προστασία Έμμεσα οφέλη από τουριστική αξιοποίηση Περιβαλλοντικές επιπτώσεις Σημαντική διαφοροποίηση της φυσικής υδρολογικής δίαιτας του ποταμού (εξομάλυνση ροής, σημαντικά μειωμένη συχνότητα και μέγεθος πλημμυρικών αιχμών, διακοπή ροής στο τμήμα μεταξύ του φράγματος και του ΥΗΣ) Συγκράτηση φερτών (μη αναστρέψιμη επίπτωση) Παρεμπόδιση κυκλοφορίας ψαριών Αλλαγή οικοσυστήματος από ποτάμιο σε λιμναίο Αισθητική όχληση σε περίπτωση έντονων διακυμάνσεων της στάθμης Α. Ευστρατιάδης, Ν. Μαμάσης, και Δ. Κουτσογιάννης, Υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες 2

Χαρακτηριστικά μεγέθη ταμιευτήρα Κατώτατη στάθμη λειτουργίας (ΚΣΛ): Ελάχιστη τιμή στάθμης νερού στον ταμιευτήρα, πάνω από την οποία μπορεί να παραληφθεί νερό από την υδροληψία Ανώτατη στάθμη λειτουργίας (ΑΣΛ): Μέγιστη στάθμη απολήψεων υψόμετρο στέψης υπερχειλιστή (ελεύθερος υπερχειλιστής, χωρίς θυροφράγματα) υψόμετρο άνω παρειάς θυροφραγμάτων (Υ/Η ταμιευτήρας, με εκχειλιστή) Ανώτατη στάθμη πλημμύρας (ΑΣΠ): Μέγιστη στάθμη που εκτιμάται ότι μπορεί να ανέλθει το νερό στη διάρκεια της πλημμύρας σχεδιασμού του υπερχειλιστή Ελεύθερο ύψος: υψομετρική διαφορά μεταξύ ΑΣΠ και στέψης φράγματος (περιθώριο ασφάλειας για κυματισμούς, κτλ.) Νεκρός όγκος: Όγκος ταμιευτήρα μέχρι την ΚΣΛ, που στο πέρας της ζωής του έργου προβλέπεται να καταληφθεί από φερτά (μη απολήψιμο απόθεμα) Ωφέλιμο απόθεμα: Όγκος νερού που μπορεί να αξιοποιηθεί για διάφορες χρήσεις, που υπολογίζεται αφαιρώντας το νεκρό όγκο από το συνολικό απόθεμα Ωφέλιμη χωρητικότητα: Μέγιστος απολήψιμος όγκος νερού (μέγιστο ωφέλιμο απόθεμα), που ορίζεται ως η διαφορά αποθέματος μεταξύ της ΑΣΛ και της ΚΣΛ Μικτή χωρητικότητα: Συνολική χωρητικότητα ταμιευτήρα στην ΑΣΛ (= άθροισμα ωφέλιμης χωρητικότητας και νεκρού όγκου) Πλημμυρικός όγκος: Μέγιστος όγκος πλημμύρας που μπορεί να ανασχεθεί στον ταμιευτήρα, θεωρώντας την ΑΣΛ κατά την έναρξη της πλημμύρας σχεδιασμού Α. Ευστρατιάδης, Ν. Μαμάσης, και Δ. Κουτσογιάννης, Υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες 3

Χαρακτηριστικά υψομετρικά μεγέθη Στέψη φράγματος Ανώτατη στάθμη πλημμύρας Ελεύθερο ύψος Ανώτατη στάθμη λειτουργίας Στέψη υπερχειλιστή Θυρόφραγμα Ύψος φράγματος Κατώτατη στάθμη λειτουργίας Υδροληψία Υψόμετρο πυθυμένα Υψόμετρο θεμελίωσης Α. Ευστρατιάδης, Ν. Μαμάσης, και Δ. Κουτσογιάννης, Υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες 4

Χαρακτηριστικά μεταβλητά μεγέθη (μεταβλητές υδατικού ισοζυγίου) Εισροές λόγω βροχόπτωσης στην επιφάνεια του ταμιευτήρα Απώλειες λόγω εξάτμισης από την επιφάνεια του ταμιευτήρα Στάθμη νερού στον ταμιευτήρα Εισροές λόγω απορροής από την ανάντη λεκάνη Εισροές λόγω μεταφοράς νερού απο άλλες λεκάνες Πλημμυρικός όγκος Ωφέλιμος όγκος Νεκρός όγκος Εκροές λόγω υπερχείλισης Εκροές από τους αγωγούς υδροληψίας Διαφυγές νερού από τον ταμιευτήρα Α. Ευστρατιάδης, Ν. Μαμάσης, και Δ. Κουτσογιάννης, Υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες 5

Καμπύλες στάθμης-αποθέματος-επιφάνειας Εκφράζουν τη μεταβολή του (μικτού) αποθέματος, s, και της επιφάνειας της λεκάνης κατάκλυσης, α, συναρτήσει της στάθμης νερού στον ταμιευτήρα, z. Οι συναρτήσεις s = f 1 (z), και a = f 2 (z) κατασκευάζονται με βάση μια γνωστή σημειοσειρά στάθμης-επιφάνειας, δηλαδή ζεύγη τιμών (z i, a i ), που προκύπτουν με εμβαδομέτρηση των επιφανειών πάνω σε τοπογραφικό χάρτη. Στη γενική περίπτωση θεωρείται μια σχέση δύναμης μεταξύ επιφάνειας και στάθμης: λ a(z) = a 1 z z 0 z 1 z 0 όπου α 1 η επιφάνεια του ταμιευτήρα σε μια δεδομένη στάθμη z 1, z 0 η κατώτερη στάθμη του ταμιευτήρα, για την οποία μηδενίζεται η επιφάνεια, και λ συντελεστής. Για κάθε διαδοχικό ζεύγος (z 1, α 1 ) και (z 2, α 2 ) η τιμή του λ εκτιμάται από τη σχέση: λ = ln(a 2 /a 1 ) ln[(z 2 z 0 )/(z 1 z 0 )] Ο όγκος Δs που περικλείεται ανάμεσα στις στάθμες z 1 και z 2 είναι: z 2a(z) (z 2 z 0 ) a 2 (z 1 z 0 ) a 1 Δs = dz = λ + 1 z 1 Η καμπύλη στάθμης-αποθέματος κατασκευάζεται με βάση τον γνωστό όγκο που περικλείεται μεταξύ κάθε ζεύγους διαδοχικών σταθμών. Α. Ευστρατιάδης, Ν. Μαμάσης, και Δ. Κουτσογιάννης, Υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες 6

Στάθμη ταμιευτήρα (m) Παράδειγμα: Καμπύλες ταμιευτήρα Πλαστήρα Επιφάνεια ταμιευτήρα (km 2 ) 32.0 800 28.0 24.0 20.0 16.0 12.0 8.0 4.0 0.0 790 AΣΛ = +792 m 780 770 ΚΣΛ = +776 m 760 Απόθεμα Επιφάνεια 750 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 Απόθεμα ταμιευτήρα (hm 3 ) Στάθμη (m) Επιφάνεια (km 2 ) λ ΔV (hm 3 ) Μικτό απόθεμα (hm 3 ) 750 0.00 0.0 760 1.43 2.09 4.6 4.6 770 6.07 2.09 34.7 39.3 780 15.00 2.23 101.7 141.0 790 23.04 1.49 189.3 330.3 800 32.00 1.47 274.4 604.7 Ψηφιακό μοντέλο υψομέτρων ταμιευτήρα Α. Ευστρατιάδης, Ν. Μαμάσης, και Δ. Κουτσογιάννης, Υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες 7

Εξίσωση υδατικού ισοζυγίου Γενική εξίσωση υδατικού ισοζυγίου, στο διακριτό χρονικό διάστημα (t, t + Δt): όπου: s t + Δt = s t + q t + i t + g t + p t e t l t r t w t s t αποθηκευμένος όγκος νερού στην αρχή του χρονικού διαστήματος q t εισροές από την ανάντη λεκάνη (φυσική απορροή που παράγεται στη λεκάνη ή/και ρυθμιζόμενες εκροές ανάντη ταμιευτήρα, εφόσον υπάρχει) i t μεταφορά (εκτροπή) νερού από άλλες λεκάνες g t υπόγεια τροφοδοσία από κοινά υδρογεωλογικά συστήματα p t όγκος βροχής που προσπίπτει στην επιφάνεια του ταμιευτήρα e t απώλειες λόγω εξάτμισης από την επιφάνεια του ταμιευτήρα l t απώλειες λόγω υπόγειων διαφυγών νερού r t ρυθμιζόμενες εκροές από τον ταμιευτήρα w t απώλειες λόγω υπερχείλισης (εκροές νερού μέσω του υπερχειλιστή) Κατά κανόνα, η απορροή αποτελεί την ζητούμενη άγνωστη μεταβλητή του ισοζυγίου. Μοναδικά μετρήσιμα μεγέθη είναι η στάθμη (με βάση την οποία εκτιμώνται το απόθεμα και οι απώλειες λόγω υπερχείλισης) και οι ρυθμιζόμενες εκροές. Η εξίσωση υδατικού ισοζυγίου είναι πιο ακριβής όσο αυξάνουν η χρονική κλίμακα και το μέγεθος του ταμιευτήρα. Α. Ευστρατιάδης, Ν. Μαμάσης, και Δ. Κουτσογιάννης, Υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες 8

Κατάρτιση υδατικού ισοζυγίου ως προς τις εισροές Μεταβλητές εισόδου: z t στάθμη ταμιευτήρα στην αρχή του χρονικού βήματος (π.χ. 1 η μέρα του μήνα) p * t ισοδύναμο ύψος βροχής που προσπίπτει στην επιφάνεια του ταμιευτήρα e * t ισοδύναμο ύψος εξάτμισης από την επιφάνεια του ταμιευτήρα r t μετρημένες εκροές από τον ταμιευτήρα w t απώλειες λόγω υπερχείλισης (υδατικό ισοζύγιο σε κλίμακα πλημμύρας) Χαρακτηριστικές σχέσεις: Σχέση στάθμης-αποθέματος: s = f 1 (z) Σχέση στάθμης-επιφάνειας: a = f 2 (z) Σχέση στάθμης-διαφυγών: l = f 3 (z) Υπολογισμοί: Μεταβολή αποθέματος: Δs t = s t s t 1 = f 1 (z t ) f 1 (z t 1 ) Μέση στάθμη: z m,t = (z t + z t 1 )/2 Μέση επιφάνεια: a m,t = (a t + a t 1 )/2 = [f 2 (z t ) + f 2 (z t 1 )]/2 Εισροές ανάντη λεκάνης: i t = Δs t p t * a m,t + e t * a m,t + f 3 (z m,t ) + r t + w t όγκος βροχής όγκος εξάτμισης υπόγειες διαφυγές Α. Ευστρατιάδης, Ν. Μαμάσης, και Δ. Κουτσογιάννης, Υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες 9

Παράδειγμα: Υδατικό ισοζύγιο ταμιευτήρα Πλαστήρα Plastiras runoff 60 50 40 mm 30 20 10 0 Ιαν 1962 Ιαν 1963 Ιαν 1964 Ιαν 1965 Ιαν 1966 Ιαν 1967 Ιαν 1968 Ιαν 1969 Ιαν 1970 Ιαν 1971 Ιαν 1972 Ιαν 1973 Ιαν 1974 Ιαν 1975 Ιαν 1976 Ιαν 1977 Ιαν 1978 Ιαν 1979 Ιαν 1980 Ιαν 1981 Ιαν 1982 Ιαν 1983 Ιαν 1984 Ιαν 1985 Ιαν 1986 Ιαν 1987 Ιαν 1988 Plastiras runoff Ιαν 1989 Ιαν 1990 Ιαν 1991 Ιαν 1992 Ιαν 1993 Ιαν 1994 Ιαν 1995 Ιαν 1996 Ιαν 1997 Ιαν 1998 Ιαν 1999 Ιαν 2000 Ιαν 2001 Ιαν 2002 Ιαν 2003 Ιαν 2004 Ιαν 2005 Ιαν 2006 Ιαν 2007 Ιαν 2008 Ιαν 2009 Ιαν 2010 mm Series1 790 Ιαν 1962 Ιαν 1963 Ιαν 1964 Ιαν 1965 Ιαν 1966 Ιαν 1967 Ιαν 1968 Ιαν 1969 Ιαν 1970 Ιαν 1971 Ιαν 1972 Ιαν 1973 Ιαν 1974 Ιαν 1975 Ιαν 1976 Ιαν 1977 Ιαν 1978 788 786 784 782 780 778 776 Ιαν 1962 Ιαν 1963 Ιαν 1964 Ιαν 1965 Ιαν 1966 Ιαν 1967 Ιαν 1968 Ιαν 1969 Ιαν 1970 Ιαν 1971 Ιαν 1972 Ιαν 1973 Ιαν 1974 Ιαν 1975 Ιαν 1976 Ιαν 1977 Ιαν 1978 Ιαν 1979 Ιαν 1980 Ιαν 1981 Ιαν 1982 Ιαν 1983 Ιαν 1984 Ιαν 1985 Ιαν 1986 Ιαν 1987 Ιαν 1988 Ιαν 1989 Ιαν 1990 Ιαν 1991 Ιαν 1992 Ιαν 1993 Ιαν 1994 Ιαν 1995 Ιαν 1996 Ιαν 1997 Ιαν 1998 Ιαν 1999 Ιαν 2000 Ιαν 2001 Ιαν 2002 Ιαν 2003 Ιαν 2004 Ιαν 2005 Ιαν 2006 Ιαν 2007 Ιαν 2008 Ιαν 2009 Ιαν 2010 Στάθμη (m) Εκροές (hm 3 ) Εισροές (hm 3 ) Ιαν 1979 Ιαν 1980 Ιαν 1981 Ιαν 1982 Ιαν 1983 Ιαν 1984 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 Ιαν 1985 Ιαν 1986 Ιαν 1987 Ιαν 1988 Ιαν 1989 Ιαν 1990 Ιαν 1991 Ιαν 1992 Ιαν 1993 Ιαν 1994 Ιαν 1995 Ιαν 1996 Ιαν 1997 Ιαν 1998 Ιαν 1999 Ιαν 2000 Ιαν 2001 Ιαν 2002 Ιαν 2003 Ιαν 2004 Ιαν 2005 Ιαν 2006 Ιαν 2007 Ιαν 2008 Ιαν 2009 Ιαν 2010 Α. Ευστρατιάδης, Ν. Μαμάσης, και Δ. Κουτσογιάννης, Υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες 10

Χαρακτηριστικά μεγέθη και δεδομένα εισόδου μοντέλου λειτουργίας υδροηλεκτρικού ταμιευτήρα Χαρακτηριστικά υψομετρικά μεγέθη ελάχιστη στάθμη λειτουργίας, z min μέγιστη στάθμη λειτουργίας, z max υψόμετρο που αντιστοιχεί σε μηδενική (ή σχεδόν μηδενική) αποθήκευση, z 0 υψόμετρο εξόδου αγωγού προσαγωγής, z κ Χαρακτηριστικές σχέσεις (κ, λ, α, β, ψ: παράμετροι): Σχέση στάθμης-αποθέματος: s = κ (z z 0 ) λ Σχέση στάθμης-παροχετευτικότητας αγωγού προσαγωγής: u = a (z z κ ) β Σχέση στάθμης-εκροής-παραγωγής ενέργειας (ψ 0.2725 GWh/hm 4 ): e = ψ r (z z κ ) Χρονοσειρά υδρολογικών εισροών, i t (για χρονικό ορίζοντα μήκους n) Χαρακτηριστικά διαχειριστικά μεγέθη: στόχος ενεργειακής ζήτησης, e* (σταθερός ή χρονικά μεταβαλλόμενος) αρχικό απόθεμα, s 0 Α. Ευστρατιάδης, Ν. Μαμάσης, και Δ. Κουτσογιάννης, Υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες 11

Μοντέλο λειτουργίας υδροηλεκτρικού ταμιευτήρα Έστω ταμιευτήρας ωφέλιμης χωρητικότητας k, για τον οποίο τίθεται στόχος σταθερής ενεργειακής ζήτησης e* (στόχος παραγωγής πρωτεύουσας ενέργειας). Σε κάθε χρονικό βήμα t = 1,, n ορίζεται ένας μεταβλητός στόχος εκροής νερού από τους στροβίλους, που εξαρτάται από την τρέχουσα στάθμη του ταμιευτήρα, z t, δηλαδή: d t = e * /[ψ (z t z κ )] Το μοντέλο προσομοίωσης της λειτουργίας του ταμιευτήρα γράφεται: s t = s t 1 + i t r t r t w t (εξίσωση υδατικού ισοζυγίου) r t = min(s t, d t, u t ) (εκροές από στροβίλους, με βάση τον στόχο e * ) r t = min(u t r t, s t k) (επιπλέον εκροές από στροβίλους, αν s t > k) w t = max(0, s t k) (απώλειες λόγω υπερχειλίσεων) Εφόσον ο ταμιευτήρας εξυπηρετεί και άλλες χρήσεις νερού (π.χ. ύδρευση, άρδευση, οικολογική παροχή), η εκροή από τους στροβίλους εξαρτάται και από τις τιμές-στόχους και την ιεραρχία των λοιπών χρήσεων. Αν υπάρχει πλεονάζον απόθεμα στον ταμιευτήρα, διοχετεύεται κατά προτεραιότητα από τους στροβίλους αντί για τον υπερχειλιστή, παράγοντας ενέργεια πέραν του στόχου e *, η οποία καλείται δευτερεύουσα ενέργεια (στην πράξη, όποτε πραγματοποιείται υπερχείλιση, επιδιώκεται πάντοτε η λειτουργία των στροβίλων στην πλήρη παροχετευτικότητά τους). Το ποσοστό των χρονικών βημάτων κατά τα οποία επιτυγχάνεται ο στόχος παραγωγής ενέργειας αποτελεί μέτρο της αξιοπιστίας της υδροηλεκτρικής παραγωγής. Α. Ευστρατιάδης, Ν. Μαμάσης, και Δ. Κουτσογιάννης, Υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες 12

Μηνιαία παραγωγή ενέργειας (GWh) Αποτίμηση ενεργειακής επίδοσης Η αποτίμηση γίνεται με βάση την προσομοιωμένη χρονοσειρά παραγωγής ενέργειας, e t, με βάση την οποία εκτιμώνται: η αξιοπιστία κάλυψης της ενεργειακής ζήτησης (εκτιμάται εμπειρικά ως ποσοστό των χρονικών βημάτων για τα οποία ισχύει e t e * ) η παραγωγή ενέργειας πάνω από τον στόχο e * (δευτερεύουσα ενέργεια) η παραγωγή ενέργειας κάτω από τον στόχο e * (έλλειμμα ενέργειας) Κατατάσσοντας τη χρονοσειρά σε φθίνουσα σειρά, και αντιστοιχώντας μια πιθανότητα υπέρβασης σε κάθε τιμή, προκύπτει η καμπύλη διάρκειας-παραγωγής ενέργειας. Αν n είναι το μέγεθος της προσομοιωμένης χρονοσειράς, η εμπειρική πιθανότητα υπέρβασης της ταξινομημένης τιμής που βρίσκεται στη θέση i εκτιμάται από τη σχέση: p i = i / (n + 1) Με βάση την καμπύλης διάρκειας μπορεί να εκτιμηθεί η ενέργεια που εξασφαλίζεται για υψηλό (της τάξης του 95 έως 99%) επίπεδο αξιοπιστίας (πρωτεύουσα ενέργεια). 45.0 40.0 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 Πρωτεύουσα ενέργεια, για αξιοπιστία 95% Στόχος παραγωγής ενέργειας 0.0 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 Εμπειρική πιθανότητα υπέρβασης Α. Ευστρατιάδης, Ν. Μαμάσης, και Δ. Κουτσογιάννης, Υδροηλεκτρικοί ταμιευτήρες 13