ΔΠΜΣ «Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων» Παρουσίαση στα πλαίσια του μαθήματος: «Περιβαλλοντικές Επιπτώσεις από Υδραυλικά Έργα» Φιλοπεριβαλλοντικές πολιτικές και ανάπτυξη υδατικών πόρων: Το παράδειγμα του ταμιευτήρα Πλαστήρα Ανδρέας Ευστρατιάδης, Δρ. Πολιτικός Μηχανικός Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος Μάιος 2012
Περιβάλλον και ανάπτυξη υδατικών πόρων: Σύγκρουση, σύνθεσηήουτοπία; Προστασία περιβάλλοντος (βιωσιμότητα) Στρατηγική Ε (μη εφικτή, «ουτοπική») Στρατηγική Α (ακραία «οικολογική») Στρατηγική Δ («υποβέλτιστη») Στρατηγική Γ (ενδιάμεση, συμβιβαστική) Στρατηγική Β (ακραία «αναπτυξιακή») Εκμετάλλευση φυσικών πόρων (οικονομικό όφελος) Α. Ευστρατιάδης, Φιλο περιβαλλοντικές πολιτικές & ανάπτυξη Το παράδειγμα του ταμιευτήρα Πλαστήρα 2
Το υδροσυστήμα της λίμνης Πλαστήρα Λεκάνη απορροής: έκταση 161.3 km 2 μέσο υψόμετρο 1459 m μέση ετήσια καθαρή απορροή 147 hm 3 ισοδύναμο ύψος 1029 mm (υπολεκάνη Αχελώου) Τουρισμός Ύδρευση, άρδευση, παραγωγή ενέργειας Φράγμα και ταμιευτήρας: τοξωτό φράγμα, ύψους 83 m στάθμη υδροληψίας +776 m στάθμη υπερχείλισης +792 m ωφέλιμη χωρητικότητα 286 hm 3 μέγιστη επιφάνεια 25 km 2 ΥΗΣ σταθμός: εγκατεστημένη ισχύς 130 MW ύψος πτώσης 577 m Α. Ευστρατιάδης, Φιλο περιβαλλοντικές πολιτικές & ανάπτυξη Το παράδειγμα του ταμιευτήρα Πλαστήρα 3
Ιστορικό λειτουργίας ταμιευτήρα: (α) Κατανομή μηνιαίων εκροών Μέση µηνιαία απόληψη (hm3) 40.0 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 1960-1985 1986-2010 Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Συμπέρασμα: Τα τελευταία 25 χρόνιαυπάρχειμιασαφήςαλλαγήστηδιαχείρισητων εκροών, οι οποίες πλέον συγκεντρώνονται την αρδευτική περίοδο, ενώ τους υπόλοιπους μήνες εκροές πραγματοποιούνται πρακτικά μόνο για ύδρευση. Ερώτημα: Αφού, σε κάθε περίπτωση, οι αρδευτικές εκροές διέρχονται από τους υδροστροβίλους, γιατί μειώνεται η αξία της παραγόμενης ενέργειας; Α. Ευστρατιάδης, Φιλο περιβαλλοντικές πολιτικές & ανάπτυξη Το παράδειγμα του ταμιευτήρα Πλαστήρα 4
Ιστορικό λειτουργίας ταμιευτήρα: (β) Ετήσια διακύμανση ελάχιστης στάθμης 790 Ελάχιστη στάθµη έτους (m) 788 786 784 782 780 778 776 1961-62 1964-65 1967-68 1970-71 1973-74 1976-77 1979-80 1982-83 1985-86 1988-89 1991-92 1994-95 1997-98 2000-01 2003-04 2006-07 Υδροληψία +776 m Συμπέρασμα: Η έντονη διακύμανση της στάθμης, και ειδικότερα η διατήρησή της σε χαμηλά επίπεδα επί μακρό χρονικό διάστημα, έχουν ως αποτέλεσμα την αλλοίωση της φυσιογνωμίας του τοπίου και την υποβάθμιση της ποιότητας του νερού, εξαιτίας της ανάπτυξης φαινομένων ευτροφισμού (κυρίως σε στάθμες μικρότερες από +785 m). Ερώτημα: Δεν είναι αναμενόμενη η διακύμανση της στάθμης σε έναν ταμιευτήρα; Α. Ευστρατιάδης, Φιλο περιβαλλοντικές πολιτικές & ανάπτυξη Το παράδειγμα του ταμιευτήρα Πλαστήρα 5
Ιστορικό λειτουργίας ταμιευτήρα: (γ) Ετήσια διακύμανση εισροών εκροών 350 300 250 Ετήσιες εισροές (hm3) Ετήσιες εκροές (hm3) 200 150 100 50 0 1961-62 1964-65 1967-68 1970-71 1973-74 1976-77 1979-80 1982-83 1985-86 1988-89 1991-92 1994-95 1997-98 2000-01 2003-04 2006-07 Συμπέρασμα: Οι ετήσιες εισροές και εκροές του ταμιευτήρα είναι έντονα συσχετισμένες, με άλλα λόγια υπάρχει άμεση εξάρτηση των απολήψεων από τις τρέχουσες υδρολογικές συνθήκες (αυξημένες εκροές τα υγρά χρόνια, μειωμένες τα ξηρά). Ερώτημα: Τι επιπτώσεις έχει η αλλαγή του ρόλου ενός μεγάλου ταμιευτήρα, από έργο υπερετήσιας ρύθμισης σε έργο εποχιακής ρύθμισης των εισροών; Α. Ευστρατιάδης, Φιλο περιβαλλοντικές πολιτικές & ανάπτυξη Το παράδειγμα του ταμιευτήρα Πλαστήρα 6
Προς μια ορθολογική διαχειριστική πολιτική: Σκοπός και παραδοχές Κεντρικός στόχος: Αναζήτηση ενός εύλογου συμβιβασμού μεταξύ των αντικρουόμενων χρήσεων νερού και περιορισμών που διέπουν τη διαχείριση των υδατικών πόρων του ταμιευτήρα. Προϋπόθεση: Διατύπωση μιας επιστημονικά τεκμηριωμένης, ρεαλιστικής, εύκολα αντιληπτής και εύκολα (και άμεσα) υλοποιήσιμης πολιτικής λειτουργίας του ταμιευτήρα. Πλαίσιο παραδοχών: Αναζήτηση ενός ελάχιστου ορίου στάθμης, κάτω από το οποίο θα απαγορεύεται η πραγματοποίηση απολήψεων για κάθε άλλη χρήση νερού πλην της ύδρευσης. Αναζήτηση μιας σταθερής ετήσιας ποσότητας νερού που θα δίνεται κατά την αρδευτική περίοδο, και η οποία θα είναι διαθέσιμη με δεδομένο επίπεδο αξιοπιστίας. Μεθοδολογία: Διερεύνηση της σχέσης μεταξύ ελάχιστης στάθμης, ετήσιας αρδευτικής απόληψης και αξιοπιστίας, ώστε να προκύψουν εναλλακτικές διαχειριστικές πολιτικές προς διαβούλευση. Α. Ευστρατιάδης, Φιλο περιβαλλοντικές πολιτικές & ανάπτυξη Το παράδειγμα του ταμιευτήρα Πλαστήρα 7
Προς μια ορθολογική διαχειριστική πολιτική: Δεδομένα εισόδου: Μηνιαία προσομοίωση ταμιευτήρα Χαρακτηριστικά μεγέθη ταμιευτήρα Χρονοσειρά υδρολογικών εισροών (1000 έτη, συνθετικά δεδομένα) Μηνιαία ζήτηση νερού για ύδρευση (22.8 hm 3 κάθε έτος) Ελάχιστη στάθμη αρδευτικών απολήψεων Μηνιαία κατανομή αρδευτικών αναγκών (σταθερό ποσοστό ανά μήνα) Μεταβλητή ελέγχου: Στόχος ετήσιας απόληψης νερού για άρδευση (σταθερή κάθε έτος) Δεδομένα εξόδου: Προσομοιωμένη χρονοσειρά εκροών για ύδρευση και άρδευση Προσομοιωμένη διακύμανση στάθμης και αποθέματος Ετήσια αξιοπιστία ικανοποίησης αρδευτικής ζήτησης (= πλήθος μη ελλειμματικών ετών / συνολικό πλήθος προσομοιωμένων ετών) Ζητούμενο (για διάφορα σενάρια ελάχιστης στάθμης): Προσδιορισμός της ετήσιας αρδευτικής απόληψης, με την οποία εξασφαλίζεται συγκεκριμένο επίπεδο αξιοπιστίας (80 και 90%) Πρόβλημα στοχαστικής προσομοίωσης βελτιστοποίησης Α. Ευστρατιάδης, Φιλο περιβαλλοντικές πολιτικές & ανάπτυξη Το παράδειγμα του ταμιευτήρα Πλαστήρα 8
Προς μια ορθολογική διαχειριστική πολιτική: Σχέση ελάχιστης στάθμης απόληψης Ελάχιστη στάθµη αρδευτικών εκροών (m) 790 788 786 784 782 780 778 776 Περιοχή υποβέλτιστων πολιτικών διαχείρισης Αξιοπιστία 90% Αξιοπιστία 80% 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 Περιοχήμηεφικτών πολιτικών διαχείρισης «Μέτωπο» βέλτιστων πολιτικών διαχείρισης (α = 90%) Ετήσια αρδευτική και υδρευτική ζήτηση (hm 3 ) Συμπέρασμα: Για εύρος διακύμανσης του περιορισμού ελάχιστης στάθμης αρδευτικών εκροών από +784 m(αποδεκτό όριο) έως +786 m(επιθυμητό όριο), εξασφαλίζονται από 127.5 έως 117.3 hm 3 νερού ετησίως, με επίπεδο αξιοπιστίας 90%. Ερώτημα: Πώς επαληθεύεται η ορθολογικότητα της προτεινόμενης πολιτικής; Α. Ευστρατιάδης, Φιλο περιβαλλοντικές πολιτικές & ανάπτυξη Το παράδειγμα του ταμιευτήρα Πλαστήρα 9
Σύγκριση «θεωρίας» και πράξης: Αρδευτικές εκροές περιόδου 2002 2009 Παρατηρηµένη Προσοµοιωµένη (στάθµη +784 m) Προσοµοιωµένη (στάθµη +786 m) 160 140 Ετήσια αρδευτική εκροή (hm3) 120 100 80 60 40 20 Προσομοίωση ταμιευτήρα με βάση τις ιστορικές εισροές, για δεδομένα όρια ελάχιστης στάθμης και αρδευτική ζήτηση 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Θεωρία: Ο στόχος των ετήσιων αρδευτικών απολήψεων από 116.7 έως 94.6 hm 3, για όρια ελάχιστης στάθμης από +784 έως +786 m, θα είχε επιτευχθεί επτά από τα οκτώ έτη. Πράξη: Οι ποσότητες που δόθηκαν για άρδευση κυμάνθηκαν από 50.5 έως 146.6 hm 3. Ερώτημα: Πόσο εφικτός είναι ο προγραμματισμός της γεωργικής παραγωγής, με το υφιστάμενο καθεστώς (μη) διαχείρισης; Α. Ευστρατιάδης, Φιλο περιβαλλοντικές πολιτικές & ανάπτυξη Το παράδειγμα του ταμιευτήρα Πλαστήρα 10
Πώς θα είχε εξελιχθεί η ιστορία της λίμνης; (α) Ελάχιστηστάθμηλειτουργίας+784 m, στόχος ετήσιας εκροής 127.5 hm 3 792 790 Παρατηρηµένη Προσοµοιωµένη (στάθµη απολήψεων +784 m) Στάθηµ ταµιευτήρα (m) 788 786 784 782 780 778 776 Oct-61 Oct-64 Oct-67 Oct-70 Oct-73 Oct-76 Oct-79 Oct-82 Oct-85 Oct-88 Oct-91 Oct-94 Oct-97 Oct-00 Oct-03 Oct-06 Oct-09 Α. Ευστρατιάδης, Φιλο περιβαλλοντικές πολιτικές & ανάπτυξη Το παράδειγμα του ταμιευτήρα Πλαστήρα 11
Πώς θα είχε εξελιχθεί η ιστορία της λίμνης; (β) Ελάχιστη στάθμη λειτουργίας +786 m, στόχος ετήσιας εκροής 117.3 hm 3 792 790 Παρατηρηµένη Προσοµοιωµένη (στάθµη απολήψεων +786 m) 788 786 784 782 780 778 776 Oct-61 Oct-64 Oct-67 Oct-70 Oct-73 Oct-76 Oct-79 Oct-82 Oct-85 Oct-88 Oct-91 Oct-94 Oct-97 Oct-00 Oct-03 Oct-06 Oct-09 Στάθηµ ταµιευτήρα (m) Α. Ευστρατιάδης, Φιλο περιβαλλοντικές πολιτικές & ανάπτυξη Το παράδειγμα του ταμιευτήρα Πλαστήρα 12
Τελικές (απαισιόδοξες) σκέψεις Τυπικό έργο μεγάλης κλίμακας της μεταπολεμικής Ελλάδας (πλήρης εκτροπή ενός εκ των παραποτάμων του Αχελώου), που σχεδιάστηκε με την τότε νοοτροπία του «η ανάπτυξη υπέρ πάντων». Στην πραγματικότητα, ποτέτοέργοδενλειτούργησεκατάτονβέλτιστο τρόπο έστω και προς μια μονομερή αναπτυξιακή κατεύθυνση. Η μετατροπή του ταμιευτήρα σε πόλο τουριστικής έλξης, σε συνδυασμό με τα πρόσφατα προβλήματα που παρουσιάστηκαν στην ποιότητα του υδρευτικού νερού στην Καρδίτσα, ώθησαν στην αναζήτηση μιας πιο φιλοπεριβαλλοντικής πολιτικής λειτουργίας του έργου. Η μελέτη που εκπόνησε το ΕΜΠ την περίοδο 2001 02 ανέδειξε τις δυνατότητες αναζήτησης πρόσφορων διαχειριστικών πολιτικών, που συμβάλλουν στην ορθολογική αξιοποίηση των υδατικών πόρων, αλλά ταυτόχρονα εξασφαλίζουν υψηλό επίπεδο προστασίας της ποιότητας του νερού και της αισθητικής του τοπίου. Οι κάθε μορφής συγκρούσεις συμφερόντων, δεν επέτρεψαν τη σύνθεση ενός συμβιβαστικού πλαισίου λειτουργίας του ταμιευτήρα, καθιστώντας ουτοπία την υλοποίηση μιας ορθολογικής διαχειριστικής πολιτικής. Α. Ευστρατιάδης, Φιλο περιβαλλοντικές πολιτικές & ανάπτυξη Το παράδειγμα του ταμιευτήρα Πλαστήρα 13
Περισσότερες πληροφορίες Christofides, A., A. Efstratiadis, D. Koutsoyiannis, G. F. Sargentis, and K. Hadjibiros, Resolving conflicting objectives in the management of the Plastiras Lake: can we quantify beauty?, Hydrology and Earth System Sciences, 9(5), 507 515, 2005. Efstratiadis, A., and K. Hadjibiros, Can an environment friendly management policy improve the overall performance of an artificial lake? Analysis of a multipurpose dam in Greece, Environmental Science and Policy, 14(8), 1151 1162, doi:10.1016/j.envsci.2011.06.001, 2011. Efstratiadis, A., D. Koutsoyiannis, K. Hadjibiros, A. Andreadakis, A. Stamou, A. Katsiri, G. F. Sargentis, and A. Christofides, A multicriteria approach for the sustainable management of the Plastiras reservoir, Greece, EGS AGU EUG Joint Assembly, Geophysical Research Abstracts, Vol. 5, Nice, European Geophysical Society, 2003. Hadjibiros, K., A. Katsiri, A. Andreadakis, D. Koutsoyiannis, A. Stamou, A. Christofides, A. Efstratiadis, and G. F. Sargentis, Multi criteria reservoir water management, Global Network for Environmental Science and Technology, 7(3), 386 394, 2005. Hadjibiros, K., D. Koutsoyiannis, A. Katsiri, A. Stamou, A. Andreadakis, G. F. Sargentis, A. Christofides, A. Efstratiadis, and A. Valassopoulos, Management of water quality of the Plastiras reservoir, 4th International Conference on Reservoir Limnology and Water Quality, Ceske Budejovice, Czech Republic, 2002. Stamou, A.I., K. Hadjibiros, A. Andreadakis, and A. Katsiri, Establishing minimum water level for Plastiras reservoir (Greece) combining water quality modelling with landscape aesthetics, Environmental Modeling and Assessment, 12(3), 157 170, 2007. Χατζημπίρος, Κ., Δ. Κουτσογιάννης, Α. Ανδρεαδάκης, Α. Κατσίρη, Α. Στάμου, Α. Βαλασσόπουλος, Α. Ευστρατιάδης, Ι. Κατσίρης, Μ. Καπετανάκη, Α. Κουκουβίνος, Ν. Μαμάσης, Κ. Νουτσόπουλος, Γ. Φ. Σαργέντης, και Α. Χριστοφίδης, Συνοπτική έκθεση, Διερεύνηση των δυνατοτήτων διαχείρισης και προστασίας της ποιότητας της Λίμνης Πλαστήρα, Τεύχος 1, 23 σελίδες, Τομέας Υδατικών Πόρων, Υδραυλικών και Θαλάσσιων Έργων Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Αθήνα, Μάρτιος 2002. Ιστοσελίδα ερευνητικού έργου «Διερεύνηση των δυνατοτήτων διαχείρισης και προστασίας της ποιότητας της Λίμνης Πλαστήρα»: http://itia.ntua.gr/el/projinfo/77/ Α. Ευστρατιάδης, Φιλο περιβαλλοντικές πολιτικές & ανάπτυξη Το παράδειγμα του ταμιευτήρα Πλαστήρα 14