Διαχείριση πολλαπλών ταμιευτήρων με το Open-MI

C. Makropoulos, E. Safiolea, A. Efstratiadis, E. Oikonomidou, V. Kaffes, C. Papathanasiou, and M. Mimikou, Multi-reservoir management with Open-MI, Proceedings of the 11th International Conference on Environmental Science and Technology, Chania, A, 788–795, Department of Environmental Studies, University of the Aegean, 2009.

[Διαχείριση πολλαπλών ταμιευτήρων με το Open-MI]

[doc_id=932]

[Αγγλικά]

Στο άρθρο εφαρμόζονται προχωρημένες τεχνικές ολοκλήρωσης που υποστηρίζονται από το πρότυπο Open Modeling Interface (OpenMI) για τη βελτιστοποίηση της κατανομής των υδατικών πόρων σε μια ταχέως αναπτυσσόμενη αγροτική περιοχή της Ελλάδας. Οι χρήσεις νερού σε μια αγροτική περιοχή επηρεάζονται σημαντικά από την αστική ανάπτυξη, τις αλλαγές στις αγροτικές πρακτικές και τις βιομηχανικές ανάγκες. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα σύνθετο υδατικό σύστημα, η βέλτιστη διαμόρφωση του οποίου απαιτεί συνδυασμό κατασκευαστικών και μη κατασκευαστικών προσεγγίσεων. Ακόμη, η αξιόπιστη λειτουργία του συστήματος ενδέχεται να τεθεί κάτω από σημαντική πίεση λόγω της τάσης αύξησης των ακραίων γεγονότων που σχετίζονται με δυνητικές κλιματικές αλλαγές που επηρεάζουν τη διαθεσιμότητα του καθαρού νερού. Για την αποτίμηση και βελτίωση της λειτουργίας του συστήματος, απαιτείται η σύζευξη μιας σειράς μοντέλων που ανταλλάσσουν δεδομένα σε πραγματικό χρόνο. Η προσέγγιση που παρουσιάζεται στο παρόν άρθρο χρησιμοποιεί το OpenMI (ένα ανοιχτού κώδικα πρότυπο, χωρίς πνευματικά δικαιώματα) για να διευκολύνει την άμεση, βήμα προς βήμα, επικοινωνία μοντέλων που προέρχονται από διαφορετικές πηγές, είναι γραμμένα σε διαφορετική γλώσσα προγραμματισμού και υποστηρίζουν σε διαφορετικές χρονικές και χωρικές αναλύσεις. Τα μοντέλα ενσωματώθηκαν στο OpenMI και έτρεξαν ταυτόχρονα, συνδεδεμένα (για την ανταλλαγή δεδομένων) σε κόμβους που προσδιορίζει ο χρήστης. Το ολοκληρωμένο σύστημα μοντέλων που προκύπτει ελέγχεται στο Υδατικό Διαμέρισμα Θεσσαλίας (Ελλάδα), όπου η αυξανόμενη ζήτηση νερού έχει γίνει συχνά αντικείμενο διαμάχης μεταξύ των ενδιαφερόμενων φορέων. Ως τυπικό παράδειγμα του τύπου των προβλημάτων που προκύπτουν στην περιοχή, σχεδιάστηκε, για την ικανοποίηση των υδατικών αναγκών της περιοχής μελέτης, ένα σύστημα δύο ταμιευτήρων, στους οποίους καταλήγουν οι εκροές διαφορετικών υπολεκανών. Ο κύριος ταμιευτήρας, αυτός του Σμοκόβου, είναι ένα πραγματικό έργο, που βρίσκεται ήδη σε λειτουργία, και είναι τοποθετημένο στη συμβολή δύο υδατορευμάτων που είναι παραπόταμοι του Πηνειού. Κατάντη του ταμιευτήρα Σμοκόβου, οι υδατικοί πόροι του ποταμού οφείλουν να ικανοποιήσουν μια σειρά αναγκών όπως περιβαλλοντικές παροχές, αυξανόμενες αρδευτικές ανάγκες, αυξανόμενες ανάγκες σε υδρευτικό νερό για τις τοπικές κοινότητες και ηλεκτροπαραγωγή. Ο δεύτερος ταμιευτήρας που εισάγεται στη μελέτη αφορά στη δυνητική αποκατάσταση της λίμνης Ξυνιάδας, ως μέσου βελτίωσης της συνολικής αντίστασης του υδατικού συστήματος σε ακραία γεγονότα και πιθανής μείωσης του κόστους (οικολογικού-οικονομικού) από την υδατική κατανάλωση στην περιοχή. Το ολοκληρωμένο σύστημα μοντελοποίησης περιλαμβάνει τρεις συνιστώσες που είναι συμβατές με το πρότυπο OpenMI: ένα μοντέλο ταμιευτήρα (RMM), ένα υδραυλικό μοντέλο που υποστηρίζει υποσυστήματα βροχής-απορροής (MIKE-11) και μια συνιστώσα που υλοποιεί κανόνες λειτουργίας πολλαπλών ταμιευτήρων. Τα μοντέλα προσαρμόστηκαν, βαθμονομήθηκαν και συνδέθηκαν ώστε να ανταλλάσουν, σε πραγματικό χρόνο, δεδομένα που διατέθηκαν από τη ΔΕΗ και το Υπουργείο Περιβάλλοντος. Η εφαρμογή του συστήματος έγινε με διαφορετικούς κανόνες λειτουργίας ώστε να αποτιμηθεί η αξιοπιστία του συνδυασμένου σχήματος ταμιευτήρων και να συγκριθεί με την υφιστάμενη διάταξη του ενός ταμιευτήρα, κάτω από διαφορετικούς στόχους. Με βάση την προκαταρκτική διερεύνηση, το άρθρο προτείνει κατευθυντήριες λύσεις και καταλήγει σε συμπεράσματα σχετικά με τον προσδιορισμό βασικών μελλοντικών προκλήσεων και ιδεών για μελλοντική ανάπτυξη.

PDF Πλήρες κείμενο (451 KB)

Εργασίες μας στις οποίες αναφέρεται αυτή η εργασία:

1. D. Koutsoyiannis, A. Efstratiadis, and G. Karavokiros, A decision support tool for the management of multi-reservoir systems, Journal of the American Water Resources Association, 38 (4), 945–958, doi:10.1111/j.1752-1688.2002.tb05536.x, 2002.
2. Δ. Κουτσογιάννης, Ν. Μαμάσης, Α. Κουκουβίνος, και Α. Ευστρατιάδης, Τελική έκθεση, Διερεύνηση σεναρίων διαχείρισης του ταμιευτήρα Σμοκόβου, Ανάδοχος: Τομέας Υδατικών Πόρων, Υδραυλικών και Θαλάσσιων Έργων – Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Τεύχος 4, 66 pages, Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος – Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Αθήνα, Ιούλιος 2008.

Άλλες εργασίες που αναφέρονται σ' αυτή την εργασία (αυτός ο κατάλογος μπορεί να μην είναι ενημερωμένος):

1. Fotopoulos, F., C. Makropoulos C., and M.A Mimikou, Flood forecasting in transboundary catchments using the Open Modeling Interface, Environmental Modelling and Software, 25(12), 1640-1649, 2010.
2. #Moe, S. J., L. J. Barkved, M. Blind, C.. Makropoulos, M. Vurro, S. Ekstrand, J. Rocha, M. Mimikou, and M. J. Ulstein, How can climate change be incorporated in river basin management plans under the WFD? Report from the EurAqua Conference 2008, 27 p., Norwegian Institute for Water Research, 2010.

Κατηγορίες: Εργασίες φοιτητών σε συνέδρια