Διονύσιος Νικολόπουλος

Πολιτικός Μηχανικός, Υποψήφιος Δρ.

Συμμετοχή σε ερευνητικά έργα

Συμμετοχή ως ερευνητής

  1. Συντήρηση, αναβάθμιση και επέκταση του Συστήματος Υποστήριξης Αποφάσεων για την διαχείριση του υδροδοτικού συστήματος της ΕΥΔΑΠ

Δημοσιευμένο έργο

Publications in scientific journals

  1. K. Risva, D. Nikolopoulos, A. Efstratiadis, and I. Nalbantis, A framework for dry period low flow forecasting in Mediterranean streams, Water Resources Management, doi:10.1007/s11269-018-2060-z, 2018.
  2. C. Makropoulos, D. Nikolopoulos, L. Palmen, S. Kools, A. Segrave, D. Vries, S. Koop, H. J. van Alphen, E. Vonk, P. van Thienen, E. Rozos, and G. Medema, A resilience assessment method for urban water systems, Urban Water Journal, doi:10.1080/1573062X.2018.1457166, 2018.
  3. K. Risva, D. Nikolopoulos, A. Efstratiadis, and I. Nalbantis, A simple model for low flow forecasting in Mediterranean streams, European Water, 57, 337–343, 2017.

Book chapters and fully evaluated conference publications

  1. Π. Δήμας, Δ. Μπουζιώτας, Δ. Νικολόπουλος, Α. Ευστρατιάδης, και Δ. Κουτσογιάννης, Πλαίσιο βέλτιστης διαχείρισης υδροηλεκτρικών ταμιευτήρων μέσω άντλησης-ταμίευσης: Διερεύνηση στην περίπτωση των υδροσυστημάτων Αχελώου-Θεσσαλίας και Αλιάκμονα, Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Φραγμάτων και Ταμιευτήρων, Αίγλη Ζαππείου, Ελληνική Επιτροπή Μεγάλων Φραγμάτων, Αθήνα, 2017.
  2. K. Risva, D. Nikolopoulos, A. Efstratiadis, and I. Nalbantis, A simple model for low flow forecasting in Mediterranean streams, 10th World Congress on Water Resources and Environment "Panta Rhei", Athens, European Water Resources Association, 2017.

Conference publications and presentations with evaluation of abstract

  1. D. Nikolopoulos, A. Efstratiadis, G. Karavokiros, N. Mamassis, and C. Makropoulos, Stochastic simulation-optimization framework for energy cost assessment across the water supply system of Athens, European Geosciences Union General Assembly 2018, Geophysical Research Abstracts, Vol. 20, Vienna, EGU2018-12290, European Geosciences Union, 2018.
  2. K. Risva, D. Nikolopoulos, A. Efstratiadis, and I. Nalbantis, Low-flow analysis in Mediterranean basins, European Geosciences Union General Assembly 2018, Geophysical Research Abstracts, Vol. 20, Vienna, EGU2018-18880, European Geosciences Union, 2018.
  3. E. Rozos, D. Nikolopoulos, A. Efstratiadis, A. Koukouvinos, and C. Makropoulos, Flow based vs. demand based energy-water modelling, European Geosciences Union General Assembly 2015, Geophysical Research Abstracts, Vol. 17, Vienna, EGU2015-6528, European Geosciences Union, 2015.
  4. A. Koukouvinos, D. Nikolopoulos, A. Efstratiadis, A. Tegos, E. Rozos, S.M. Papalexiou, P. Dimitriadis, Y. Markonis, P. Kossieris, H. Tyralis, G. Karakatsanis, K. Tzouka, A. Christofides, G. Karavokiros, A. Siskos, N. Mamassis, and D. Koutsoyiannis, Integrated water and renewable energy management: the Acheloos-Peneios region case study, European Geosciences Union General Assembly 2015, Geophysical Research Abstracts, Vol. 17, Vienna, EGU2015-4912, doi:10.13140/RG.2.2.17726.69440, European Geosciences Union, 2015.
  5. E. Anagnostopoulou, A. Galani, P. Dimas, A. Karanasios, T. Mastrotheodoros, E. Michailidi, D. Nikolopoulos, S. Pontikos, F. Sourla, A. Chazapi, S.M. Papalexiou, and D. Koutsoyiannis, Record breaking properties for typical autocorrelation structures, European Geosciences Union General Assembly 2013, Geophysical Research Abstracts, Vol. 15, Vienna, EGU2013-4520, doi:10.13140/RG.2.2.20420.22400, European Geosciences Union, 2013.

Academic works

  1. Δ. Νικολόπουλος, Ανάπτυξη μοντέλου συνδυασμένης διαχείρισης λεκανών απορροής Αχελώου και Πηνειού, Διπλωματική εργασία, 214 pages, Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος – Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Μάρτιος 2015.

Research reports

  1. Α. Κουκουβίνος, Α. Ευστρατιάδης, Δ. Νικολόπουλος, Χ. Τύραλης, Α. Τέγος, Ν. Μαμάσης, και Δ. Κουτσογιάννης, Πιλοτική εφαρμογή στο σύστημα Αχελώου-Θεσσαλίας, Συνδυασμένα συστήματα ανανεώσιμων πηγών για αειφoρική ενεργειακή ανάπτυξη (CRESSENDO), 98 pages, Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος – Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Οκτώβριος 2015.

Ανάλυση ερευνητικών έργων

Συμμετοχή ως ερευνητής

  1. Συντήρηση, αναβάθμιση και επέκταση του Συστήματος Υποστήριξης Αποφάσεων για την διαχείριση του υδροδοτικού συστήματος της ΕΥΔΑΠ

    Περίοδος εκτέλεσης: Οκτώβριος 2008–Νοέμβριος 2011

    Προϋπολογισμός: €72 000

    Project director: Ν. Μαμάσης

    Κύριος ερευνητής: Δ. Κουτσογιάννης

    Το ερευνητικό έργο περιλαμβάνει την αναβάθμιση, συντήρηση και επέκταση του Συστήματος Υποστήριξης Αποφάσεων (ΣΥΑ) που ανέπτυξε το ΕΜΠ για την ΕΥΔΑΠ στα πλαίσια του ερευνητικού έργου Εκσυγχρονισμός της εποπτείας και διαχείρισης του συστήματος των υδατικών πόρων ύδρευσης της Αθήνας (1999-2003). Οι εργασίες αφορούν (α) στη Βάση Δεδομένων (αναβάθμιση λογισμικού, διαχείριση χρονοσειρών ποιοτικών παραμέτρων), (β) στο μετρητικό δίκτυο (επέκταση-βελτίωση- συντήρηση, εκτίμηση απωλειών υδραγωγείων), (γ) στην αναβάθμιση λογισμικού διαχείρισης δεδομένων και την προσθήκη αυτόματης επεξεργασίας τηλεμετρικών δεδομένων, (δ) στο λογισμικό Υδρονομέας (επικαιροποίηση του μοντέλου του υδροσυστήματος, επέκταση του μοντέλου προσομοίωσης και βελτιστοποίησης, αναβάθμιση λειτουργικών χαρακτηριστικών λογισμικού), (ε) σε υδρολογικές αναλύσεις (συλλογή και επεξεργασία δεδομένων, επικαιροποίηση χαρακτηριστικών υδρολογικών μεγεθών) και (στ) στα ετήσια διαχειριστικά σχέδια (υποστήριξη στην εκπόνηση).

Ανάλυση δημοσιευμένου έργου

Publications in scientific journals

  1. K. Risva, D. Nikolopoulos, A. Efstratiadis, and I. Nalbantis, A framework for dry period low flow forecasting in Mediterranean streams, Water Resources Management, doi:10.1007/s11269-018-2060-z, 2018.

    [Πλαίσιο πρόγνωσης χαμηλών ροών ξηρής περιόδου σε Μεσογειακά υδατορεύματα]

    Στόχος του άρθρου είναι να παράσχει ένα απλό και αποτελεσματικό εργαλείο μακροπρόθεσμης πρόγνωσης των χαμηλών ροών (έως και έξη μήνες μετά), με τις ελάχιστες απαιτήσεις σε δεδομένα, ήτοι παρατηρήσεις παροχών που λαμβάνονται στο πέρας της υγρής περιόδου (το πρώτο μισό του Απριλίου, για την περιοχή της Μεσογείου). Καρδιά του μεθοδολογικού πλαισίου είναι η εξίσωση εκθετικής μείωσης, ενώ η τυπική προσέγγιση βαθμονόμησης του μοντέλου μέσω διαχωρισμού του δείγματος (split-sample), που είναι γνωστό ότι υποφέρει από την εξάρτησή της από το δείγμα δεδομένων της βαθμονόμησης, εμπλουτίζεται εισάγοντας μια διαδικασία βαθμονόμησης τυχαία επιλεγμένων πολλαπλών υπο-δειγμάτων (Randomly Selected Multiple Subsets, RSMS). Ακόμη, εισάγουμε και εφαρμόζουμε ένα τροποποιημένο μέτρο αποτελεσματικότητας, καθώς στο παρόν παλίσιο μοντελοποίησης το κλασικό μέτρο Nash-Sutcliffe οδηγεί γενικά σε μη ρεαλιστικά υψηλή επίδοση. Το προτεινόμενο πλαίσιο αξιολογείται σε 25 Μεσογειακά ποτάμια διαφορετικής κλίμακας και υδρολογικής δυναμικής, στα οποία περιλαμβάνονται και υδατορεύματα διαλείπουσας δίαιτας. Αρχικά, στο πρωτογενές υδρογράφημα εφαρμόζονται τεχνικές επεξεργασίας σήματος και εξομάλυνσης δεδομένων, φιλτράρονται μέσω τεχνικών επεξεργασίας σήματος, ώστε να αποκοπούν οι υψηλές ροές που οφείλονται σε πλημμυρικά επεισόδια που πραγματοποιούνται κατά τις ξηρές περιόδους, επιτρέποντας έτσι τη διατήρηση της πτωτικής μορφής της συνιστώσας της βασικής ροής. Στη συνέχεια, εφαρμόζουμε το μοντέλο γραμμικού ταμιευτήρα ώστε να εξάγουμε τον μεταβλητό ανά έτος συντελεστή στείρευσης, και επιχειρούμε να εξηγήσουμε τη διάμεσο τιμή του (από ένα πλήθος ετών) στη βάση τυπικών υδρολογικών δεικτών και της έκτασης της λεκάνης απορροής. Ακολούθως, εκτελούμε το μοντέλο σε μορφή πρόγνωσης, θεωρώντας ότι ο συντελεστής στείρευσης κάθε επόμενης ξηρής περιόδου είναι γραμμική συνάρτηση της παρατηρημένης παροχής στο πέρας της υγρής περιόδου. Στις περισσότερες από τις εξεταζόμενες λεκάνες, το μοντέλο παρουσιάζει πολύ ικανοποιητική προγνωστική ικανότητα, και, ακόμη, είναι εύρωστο, όπως καταδεικνύεται από την περιορισμένη μεταβλητότητα των βελτιστοποιημένων παραμέτρων στα τυχαία μεταβαλλόμενα δείγματα βαθμονόμησης.

    Πλήρες κείμενο: http://www.itia.ntua.gr/el/getfile/1861/2/documents/Risva2018_Article.pdf (2276 KB)

  1. C. Makropoulos, D. Nikolopoulos, L. Palmen, S. Kools, A. Segrave, D. Vries, S. Koop, H. J. van Alphen, E. Vonk, P. van Thienen, E. Rozos, and G. Medema, A resilience assessment method for urban water systems, Urban Water Journal, doi:10.1080/1573062X.2018.1457166, 2018.

  1. K. Risva, D. Nikolopoulos, A. Efstratiadis, and I. Nalbantis, A simple model for low flow forecasting in Mediterranean streams, European Water, 57, 337–343, 2017.

    [Φειδωλό μοντέλο για την πρόβλεψη των χαμηλών ροών σε Mεσογειακά υδατορεύματα]

    Η περίοδος χαμηλών απορροών ενός ποταμού εμφανίζεται συνήθως εποχιακά στις ξηρές περιόδους και συχνά συνοδεύεται από αυξημένες ανάγκες σε νερό. Λόγω της περιορισμένης διαθεσιμότητας, συχνά προκαλεί ποικίλα διαχειριστικά προβλήματα. Η εργασία στοχεύει στην υλοποίηση αποτελεσματικών και επιχειρησιακά εφαρμόσιμων εργαλείων για την πρόβλεψη χαμηλών ροών. Η μεθοδολογία βασίζεται στην υιοθέτηση μοντέλου με μορφή εκθετικής μείωσης για την καμπύλη στείρευσης. Ως τιμή εκκίνησης χρησιμοποιείται ένα στατιστικό χαρακτηριστικό των ροών προ της ξηρής περιόδου. Ο ρυθμός στείρευσης εκφράζεται ως γραμμική συνάρτηση της τιμής εκκίνησης. Οι παράμετροι της συνάρτησης είναι σταθερές στο χρόνο και βαθμονομούνται σε δεδομένα που αντι-προσωπεύουν την συνιστώσα των χαμηλών ροών στα ολικά υδρογραφήματα. Χρησιμοποιούνται ημερήσιες χρονοσειρές από τον Αχελώου στην Ελλάδα, τον Ξερό και τη Περιστερώνα στην Κύπρο και τον Salso στην Ιταλία. Τα ολικά υδρογραφήματα φιλτράρονται με τεχνικές επεξεργασίας σήματος ώστε να αφαιρεθεί η επίδραση των πλημμυρικών γεγονότων κατά τις ξηρές περιόδους. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι είναι δυνατόν να προκύψουν ικανοποιητικές προβλέψεις χαμηλών ροών για Mεσογειακές λεκάνες με διαφορετικό υδρολογικό καθεστώς.

    Πλήρες κείμενο: http://www.itia.ntua.gr/el/getfile/1753/1/documents/EW_2017_57_47.pdf (859 KB)

    Βλέπε επίσης: http://www.ewra.net/ew/pdf/EW_2017_57_47.pdf

Book chapters and fully evaluated conference publications

  1. Π. Δήμας, Δ. Μπουζιώτας, Δ. Νικολόπουλος, Α. Ευστρατιάδης, και Δ. Κουτσογιάννης, Πλαίσιο βέλτιστης διαχείρισης υδροηλεκτρικών ταμιευτήρων μέσω άντλησης-ταμίευσης: Διερεύνηση στην περίπτωση των υδροσυστημάτων Αχελώου-Θεσσαλίας και Αλιάκμονα, Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Φραγμάτων και Ταμιευτήρων, Αίγλη Ζαππείου, Ελληνική Επιτροπή Μεγάλων Φραγμάτων, Αθήνα, 2017.

    Περιγράφεται μια ολιστική προσέγγιση για τη διαχείριση σύνθετων συστημάτων ταμιευτήρων, οι οποίοι εξυπηρετούν πολλαπλούς και, συχνά, αντικρουόμενους στόχους, όπως είναι η παραγωγή ενέργειας και η κάλυψη αρδευτικών/ υδρευτικών ή άλλων αναγκών. Η εν λόγω διαδικασία είναι κατά κανόνα πολύπλοκη λόγω του στοχαστικού χαρακτήρα των υδρομετεωρολογικών διεργασιών, αλλά και της έντονα μη γραμμικής δυναμικής των συστημάτων υδροηλεκτρικών ταμιευτήρων. Για να αντιμετωπιστεί η έντονη μεταβλητότητα της ανανεώσιμης ενεργειακής παραγωγής (υδροηλεκτρικής και κάθε μορφής) προτείνεται η εφαρμογή της τεχνολογίας της αντλησης-ταμίευσης. Για την εύρεση βέλτιστων σχημάτων διαχείρισης του συστήματος γίνεται χρήση του μεθοδολογικού πλαισίου «παραμετροποίηση-στοχαστική προσομοίωση-βελτιστοποίηση», όπως υλοποιείται στο λογισμικό Υδρονομέας. Στόχος των αναλύσεων είναι η αποτίμηση της ικανότητας παραγωγής εγγυημένης ενέργειας με συγκεκριμένο επίπεδο αξιοπιστίας και το συνεπαγόμενο οικονομικό όφελος μέσω της εφαρμογής του προτεινόμενου μεθοδολογικού πλαισίου σε δύο εκ των μεγαλύτερων και πλέον σύνθετων υδροσυστημάτων του Ελληνικού χώρου (Αχελώου-Θεσσαλίας και Αλιάκμονα). Επιπλέον, επισημαίνεται η δυνατότητα που προσφέρει η τεχνολογία άντλησης-ταμίευσης σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας με σημαντική μεταβλητότητα, όπως η αιολική, για περαιτέρω διείσδυση στο ενεργειακό μείγμα.

    Πλήρες κείμενο: http://www.itia.ntua.gr/el/getfile/1747/1/documents/fragmata2017.pdf (1070 KB)

    Συμπληρωματικό υλικό:

  1. K. Risva, D. Nikolopoulos, A. Efstratiadis, and I. Nalbantis, A simple model for low flow forecasting in Mediterranean streams, 10th World Congress on Water Resources and Environment "Panta Rhei", Athens, European Water Resources Association, 2017.

    [Απλό μοντέλο πρόγνωσης των χαμηλών παροχών σε Μεσογειακά υδατορεύματα]

    Οι χαμηλές ροές συνήθως πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια των ξηρών εποχών κάθε έτους. Αυτές συχνά συμπίπτουν με αυξημένες ζητήσεις νερού, το οποίο προκαλεί πολλαπλά προβλήματα στη διαχείριση των υδατικών πόρων. Το άρθρο αυτό αναζητά απλά πλην όμως αποτελεσματικά εργαλεία πρόγνωσης των χαμηλών παροχών, τα οποία είναι εύκολα εφαρμόσιμα, με αποδοχή ενός μοντέλου εκθετικής μείωσης για την καμπύλη στείρευσης της ροής. Ο καθορισμός της παροχής έναρξης γίνεται με βάση τη στατιστική συμπεριφορά των παροχών που προηγούνται της έναρξης της ξηρής περιόδου, χρησιμοποιώντας, για παράδειγμα, την ελάχιστη παροχή των αρχών Απριλίου. Από την άλλη πλευρά, ο ρυθμός μείωσης (παράμετρος στείρευσης) θεωρείται γραμμική συνάρτηση της παροχής έναρξης. Οι δύο παράμετροι της συνάρτησης είναι ανεξάρτητες του χρόνου, και βελτιστοποιούνται με βάση χρονοσειρές αναφοράς που αντιπροσωπεύουν τη συνιστώσα των χαμηλών ρών των παρατηρημένων υδρογραφημάτων. Η μεθοδολογία εφαρμόζεται στις λεκάνες απορροής του Αχελώου (Ελλάδα), Ξερού και Περιστρώνας, (Κύπρος), και Σάλσο (Ιταλία). Τα πρωτογενή δεδομένα εξομαλύνονται μέσω μιας απλής τεχνικής επεξεργασίας σήματος, που απομακρύνει τις επιδράσεις των πλημμυρικών γεγονότων που πραγματοποιούνται την ξηρή περίοδο, επιτρέποντας έτσι τη διατήρηση της εκθετικής μορφής της καμπύλης στείρευσης της ροής. Τα αποτελέσματα δείχουν ότι είναι δυνατή η ικανοποιητική πρόγνωση των χαμηλών παροχών σε Μεσογειακές λεκάνες με διαφορετική υδρολογική συμπεριφορά.

    Συμπληρωματικό υλικό:

Conference publications and presentations with evaluation of abstract

  1. D. Nikolopoulos, A. Efstratiadis, G. Karavokiros, N. Mamassis, and C. Makropoulos, Stochastic simulation-optimization framework for energy cost assessment across the water supply system of Athens, European Geosciences Union General Assembly 2018, Geophysical Research Abstracts, Vol. 20, Vienna, EGU2018-12290, European Geosciences Union, 2018.

    [Πλαίσιο στοχαστικής προσομοίωσης - βελτιστοποίησης για την αποτίμηση του ενεργειακού κόστους του υδροδοτικού συστήματος της Αθήνας]

    : Η υδροδότηση της Αθήνας υλοποιείται μέσω ενός πολύπλοκου υδροσυστήματος, που περιλαμβάνει τέσσερις ταμιευτήρες, 350 km κύριων υδραγωγείων, 15 αντλητικά συγκροτήματα, περισσότερες από 100 γεωτρήσεις, και πέντε μικρά υδροηλεκτρικά έργα. Η διαχείριση αυτού του συστήματος υπόκειται σε πολλαπλές πολυπλοκότητες και αβεβαιότητες, καθώς και συγκρούσεις μεταξύ διαφορετικών χρήσεων νερού και περιβαλλοντικών περιορισμών. Ωστόσο, η κύρια πρόκληση προέρχεται από την ανάγκη ελιαχιστοποίησης του κόστους λειτουργίας του συστήματος, που κυρίως προέρχεται από ενεργειακές καταναλώσεις σε αντλητικούς σταθμούς και γεωτρήσεις, διατηρώντας ταυτόχρονα τη μακροπρόθεση αξιοπιστία του στο αποδεκτό επίπεδο του 99%, σε ετήσια βάση. Γενικά, το κόστος ενέργειας είναι μικρό, καθώς το περισσότερο από το αδιύλιστο νερό παραλαμβάνεται και μεταφέρεται μέσω βαρύτητας, ωστόδο το κόστος αυτό περιστασιακά μπορεί να αυξηθεί σημαντικά, εξατίας της ενεργοποίησης βοηθητικών πόρων που απαιτούν εντατική χρήση αντλητικών σταθμών. Προκειμένου να εκτιμήσουμε το κόστοες αυτό για διάφορες σενάρια ζήτησης νερού και διάφορα επίπεδα αξιοπιστίας, λαμβάνοντας υπόψη όλα τα προαναφερθέντα ζητήματα, εφαρμόζουμε ένα πλαίσιο προσομοίωσης – βελτιστοποίησης, που υλοποιείται στην πρόσφατα αναβαθμισμένη εκδοχή του λογισμικού Υδρονομέας. Τα αποτελέσματα των αναλύσεων χρησιμοποιούνται στη συνέχεια για να εκτιμήσουμε το κόστος του αδιύλιστου νερού που φτάνει στη μητροπολιτική περιοχή της Αθήνας, ως συνάρτηση της ζήτησης και της αξιοπιστίας.

    Πλήρες κείμενο:

  1. K. Risva, D. Nikolopoulos, A. Efstratiadis, and I. Nalbantis, Low-flow analysis in Mediterranean basins, European Geosciences Union General Assembly 2018, Geophysical Research Abstracts, Vol. 20, Vienna, EGU2018-18880, European Geosciences Union, 2018.

    [Ανάλυση χαμηλών ροών σε Μεσογειακές λεκάνες]

    Στην εργασία αυτή εξετάζουμε τα χαρακτηριστικά των χαμηλών ροών των Μεσογειακών λεκανών στη διάρκεια της ξηρής περιόδου. Συμβατικά, θεωρούμε μια περίοδο έξι μηνών, από τα μέσα Απριλίου έως τα μέσα Οκτωβρίου, που γενικά χαρακτηρίζεται από μειωμένη βροχόπτωση και αυξημένες υδατικές ανάγκες. Η έμφαση δίνεται στη συνιστώσα της βασικής ροής, που αναπαρίσταται μέσω μιας προσέγγισης γραμμικού ταμιευτήρα, βασικό στοιχείο της οποίας είναι ο συβτελεστής στείρευσης. Υπολογίζονται κλασικοί δείκτες, όπως τα ποσοστημόρια παροχής, παράλληλα με ένα μοντέλο εκθετικής στείρευσης. Η ανάλυσή μας αποσκοπεί στο να εξηγήσει τη σημαντική μεταβλητότητα του ρυθμού στείρευσης ως προς τα υδρολογικά έτη και λεκάνες απορροής με διαφορετικά χαρακτηριστικά, σε όρους έκτασης, υψομέτρου, φυσιογαφικών ιδιοτήτων και παραγόμενης απορροής. Τα αποτελέσματα καταδεικνύουν ότι ο ρυθμός στείρευσης είναι ισχυρά συσχετισμένος με χαρακτηριστικές «υδρολογικές υπογραφές» (hydrological signatures), και είναι επίσης συνάρτηση της έκτασης της λεκάνης. Η μελέτη εφαρμόζεται σε 25 Μεσογειακές λεκάνες της Γαλλίας, Ισπανίας, Κύπρου, Ιταλίας και Ελλάδας, στις οποίες περιλαμβάνονται και κάποιες μικρές λεκάνες με διαλείπον καθεστώς ροής.

    Πλήρες κείμενο:

  1. E. Rozos, D. Nikolopoulos, A. Efstratiadis, A. Koukouvinos, and C. Makropoulos, Flow based vs. demand based energy-water modelling, European Geosciences Union General Assembly 2015, Geophysical Research Abstracts, Vol. 17, Vienna, EGU2015-6528, European Geosciences Union, 2015.

    [Μοντελοποίηση νερού-ενέργειας βάσει ροής έναντι βάσει ζήτησης]

    Η ροή νερού στα συστήματα παραγωγής υδροηλεκτρικής ισχύος χρησιμοποιείται συχνά κατάντη για να καλύψει άλλου είδους ζήτησης, όπως η άρδευση και ύδρευση. Ωστόσο, η κλασσική περίπτωση είναι ότι η ζήτηση ενέργειας (λειτουργία του εργοστασίου υδροηλεκτρικής ενέργειας) και η ζήτηση του νερού δεν συμπίπτουν χρονικά. Επιπλέον, η εισροή του νερού μέσα σε μία δεξαμενή είναι μια στοχαστική διεργασία. Τα πράγματα γίνονται πιο περίπλοκα αν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ανεμογεννήτριες ή φωτοβολταϊκά πάνελ) περιλαμβάνονται στο σύστημα. Για το λόγο αυτό, η αξιολόγηση και βελτιστοποίηση της λειτουργίας των συστημάτων υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι δύσκολες εργασίες που απαιτούν υπολογιστικά μοντέλα. Αυτή η μοντελοποίηση δεν θα πρέπει να προσομοιώνει μόνο το ισοζύγιο του νερού των δεξαμενών και την παραγωγή/ κατανάλωση ενέργειας (αντλησιοταμίευση), αλλά θα πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη τους περιορισμούς που επιβάλλονται από το φυσικό ή τεχνητό δίκτυο νερού με τη χρήση αλγορίθμου δρομολόγησης ροή. Ο ΥΔΡΟΝΟΜΕΑΣ, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί μια κομψή μαθηματική προσέγγιση (γράφο) για τον υπολογισμό της ροής σε ένα δίκτυο νερού με βάση: τις απαιτήσεις (χρονοσειρές εισροών), τη διαθεσιμότητα του νερού (προσομοιώνεται) και την ικανότητα των συστατικών μετάδοσης (ιδιότητες των καναλιών, ποταμών , αγωγών, κλπ). Οι χρονοσειρές εισόδου της ζήτησης πρέπει να εκτιμηθούν από ένα άλλο μοντέλο και να συνδεθούν με τους αντίστοιχους κόμβους του δικτύου. Ένα μοντέλο που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση αυτών των χρονοσειρών είναι το UWOT. Το UWOT είναι ένα bottom up μοντέλο αστικού κύκλου του νερού που προσομοιώνει την γέννηση, συνάθροιση και δρομολόγηση των σημάτων ζήτησης νερού. Σε αυτή τη μελέτη, διερευνούμε τις δυνατότητες του UWOT στην προσομοίωση της λειτουργίας των πολύπλοκων συστημάτων υδραυλικών έργων που περιλαμβάνουν παραγωγή ενέργειας. Το προφανές πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι η χρήση ενός απλού μοντέλου αντί ενός για την εκτίμηση των απαιτήσεων και ενός άλλου για την προσομοίωση του συστήματος. Μια εφαρμογή του UWOT σε ένα σύστημα μεγάλης κλίμακας επιχειρείται στην ηπειρωτική Ελλάδα σε μια περιοχή έκτασης πάνω από 130x170 km2. Οι προκλήσεις, οι ιδιαιτερότητες και τα πλεονεκτήματα της προσέγγισης μελετώνται και εξετάζονται κριτικά.

    Πλήρες κείμενο: http://www.itia.ntua.gr/el/getfile/1525/2/documents/Poster_UWOT.pdf (307 KB)

    Συμπληρωματικό υλικό:

  1. A. Koukouvinos, D. Nikolopoulos, A. Efstratiadis, A. Tegos, E. Rozos, S.M. Papalexiou, P. Dimitriadis, Y. Markonis, P. Kossieris, H. Tyralis, G. Karakatsanis, K. Tzouka, A. Christofides, G. Karavokiros, A. Siskos, N. Mamassis, and D. Koutsoyiannis, Integrated water and renewable energy management: the Acheloos-Peneios region case study, European Geosciences Union General Assembly 2015, Geophysical Research Abstracts, Vol. 17, Vienna, EGU2015-4912, doi:10.13140/RG.2.2.17726.69440, European Geosciences Union, 2015.

    [Ολοκληρωμένη διαχείριση νερού και ανανεώσιμης ενέργειας: η μελέτη περίπτωσης της περιοχής Αχελώου-Πηνειού]

    Στο πλαίσιο του έργου «Συνδυασμένα συστήματα ανανεώσιμων πηγών για αειφoρική ενεργειακή ανάπτυξη» (CRESSENDO), αναπτύξαμε ένα πρωτότυπο πλαίσιο στοχαστικής προσομοίωσης για τον βέλτιστο σχεδιασμό και διαχείριση μεγάλης κλίμακας υβριδικών συστημάτων ανανεώσιμης ενέργειας, όπου η υδροηλεκτρική ενέργεια έχει τον κυρίαρχο ρόλο. Η μεθοδολογία κια τα σχετικά υπολογιστκά εργαλεία ελέγχονται σε δύο μεγάλες γειτονικές λεκάνες της Ελλάδας (Αχελώος, Πηνειός) που εκετίνονται σε 15 500 km2 (12% της Ελληνικής επικράτειας). Ο ποταμός Αχελώος χαρακτηρίζεται από πολύ υψηλή απορροή και φιλοξενεί το ~40% της εγκατεστημένης υδροηλεκτρικής ισχύος της Ελλάδας. Από την άλλη πλευρά, η πεδιάδα της Θεσσαλίας που αποστραγγίζεται στον Πηνειό – μια αγροτική περιοχή κλειδί για την εθνική οικονομία – υποφέρει συχνά από ανεπάρκεια νερού και συστηματική περιβαλλοντική υποβάθμιση. Οι δύο λεκάνες συνδέονται μέσω έργων εκτροπής, υφιστάμενων και δομολογημένων, διαμορφώνοντας έτσι ένα μοναδικό υδροσύστημα μεγάλης κλίμακας, το μέλλον του οποίου υπήρξε αντικείμενο έντονης διαμάχης. Η περιοχή μελέτης αντιμετωπίζεται ως ένα υποθετικά κλειστό, ενεργειακά αυτόνομο σύστημα, ώστε να αξιολογηθούν οι προοπτικές αειφόρου ανάπτυξης των υδατικών και ενεργειακών πόρων του. Στο πλαίσιο αυτό αναζητείται μια αποτελεσματική διαμόρφωση των αναγκαίων υδραυλικών έργων και έργων ανανεώσιμης ενέργειας, μέσω ολοκληρωμένης μοντελοποίησης του υδατικού και ενεργειακού ισοζυγίου της περιοχής. Εξετάζουμε διάφορα σενάρια ενεργειακής ζήτησης για οικιακή, βιομηχανική και γεωργική χρήση, υποθέτοντας ότι μέρος της ζήτησης καλύπτεται από αιολική και ηλιακή ενέργεια, ενώ η περίσσεια ή το έλλειμμα ενέργειας ρυθμίζεται μέσω των μεγάλων υδροηλεκτρικών έργων, που είναι εξοπλισμένα και με διατάξειας αντλησιοταμίευσης. Ο γενικός στόχος είναι να εξετάσουμε κάτω από ποιες συνθήκες είναι τεχνικά και οικονομικά βιώσιμο ένα πλήρως ανανεώσιμο σύστημα ενέργειας σε μια τόσο μεγάλη κλίμακα.

    Πλήρες κείμενο:

    Συμπληρωματικό υλικό:

    Βλέπε επίσης: http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.17726.69440

  1. E. Anagnostopoulou, A. Galani, P. Dimas, A. Karanasios, T. Mastrotheodoros, E. Michailidi, D. Nikolopoulos, S. Pontikos, F. Sourla, A. Chazapi, S.M. Papalexiou, and D. Koutsoyiannis, Record breaking properties for typical autocorrelation structures, European Geosciences Union General Assembly 2013, Geophysical Research Abstracts, Vol. 15, Vienna, EGU2013-4520, doi:10.13140/RG.2.2.20420.22400, European Geosciences Union, 2013.

    [Ακραίες ιδιότητες τυπικών δομών αυτοσυσχέτισης]

    Πλήρες κείμενο:

    Συμπληρωματικό υλικό:

    Βλέπε επίσης: http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.20420.22400

Academic works

  1. Δ. Νικολόπουλος, Ανάπτυξη μοντέλου συνδυασμένης διαχείρισης λεκανών απορροής Αχελώου και Πηνειού, Διπλωματική εργασία, 214 pages, Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος – Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Μάρτιος 2015.

    Το αντικείμενο της παρούσης εργασίας είναι η κατάστρωση του μοντέλου προσομοίωσης ενός ιδιαίτερα σύνθετου υδροσυστήματος που περιλαμβάνει δύο γειτονικές υδρολογικές λεκάνες, του Αχελώου και του Πηνειού, και η εξέταση των προοπτικών συνδιαχείρισης τους. Οι εν λόγω λεκάνες ταυτίζονται με τις διαχειριστικές ενότητες ΛΑΠ Αχελώου και ΛΑΠ Πηνειού, που συνδέονται μέσω των έργων εκτροπής που είχαν προβλεφθεί στη μελέτη γενικής διάταξης που είχε εκπονήσει η Ειδική Υπηρεσία Δημοσίων Έργων Αχελώου του ΥΠΕΧΩΔΕ στα μέσα της δεκαετίας του '90. Η πορεία εξέτασης του προβλήματος βασίστηκε στην αναπαράσταση της λειτουργίας του υδροσυστήματος μέσω ενός εννοιολογικού μοντέλου, που αν και αρκετά αφαιρετικό θα πρέπει να αναπαριστά ορθά τις σχέσεις των τεχνικών έργων μεταξύ τους και με το φυσικό και ανθρωπογενές περιβάλλον. Τα επιμέρους στοιχεία του μοντέλου ήταν οι λεκάνες απορροής, οι υπόγειοι υδροφορείς, οι αγροτικές εκτάσεις, οι οικισμοί, οι ταμιευτήρες, οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί (που σε δύο περιπτώσεις είναι αντιστρεπτής λειτουργίας) και το δίκτυο μεταφοράς νερού. Για τις ανάγκες τις εργασίες πραγματοποιήθηκε συλλογή πληθώρας δεδομένων καθώς και αποδελτίωση μεγάλου αριθμού υδρολογικών και διαχειριστικών μελετών. Η οργάνωση και ανάλυση των χωρικών δεδομένων έγινε με την υποστήριξη ενός Γεωγραφικού Σύστηματος Πληροφοριών. Σημαντικός φόρτος αναλώθηκε στις υδρολογικές αναλύσεις και την εκτίμηση των υδατικών αναγκών της περιοχής. Αφού καθορίστηκαν τα υδρολογικά δεδομένα εισόδου του υδροσυστήματος, παρήχθησαν συνθετικές χρονοσειρές 1000 ετών μέσω στοχαστικής προσομοίωσης, που αναπαράγουν τα στατιστικά χαρακτηριστικά των ιστορικών δειγμάτων ποσοτικοποιώντας την αβεβαιότητά τους σε πολλαπλές χρονικές κλίμακες. Από την άλλη πλευρά, οι ζητήσεις νερού για διάφορες χρήσεις και οι σχετικοί πειρορισμοί διαμορφώθηκαν έπειτα από επεξεργασία των διαθέσιμων ιστορικών δεδομένων καθώς και σχεδίων ανάπτυξης από διάφορες μελέτες, ώστε να ανταποκρίνονται όσο το δυνατόν πιο πιστά στην πραγματικότητα. Με βάση τα παραπάνω, καταρτίστηκαν εναλλακτικά σενάρια ανάπτυξης και διαχείρισης του υδροσυστήματος, τα οποία αναλύθηκαν και αξιολογήθηκαν μέσω των εργαλείων προσομοίωσης και βελτιστοποίησης του λογισμικού ΥΔΡΟΝΟΜΕΑΣ. Στις αναλύσεις, ιδιαίτερο βάρος δόθηκε στη βελτιστοποίηση της ενεργειακής παραγωγής του συστήματος, με τρόπο ώστε να ικανοποιούνται πλήρως οι υψηλής προτεραιότητας χρήσεις νερού (υδρευτικές ανάγκες και περιβαλλοντικοί περιορισμοί) και να εξασφαλίζεται ικανοποιητικό επίπεδο αξιοπιστίας στην ικανοποίηση των αρδευτικών χρήσεων.

    Πλήρες κείμενο: http://www.itia.ntua.gr/el/getfile/1544/1/documents/thesis_nikolopoulos.pdf (22880 KB)

    Συμπληρωματικό υλικό:

Research reports

  1. Α. Κουκουβίνος, Α. Ευστρατιάδης, Δ. Νικολόπουλος, Χ. Τύραλης, Α. Τέγος, Ν. Μαμάσης, και Δ. Κουτσογιάννης, Πιλοτική εφαρμογή στο σύστημα Αχελώου-Θεσσαλίας, Συνδυασμένα συστήματα ανανεώσιμων πηγών για αειφoρική ενεργειακή ανάπτυξη (CRESSENDO), 98 pages, Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος – Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Οκτώβριος 2015.

    Αντικείμενο της έκθεσης είναι ο έλεγχος των μεθοδολογιών και τα υπολογιστικών εργαλείων που αναπτύχθηκαν στο πλαίσιο του έργου, στο σύστημα των διασυνδεδεμένων λεκανών απορροής του Αχελώου και Πηνειού. Η περιοχή μελέτης αντιμετωπίζεται ως ένα υποθετικά κλειστό και ενεργειακά αυτόνομο σύστημα, προκειμένου να διερευνήσουμε τις προοπτικές της αειφόρου ανάπτυξης σε περιφερειακή κλίμακα, με αποκλειστική χρήση ΑΠΕ.

    Σχετικό έργο: Συνδυασμένα συστήματα ανανεώσιμων πηγών για αειφoρική ενεργειακή ανάπτυξη (CRESSENDO)

    Πλήρες κείμενο: http://www.itia.ntua.gr/el/getfile/1613/1/documents/Report_EE4a.pdf (8010 KB)