Αλυσιδωτές επιπτώσεις μεμονωμένων αστοχιών σε κρίσιμες υποδομές: Η περίπτωση θραύσης του άνω φράγματος συστημάτων αντλησιοταμίευσης

P. Dimas, A. Lykou, A. Zarkadoulas, G.-K. Sakki, A. Efstratiadis, C. Makropoulos, and A. Louloudi, Cascading impacts of individual failures across critical infrastructures: The case of upper dam breach in pumped-storage hydropower schemes, International Journal of Disaster Risk Reduction, 128, 105736, doi:10.1016/j.ijdrr.2025.105736, 2025.

[Αλυσιδωτές επιπτώσεις μεμονωμένων αστοχιών σε κρίσιμες υποδομές: Η περίπτωση θραύσης του άνω φράγματος συστημάτων αντλησιοταμίευσης]

[doc_id=2559]

[Αγγλικά]

Η αξιολόγηση κρίσιμων υποδομών που είναι ευάλωτες σε φαινόμενα αλυσιδωτών αστοχιών απαιτεί μια ολιστική οπτική, που να λαμβάνει υπόψη την πλήρη αλυσίδα αιτίας-αποτελέσματος. Μια βασική περίπτωση είναι η αστοχία του άνω φράγματος σε συστήματα αντλησιοταμίευσης, η οποία μπορεί να επηρεάσει σοβαρά τις κατάντη υποδομές. Αυτή η μελέτη προτείνει ένα γενικευμένο πλαίσιο για την διερεύνηση των πιθανών συνεπειών αυτού του καταστροφικού συμβάντος, το οποίο στη συνέχεια παρουσιάζεται σε ένα υπό σχεδιασμό σύστημα αντλησιοταμίευσης στη λεκάνη απορροής του ποταμού Αλιάκμονα στην Ελλάδα. Ενσωματώνει υδροδυναμικές προσομοιώσεις και ημιεμπειρικές προσεγγίσεις για την αξιολόγηση των μηχανισμών αστοχίας φραγμάτων και της διόδευσης των πλημμυρικών κυμάτων, της δημιουργίας κυμάτων ώθησης, της διόδευσης των πλημμυρών μέσω του κάτω ταμιευτήρα και των συνεπακόλουθων κινδύνων. Αναπτύσσονται διάφορα σενάρια μέσω μοντέλων HEC-RAS και BASEbreach, λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση του εδάφους στη δυναμική των κυμάτων και τη διάδοση των πλημμυρών. Τα κύματα ώθησης που παράγονται από τις αιφνίδιες εισροές νερού μοντελοποιούνται χρησιμοποιώντας θεωρητικές και ημιεμπειρικές μεθόδους, με βασικές παραμέτρους όπως το πλάτος, η αναρρίχηση και η εξασθένηση του κύματος να αξιολογούνται υπό συνθήκες δισδιάστατης και τρισδιάστατης διόδευσης. Το βασικό επιστημονικό ερώτημα είναι εάν τα ύψη κύματος και η αναρρίχησή τους παραμένουν εντός των ορίων ασφαλείας, και κατά πόσο ανθεκτικά είναι τα συστήματα αντλησιοταμίευσης σε περίπτωση αλυσιδωτών αστοχιών. Το πλαίσιο αυτό υποστηρίζει την βελτιωμένη αξιολόγηση της επικινδυνότητας, τον ανθεκτικό προγραμματισμό της υδροηλεκτρικής παραγωγής, και τον βιώσιμο σχεδιασμό των υποδομών ύδρευσης-ενέργειας.

PDF Πλήρες κείμενο (20966 KB)

Βλέπε επίσης: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212420925005606

Εργασίες μας στις οποίες αναφέρεται αυτή η εργασία:

1. A. Efstratiadis, I. Tsoukalas, and D. Koutsoyiannis, Generalized storage-reliability-yield framework for hydroelectric reservoirs, Hydrological Sciences Journal, 66 (4), 580–599, doi:10.1080/02626667.2021.1886299, 2021.
2. T. Iliopoulou, N. Malamos, and D. Koutsoyiannis, Regional ombrian curves: Design rainfall estimation for a spatially diverse rainfall regime, Hydrology, 9 (5), 67, doi:10.3390/hydrology9050067, 2022.
3. A. Zisos, G.-K. Sakki, and A. Efstratiadis, Mixing renewable energy with pumped hydropower storage: Design optimization under uncertainty and other challenges, Sustainability, 15 (18), 13313, doi:10.3390/su151813313, 2023.
4. C. Ntemiroglou, G.-K. Sakki, and A. Efstratiadis, Flood control across hydropower dams: The value of safety, Role of Dams and Reservoirs in a Successful Energy Transition - Proceedings of the 12th ICOLD European Club Symposium 2023, edited by R. Boes, P. Droz, and R. Leroy, 187–198, doi:10.1201/9781003440420-22, International Commission on Large Dams, Interlaken, Switzerland, 2023.
5. Α. Ευστρατιάδης, Σημειώσεις μαθήματος "Υδραυλικές Κατασκευές - Φράγματα", 330 pages, Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος – Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Μάιος 2023.
6. E. Dimitriou, A. Efstratiadis, I. Zotou, A. Papadopoulos, T. Iliopoulou, G.-K. Sakki, K. Mazi, E. Rozos, A. Koukouvinos, A. D. Koussis, N. Mamassis, and D. Koutsoyiannis, Post-analysis of Daniel extreme flood event in Thessaly, Central Greece: Practical lessons and the value of state-of-the-art water monitoring networks, Water, 16 (7), 980, doi:10.3390/w16070980, 2024.

Κατηγορίες: Υδραυλικά μοντέλα, Υδροσυστήματα, Νερό και ενέργεια