37
ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ Αναστάσιος Ι. Στάμου, Αναστάσιος Ι. Στάμου, Καθηγητής Ε.Μ.Π. Καθηγητής Ε.Μ.Π. Μέλος ΜΕΠΑΑ ΤΕΕ Μέλος ΜΕΠΑΑ ΤΕΕ

ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

  • Upload
    heidi

  • View
    37

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ. Αναστάσιος Ι. Στάμου, Καθηγητής Ε.Μ.Π. Μέλος ΜΕΠΑΑ ΤΕΕ. Μέρη παρουσίασης. Τι είναι τα ΜΜ? Μέρη ενός ΜΜ. Γιατί χρησιμοποιούμε ΜΜ ? Που «κατασκευάζονται» τα ΜΜ? Είναι αξιόπιστο ένα ΜΜ? Διαδικασία προσομοίωσης. Εφαρμογές. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ

ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

Αναστάσιος Ι. Στάμου, Αναστάσιος Ι. Στάμου, Καθηγητής Ε.Μ.Π.Καθηγητής Ε.Μ.Π.Μέλος ΜΕΠΑΑ ΤΕΕΜέλος ΜΕΠΑΑ ΤΕΕ

Page 2: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

22

Μέρη παρουσίασης Μέρη παρουσίασης

1.1. Τι είναι τα ΜΜ? Μέρη ενός ΜΜ. Τι είναι τα ΜΜ? Μέρη ενός ΜΜ.

2.2. Γιατί χρησιμοποιούμε ΜΜ ?Γιατί χρησιμοποιούμε ΜΜ ?

3.3. Που «κατασκευάζονται» τα ΜΜ?Που «κατασκευάζονται» τα ΜΜ?

4.4. Είναι αξιόπιστο ένα ΜΜ?Είναι αξιόπιστο ένα ΜΜ?

5.5. Διαδικασία προσομοίωσης.Διαδικασία προσομοίωσης.

6.6. Εφαρμογές.Εφαρμογές.

7.7. Συμπεράσματα – Σημερινές προοπτικές Συμπεράσματα – Σημερινές προοπτικές εφαρμογής ΜΜ. εφαρμογής ΜΜ.

Page 3: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

33

1.1. Τι είναι τα ΜΜ ?Τι είναι τα ΜΜ ?Τα Μαθηματικά Μοντέλα (ΜΜ) είναι ένα σύνολο Τα Μαθηματικά Μοντέλα (ΜΜ) είναι ένα σύνολο εξισώσεων με τις οποίες «αναπαριστώνται» οι εξισώσεων με τις οποίες «αναπαριστώνται» οι

διεργασίες (ροής και ρύπανσης), που πραγματοποιούνται διεργασίες (ροής και ρύπανσης), που πραγματοποιούνται σε ένα υδάτινο αποδέκτη. σε ένα υδάτινο αποδέκτη.

Οι εξισώσεις αυτές περιγράφουν Οι εξισώσεις αυτές περιγράφουν (α) την (α) την κίνηση του νερούκίνηση του νερού (εξισώσεις διατήρησης της (εξισώσεις διατήρησης της

μάζας, της ορμής και της ενέργειάς του) και μάζας, της ορμής και της ενέργειάς του) και (β) την (β) την κίνηση και τη συμπεριφορά των ποιοτικών κίνηση και τη συμπεριφορά των ποιοτικών

χαρακτηριστικώνχαρακτηριστικών, που συμμετέχουν στις , που συμμετέχουν στις περιβαλλοντικές διεργασίες (π.χ. ρύποι). περιβαλλοντικές διεργασίες (π.χ. ρύποι).

Οι εξισώσεις επιλύονται από ΗΥ με διάφορες Οι εξισώσεις επιλύονται από ΗΥ με διάφορες μαθηματικές τεχνικές (π.χ. πεπερασμένες διαφορές, μαθηματικές τεχνικές (π.χ. πεπερασμένες διαφορές,

πεπερασμένα στοιχεία).πεπερασμένα στοιχεία).

Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε κατάλληλα Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε κατάλληλα σχήματα και διαγράμματα.σχήματα και διαγράμματα.

Page 4: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

44

1. Μέρη ενός ΜΜ-11. Μέρη ενός ΜΜ-1

Δύο μέρη ή υπό-ΜΜΔύο μέρη ή υπό-ΜΜ Υδροδυναμικό- υδραυλικό -> Υδροδυναμικό- υδραυλικό -> κίνηση του κίνηση του

νερούνερού Ποιοτικό -> Ποιοτικό -> κίνηση και τη συμπεριφορά κίνηση και τη συμπεριφορά

των ποιοτικών χαρακτηριστικώντων ποιοτικών χαρακτηριστικών

Σημερινή τάση -> Σημερινή τάση -> Ολοκληρωμένα ΜΜ Ολοκληρωμένα ΜΜ (ΕΕ/200/60)(ΕΕ/200/60)

Επιφανειακά νεράΕπιφανειακά νερά και και Υπόγεια νεράΥπόγεια νερά.. ΦυσικοχημικάΦυσικοχημικά και και βιολογικάβιολογικά (ποιοτικά) (ποιοτικά)

χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά

Page 5: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

55

1. Μέρη ενός ΜΜ-21. Μέρη ενός ΜΜ-2

ΥΔΡΟΛ ΥΔΡΟΔ ΠΟΙΟΤ ECO

ΥΔΡ-ELs ΦΧ-ELs BIO-ELs

ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΟ ΜΜ (INECO)

Page 6: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

66

2.2. Γιατί χρησιμοποιούμε ΜΜ Γιατί χρησιμοποιούμε ΜΜ ??

Με τα ΜΜΠ εξετάζουμε διάφορα σενάρια Με τα ΜΜΠ εξετάζουμε διάφορα σενάρια σχεδιασμού, σχεδιασμού, λειτουργίας, λειτουργίας,

διαχείρισης (βλ. ΕΕ/2000/60 και διαχείρισης (βλ. ΕΕ/2000/60 και ΕΕ/2007/60), ΕΕ/2007/60),

γεωμετρικών παρεμβάσεωνγεωμετρικών παρεμβάσεωνσε ένα έργο ή υδάτινο σώμα σε ένα έργο ή υδάτινο σώμα σε πραγματική σε πραγματική

κλίμακακλίμακα στον ΗΥστον ΗΥ, , χωρίς αυτές να πραγματοποιούνται στην χωρίς αυτές να πραγματοποιούνται στην

πραγματικότητα,πραγματικότητα, παρά μόνο όταν τα παρά μόνο όταν τα αποτελέσματα του ΗΥ δείξουν ότι το σενάριο αποτελέσματα του ΗΥ δείξουν ότι το σενάριο

αυτό είναι επιτυχές.αυτό είναι επιτυχές.

Έτσι, αποφεύγουμε τις «δοκιμαστικές Έτσι, αποφεύγουμε τις «δοκιμαστικές επεμβάσεις» με αμφίβολο αποτέλεσμα που θα επεμβάσεις» με αμφίβολο αποτέλεσμα που θα

εφαρμόζονταν στην πραγματικότητα και εφαρμόζονταν στην πραγματικότητα και περιορίζονται σημαντικά οι δαπάνες.περιορίζονται σημαντικά οι δαπάνες.

Page 7: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

77

3.3. Που Που «κατασκευάζονται» «κατασκευάζονται»

τα ΜΜ?τα ΜΜ?Τα ΜΜ δομούνται σε Εργαστήρια Τα ΜΜ δομούνται σε Εργαστήρια Πανεπιστημίων και Ερευνητικών Ινστιτούτων, Πανεπιστημίων και Ερευνητικών Ινστιτούτων, που διαθέτουν την κατάλληλη υποδομή που διαθέτουν την κατάλληλη υποδομή επιστημόνων και εξοπλισμού.επιστημόνων και εξοπλισμού. Στο ΕΕΥ Στο ΕΕΥ του ΕΜΠ του ΕΜΠ έχουν δομηθεί τα τελευταία έχουν δομηθεί τα τελευταία 2255 χρόνια μια σειρά από ΜΜ τα οποία έχουν χρόνια μια σειρά από ΜΜ τα οποία έχουν εφαρμοστεί σε διάφορες περιπτώσεις εφαρμοστεί σε διάφορες περιπτώσεις περιβαλλοντικού σχεδιασμού και χωροθέτησης, περιβαλλοντικού σχεδιασμού και χωροθέτησης, κυρίως υδραυλικών έργων και έργων κυρίως υδραυλικών έργων και έργων αντιρρυπαντικής τεχνολογίας.αντιρρυπαντικής τεχνολογίας. Στο ΕΕΥ έχουν επίσης προσαρμοστεί και Στο ΕΕΥ έχουν επίσης προσαρμοστεί και εφαρμοστεί ΜΜΠ και άλλων διεθνών εφαρμοστεί ΜΜΠ και άλλων διεθνών Ινστιτούτων (π.χ. CFX της AEA).Ινστιτούτων (π.χ. CFX της AEA).

Page 8: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

88

4.4. Είναι αξιόπιστο ένα Είναι αξιόπιστο ένα ΜΜ?ΜΜ?

Διεργασίες εξασφάλισης ποιότητας Διεργασίες εξασφάλισης ποιότητας ((QCQA).QCQA). Αρχικός έλεγχος του ΜΜΑρχικός έλεγχος του ΜΜ, , π.χ. με π.χ. με αναλυτικές λύσεις.αναλυτικές λύσεις.Βαθμονόμηση (με σειρά μετρήσεων)-> Βαθμονόμηση (με σειρά μετρήσεων)-> προσδιορισμός συντελεστών μοντέλου.προσδιορισμός συντελεστών μοντέλου.Επιβεβαίωση (με νέα σειρά Επιβεβαίωση (με νέα σειρά μετρήσεων).μετρήσεων).

Page 9: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

99

5.5. Διαδικασία Διαδικασία προσομοίωσης προσομοίωσης

Καθορισμός στόχου και των περιορισμών.Καθορισμός στόχου και των περιορισμών.Κατανόηση των διεργασιών του Κατανόηση των διεργασιών του

προβλήματος.προβλήματος. Επιλογή διαστάσεων και ποιοτικών Επιλογή διαστάσεων και ποιοτικών

παραμέτρων.παραμέτρων.Δόμηση του ΜΜ (Εξισώσεις + Δόμηση του ΜΜ (Εξισώσεις +

προγραμματισμός).προγραμματισμός).Αρχικός έλεγχος του ΜΜ (π.χ. με αναλυτικές Αρχικός έλεγχος του ΜΜ (π.χ. με αναλυτικές

λύσεις).λύσεις). Συλλογή στοιχείων. Συλλογή στοιχείων.

Βαθμονόμηση (Βαθμονόμηση (με σειρά μετρήσεωνμε σειρά μετρήσεων)-> )-> προσδιορισμός συντελεστών μοντέλου.προσδιορισμός συντελεστών μοντέλου.

Επιβεβαίωση (Επιβεβαίωση (με νέα σειρά μετρήσεωνμε νέα σειρά μετρήσεων).).Εφαρμογή-Λύση του προβλήματος.Εφαρμογή-Λύση του προβλήματος.

Παρουσίαση των αποτελεσμάτων Παρουσίαση των αποτελεσμάτων

Πρόβλημα: Έλλειψη μετρήσεων!Πρόβλημα: Έλλειψη μετρήσεων!

Page 10: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

1010

6. Εφαρμογές-16. Εφαρμογές-1Εφ. 1: ΜΜ ποταμού Πηνειού-1Εφ. 1: ΜΜ ποταμού Πηνειού-1

Στόχος: Εργαλείο διαχείρισης νερών * Στόχος: Εργαλείο διαχείρισης νερών * (προκαταρκτική μορφή).(προκαταρκτική μορφή).

Περιορισμός: Ελάχιστες (σποραδικές) Περιορισμός: Ελάχιστες (σποραδικές) μετρήσεις πεδίου (ποιοτικές).μετρήσεις πεδίου (ποιοτικές).

Δόμηση ΜΜ: Απλό, 1-Δόμηση ΜΜ: Απλό, 1-D D με ποιοτικές με ποιοτικές παραμέτρουςπαραμέτρους BOD BOD και και DODO..

Αρχικός έλεγχος του ΜΜ: Αναλυτικές λύσεις.Αρχικός έλεγχος του ΜΜ: Αναλυτικές λύσεις.

* Προσχέδιο ΔΥΠ. * Προσχέδιο ΔΥΠ. EPEM S.A., G. Karavokyris and Partners EPEM S.A., G. Karavokyris and Partners Consulting Engineers S.A. and Z. & A. Consulting Engineers S.A.Consulting Engineers S.A. and Z. & A. Consulting Engineers S.A.

Page 11: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

1111

6. Εφαρμογές-26. Εφαρμογές-2Εφ. 1: ΜΜ ποταμού Πηνειού-2Εφ. 1: ΜΜ ποταμού Πηνειού-2

Εξισώσεις ΜΜ Εξισώσεις ΜΜ

Bkx

BD

x

BU

t

B

12

2

(1)

)(212

2

OOkBkx

OD

x

OU

t

Os

(2)

k1=k1,20 Θ1 Τ-20 (3)

k2=k2,20 Θ2

Τ-20 (4)

Page 12: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

1212

6. Εφαρμογές-36. Εφαρμογές-3Εφ. 1: ΜΜ ποταμού Πηνειού-3Εφ. 1: ΜΜ ποταμού Πηνειού-3

Συλλογή στοιχείων-1.Συλλογή στοιχείων-1.

Table 1. Main segments of Pinios River.

Segment

x (km) w (m)Segmen

tx (km) w (m)

1 0 - 7 30.0 6 86 - 104 45.0

2 8 - 43 32.0 7105 - 143

50.0

3 44 - 54 34.0 8144 - 169

60.0

4 55 - 73 38.0 9170 - 213

70.0

5 74 - 85 40.0

Page 13: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

1313

6. Εφαρμογές-46. Εφαρμογές-4Εφ. 1: ΜΜ ποταμού Πηνειού-4Εφ. 1: ΜΜ ποταμού Πηνειού-4

12 1

GAVROS7

WWTPTRI03 162

INDTRI008 42 PORTAIKOS43

INDTRI006 44

INDTRI005 483

WWTPTRI01 51PAMISOS

54

INDTRI004 56 4LITHEOS

73

WWTPTRI02 81 5ENIPPEAS

85AMIGDALEA 6

104

INDLAR015 141 ALMIROS 7INDLAR008 142

WWTPLAR01 143

INDLAR021 145INDLAR018 146

8INDLAR020 151

INDLAR019 158TITARISIOS

169

213

Συλλογή στοιχείων-1.Συλλογή στοιχείων-1.

Page 14: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

1414

6. Εφαρμογές-56. Εφαρμογές-5Εφ. 1: ΜΜ ποταμού Πηνειού-5Εφ. 1: ΜΜ ποταμού Πηνειού-5

Συλλογή στοιχείων-2.Συλλογή στοιχείων-2.Table 2. Daily BOD5 loads

originating from WWTPs.

No. x (km) Point source Symbol Load (kg/d)

1 16.0 WWTP - City of Kalambaka WWTPTRI03 143.0

2 42.0 TYRAS SA - Dairy INDTRI008 64.2

3 44.0 BATAGIANNIS - Tannery INDTRI006 4.8

4 48.0 TRIKKI - Dairy INDTRI005 9.0

5 51.0 WWTP - City of Trikala WWTPTRI01 260.0

6 56.0AGRIC.CO-OP.UNION OF TRIKALA -

Textile industry INDTRI004 248.0

7 81.0 WWTP - City of Farkadona WWTPTRI02 6.5

8 141.0 LΑKOΝD SA - Fruits & Vegetables INDLAR015 12.1

9 142.0 ΕLVΑΚ SA - Fruits & Vegetables INDLAR008 1115.2

10 143.0 WWTP - City of Larisa WWTPLAR01 747.5

11 145.0 GREEK INDUSTRY OF SUGAR SA INDLAR021 20.0

12 146.0 PΕLΑSGΙS ΑΕBΕ - Textile industry INDLAR018 65.0

13 151.0 CHOTTOS SA - Dairy INDLAR020 5.6

14 158.0 SLAUGHTERHOUSE OF LARISA SA INDLAR019 414.0

    Total   3114.9

Page 15: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

1515

6. Εφαρμογές-66. Εφαρμογές-6Εφ. 1: ΜΜ ποταμού Πηνειού-6Εφ. 1: ΜΜ ποταμού Πηνειού-6

Βαθμονόμηση (Βαθμονόμηση (με σειρά μετρήσεωνμε σειρά μετρήσεων)-> )-> kk1,201,20= 0.20 d= 0.20 d-1-1

BOD Concentration - July 1998

0

1

2

3

4

5

6

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

x (km)

mg/l

DO Concentration - July 1998

0

2

4

6

8

10

12

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

x (km)

mg/l

Page 16: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

1616

6. Εφαρμογές-76. Εφαρμογές-7Εφ. 1: ΜΜ ποταμού Πηνειού-7Εφ. 1: ΜΜ ποταμού Πηνειού-7

Επιβεβαίωση (Επιβεβαίωση (με νέα σειρά μετρήσεωνμε νέα σειρά μετρήσεων).).

BOD Concentration - Μay 1998

0

1

2

3

4

5

6

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

x (km)

m

g/l

DO Concentration - Μay 1998

0

2

4

6

8

10

12

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

x (km)

m

g/l

Page 17: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

1717

6. Εφαρμογές-86. Εφαρμογές-8Εφ. 1: ΜΜ ποταμού Πηνειού-8Εφ. 1: ΜΜ ποταμού Πηνειού-8

Εφαρμογή-Λύση του προβλήματος.Εφαρμογή-Λύση του προβλήματος.

ΔιαχείρισηΔιαχείριση•Μείωση ρυπαντικών φορτίων βιομηχανιών

• Μείωση ρυπαντικών φορτίων παραποτάμων (π.χ. απορροές)

•Αλλαγή καθεστώτος ροής (π.χ. μείωση-αύξηση παροχής)

• Επίδραση κλιματικής αλλαγής.

Page 18: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

1818

6. Εφαρμογές-96. Εφαρμογές-9Εφ. 2: ΜΜ λίμνης Πλαστήρα-1Εφ. 2: ΜΜ λίμνης Πλαστήρα-1

Σκοπός: Ο καθορισμός του ελάχιστου υψομέτρου της στάθμης των νερών της λίμνης Πλαστήρα, με σκοπό τον περιορισμό της ρύπανσης (κυρίως ευτροφισμού)

στη λίμνη για διάφορα σενάρια διαχείρισης του νερού.Απάντηση: Η=+784 m

0.000

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

t (days)

Chl

orop

hyll

α (m

g/l)

Page 19: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

1919

6. Εφαρμογές-106. Εφαρμογές-10Εφ. 3: Παράκτια νερά-1Εφ. 3: Παράκτια νερά-1

Πιθανές εφαρμογές

1. Ανανέωση νερών σε παράκτιες ημίκλειστες περιοχές.

2. Διάθεση θερμών νερών (θερμική ρύπανση).3. Ρύπανση από αιωρούμενα στερεά κατά την

εκσκαφή υλικών πυθμένα.4. Διάθεση επεξεργασμένων λυμάτων (ρύπανση

από οργανικές ουσίες και θρεπτικά).5. Ρύπανση σε περιοχές ιχθυοτροφείων.

6. Διάθεση άλμης σε παράκτιες περιοχές.

Page 20: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

2020

6. Εφαρμογές-116. Εφαρμογές-11Εφ. 3: Παράκτια νερά-2Εφ. 3: Παράκτια νερά-2

Equations of the model :Equations of the model :

1.1. Continuity equation: Continuity equation:

u v w0

x y z

(1)(1)

Page 21: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

2121

6. Εφαρμογές-126. Εφαρμογές-12Εφ. 3: Παράκτια νερά-3Εφ. 3: Παράκτια νερά-3

2.2. Momentum equations: Momentum equations:

h h v

u u u u u u uu v w f v g

t x y z x x x y y z z

h h v

v v v v v v vu v w f u g

t x y z y x x y y z z

(2)(2)

(3)(3)

Page 22: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

2222

6. Εφαρμογές-136. Εφαρμογές-13Εφ. 3: Παράκτια νερά-4Εφ. 3: Παράκτια νερά-4

3.3. Pressure distribution: Pressure distribution:

pg

z

oror p(z) g ( z)

4.4. Mass transport equations for the concentration Mass transport equations for the concentration of sediments for each class “j”: of sediments for each class “j”:

j

j j j j j j jh h v C

C C C C C C C+u +v +w = D + D + D +S

t x y z x x y y z z

(4)(4)

(5)(5)

Page 23: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

2323

6. Εφαρμογές-146. Εφαρμογές-14Εφ. 3: Παράκτια νερά-5Εφ. 3: Παράκτια νερά-5

Ανανέωση νερών σε παράκτιες ημίκλειστες περιοχές.

1. Αμβρακικός.2. Μαρίνα Λατσί (Κύπρος). (4) Ο προσδιορισμός

των θέσεων και διαστάσεων δυο ανοιγμάτων στα τοιχώματα της μαρίνας του Λατσίου στην Κύπρο, με σκοπό την ικανοποιητική ανανέωση των νερών και την αραίωση ενός ρύπου που θα

διοχετευθεί στη μαρίνα από κάποιο σκάφος.3. Salman Bay, Jeddah, Saudi Arabia.

4. Durrat Alkobar.5. Lagoon of Aqaba.

0 2000 4000 6000 80000

2000

4000

6000

8000

10000

12000

R eference Vectors (t=T /4)

0.0001 0.3

0 100 200 300 400 500 6000

100

200

300

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Page 24: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

2424

6. Εφαρμογές-156. Εφαρμογές-15Εφ. 3: Παράκτια νερά-6Εφ. 3: Παράκτια νερά-6

2. Θερμική ρύπανση.

1. Αθερινόλακος (ΔΕΗ). Η χωροθέτηση του εργοστασίου της ΔΕΗ και ειδικότερα των αγωγών εισαγωγής και εξόδου νερού στον Αθερινόλακο, Κρήτης με σκοπό την αποφυγή

της θερμικής ρύπανσης της παράκτιας περιοχής και άλλων περιβαλλοντικών και οικονομικών επιπτώσεων .

2. Αλιβέρι (ΔΕΗ)3. Άλλες περιπτώσεις (Εύβοια)

Page 25: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

2525

6. Εφαρμογές-166. Εφαρμογές-16Εφ. 3: Παράκτια νερά-7Εφ. 3: Παράκτια νερά-7

3. Ρύπανση από αιωρούμενα στερεά κατά την εκσκαφή υλικών πυθμένα.

Σκοπός: 1) Την προσομοίωση των ακτομηχανικών συνθηκών επαναπλήρωσης

υποβρύχιων ορυγμάτων και της τυχόν επίδρασης σε γειτονικές περιοχές και

2)Την προσομοίωση της ποιότητας των θαλάσσιων νερών κατά την απόληψη υλικών.

Page 26: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

2626

6. Εφαρμογές-176. Εφαρμογές-17Εφ. 3: Παράκτια νερά-8Εφ. 3: Παράκτια νερά-8

24000 25000 26000 27000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0.0005

0.001

0.002

0.005

0.01

0.05

0.1

0.105

0.14

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 350000

5000

10000

15000

20000

25000

30000

0.020.040.060.080.100.120.140.160.180.200.220.240.260.280.300.320.340.360.38

R eference Vectors

0.00100.2800

0 1000 2000 30000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

0.11

0.12

R eference Vectors

0.001 0.2

0

20

40

60

80

100

120

140

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100

x (m)

C (

mg/

L)

Page 27: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

2727

6. Εφαρμογές-196. Εφαρμογές-19Εφ. 3: Παράκτια νερά-9Εφ. 3: Παράκτια νερά-9

4. Ρύπανση από οργανικές ουσίες και θρεπτικά.Σκοπός: Ο προσδιορισμός

των θέσεων και του απαραίτητου βαθμού καθαρισμού των

λυμάτων στις μονάδες βιολογικού καθαρισμού της περιοχής Ανατολικής Αττικής, με σκοπό την αποφυγή-περιορισμό της ρύπανσης στις

παράκτιες περιοχές. Απομάκρυνση Ν ή και Ρ?

Page 28: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

2828

6. Εφαρμογές-206. Εφαρμογές-20Εφ. 4: Θραύση φράγματος-1Εφ. 4: Θραύση φράγματος-1

Στόχος: Επίδραση της θραύσης στην κατάντη Στόχος: Επίδραση της θραύσης στην κατάντη περιοχή.περιοχή.Περιορισμός : όχι μετρήσεις.Περιορισμός : όχι μετρήσεις.Κατανόηση των διεργασιών του Κατανόηση των διεργασιών του προβλήματος: Μη μόνιμη ροή.προβλήματος: Μη μόνιμη ροή. Επιλογή διαστάσεων και ποιοτικών Επιλογή διαστάσεων και ποιοτικών παραμέτρων: Συνήθως 1-παραμέτρων: Συνήθως 1-DD..Δόμηση του ΜΜ: Εξισώσεις + Δόμηση του ΜΜ: Εξισώσεις + προγραμματισμός.προγραμματισμός.Αρχικός έλεγχος του ΜΜ: Ναι, με αναλυτικές Αρχικός έλεγχος του ΜΜ: Ναι, με αναλυτικές λύσεις.λύσεις. Συλλογή στοιχείων. Ναι. Φράγμα και κατάντη Συλλογή στοιχείων. Ναι. Φράγμα και κατάντη χείμαρρος.χείμαρρος.Βαθμονόμηση: όχι.Βαθμονόμηση: όχι.Επιβεβαίωση : όχι.Επιβεβαίωση : όχι.Εφαρμογή-Λύση του προβλήματος: ναι.Εφαρμογή-Λύση του προβλήματος: ναι. Παρουσίαση των αποτελεσμάτων:Παρουσίαση των αποτελεσμάτων: Υδρογραφήματα, χρόνοι άφιξης και περιοχές Υδρογραφήματα, χρόνοι άφιξης και περιοχές πλημμύρας.πλημμύρας.

Page 29: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

2929

6. Εφαρμογές-216. Εφαρμογές-21Εφ. 4: Θραύση φράγματος-2Εφ. 4: Θραύση φράγματος-2

1)1) Φράγμα (RCC) Κόρη-Γεφύρι της νήσου Χίου.Φράγμα (RCC) Κόρη-Γεφύρι της νήσου Χίου.2)2) Φράγμα (RCC) του Αγίου Νικολάου. Φράγμα (RCC) του Αγίου Νικολάου. 3)3) Φράγμα λιμνοδεξαμενής Πανόρμου της Φράγμα λιμνοδεξαμενής Πανόρμου της νήσου Σκοπέλου. νήσου Σκοπέλου. 4)4) Φράγμα λιμνοδεξαμενής Αγιάς της νήσου Φράγμα λιμνοδεξαμενής Αγιάς της νήσου Κρήτης. Κρήτης. 5)5) Φράγμα υδροταμιευτήρα περιοχής Φράγμα υδροταμιευτήρα περιοχής Διπόταμου Αλεξανδρούπολης. Διπόταμου Αλεξανδρούπολης. 6) Φράγμα Κνίδης στο χειμ.Ποταμιά 6) Φράγμα Κνίδης στο χειμ.Ποταμιά (παραπότ.Αλιάκμονα).(παραπότ.Αλιάκμονα).7)7) Φράγμα Χαβρία Χαλκιδικής.Φράγμα Χαβρία Χαλκιδικής.

Page 30: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

3030

6. Εφαρμογές-226. Εφαρμογές-22Εφ. 5: Μελέτη διευθετημένων ρεμάτων-1Εφ. 5: Μελέτη διευθετημένων ρεμάτων-1

Διακονιάρης- ΠάτραΔιακονιάρης- Πάτρα

Page 31: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

3131

6. Εφαρμογές-236. Εφαρμογές-23Εφ. 5: Μελέτη διευθετημένων ρεμάτων-2Εφ. 5: Μελέτη διευθετημένων ρεμάτων-2

Διακονιάρης- ΠάτραΔιακονιάρης- Πάτρα

Page 32: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

3232

6. Εφαρμογές-246. Εφαρμογές-24Εφ. 5: Μελέτη διευθετημένων ρεμάτων-3Εφ. 5: Μελέτη διευθετημένων ρεμάτων-3

Ξηριάς - ΚόρινθοςΞηριάς - Κόρινθος

Page 33: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

3333

6. Εφαρμογές-256. Εφαρμογές-25Εφ. 6: Δεξαμενές και μονάδες Εφ. 6: Δεξαμενές και μονάδες

επεξεργασίας νερού και λυμάτων -1 επεξεργασίας νερού και λυμάτων -1

Δεξαμενές ΕΥΔΑΠ. Η πραγματοποίηση γεωμετρικών επεμβάσεων (π.χ. τοποθέτησης εσωτερικών τοιχίων) σε δεξαμενές της ΕΥΔΑΠ, με σκοπό το νερό να παραμένει περισσότερο χρόνο στη δεξαμενή και η απολύμανση να

γίνεται αποτελεσματικότερη, περιορίζοντας σημαντικά τη χρησιμοποίηση και το κόστος των χημικών.

Page 34: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

3434

6. Εφαρμογές-266. Εφαρμογές-26Εφ. 6: Δεξαμενές και μονάδες Εφ. 6: Δεξαμενές και μονάδες

επεξεργασίας νερού και λυμάτων -2 επεξεργασίας νερού και λυμάτων -2

Δεξαμενή ΔΔΚ Ψυτάλλειας. Γεωμετρική διαμόρφωση των δεξαμενών καθίζησης για να επιτυγχάνεται η

επιθυμητή απομάκρυνση στερεών χωρίς λειτουργικά προβλήματα.

Page 35: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

3535

6. Εφαρμογές-276. Εφαρμογές-27Εφ. 6: Δεξαμενές και μονάδες Εφ. 6: Δεξαμενές και μονάδες

επεξεργασίας νερού και λυμάτων -3 επεξεργασίας νερού και λυμάτων -3

ΔΚ σκωρίας ΛΑΡΚΟ

Page 36: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

3636

7. Συμπεράσματα7. ΣυμπεράσματαΤα ΜΜ είναι «εργαλεία σχεδιασμού», με τα οποία μπορεί να εξοικονομηθεί σημαντικός χρόνος και κόστος. Η εφαρμογή τους είναι απαραίτητη στα αρχικά στάδια του σχεδιασμού ενός έργου, πριν προχωρήσει η υλοποίησή του, οπότε οποιαδήποτε επέμβαση θα είναι ιδιαίτερα δαπανηρή.

Σημειώνονται τα ακόλουθα: (α) κανένα ΜΜ δεν αντικαθιστά τις ιδέες και τη δημιουργία του εξειδικευμένου επιστήμονα (ερευνητή, μηχανικού κ.α), ο οποίος με τις γνώσεις και το νου που διαθέτει διαμορφώνει τα εναλλακτικά σενάρια και (β) ένα ΜΜ στα χέρια «ημιμαθών επιστημόνων» μπορεί να αποτελέσει άθελα τους «εργαλεία παραπλάνησης και λανθασμένης επιλογής», κάτι που έχει συμβεί αρκετές φορές στο παρελθόν.

Page 37: ΧΡΗΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΩΝ ΥΔΑΤΩΝ

3737

7. Σημερινές 7. Σημερινές προοπτικές προοπτικές

εφαρμογής ΜΜ. εφαρμογής ΜΜ. Για την εφαρμογή της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ. Για την εφαρμογή της Οδηγίας 2007/60/ΕΚ.

Υδρολογικά μοντέλα για τον υπολογισμό των υδρολογικών παραμέτρων παρελθουσών, αλλά και των μελλοντικών,

πλημμυρών. Υδραυλικά μαθηματικά μοντέλα για τον υπολογισμό των

υδραυλικών παραμέτρων παρελθουσών, αλλά και των μελλοντικών, πλημμυρών.

Μοντέλα εκτίμησης των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής. Τα υδραυλικά μοντέλα μπορεί να εφαρμοστούν στη διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των εναλλακτικών μέτρων των ΣΔΚΠ, αλλά και ως «μέσο προειδοποίησης» των πολιτών σε περιπτώσεις

πλημμυρών. Οι χάρτες (Ε1) αποτελούν ιδανικό μέσο παρουσίασης των αποτελεσμάτων (π.χ. συνεπειών) των πλημμυρών και κατά

συνέπεια μπορεί να αποτελέσουν και «μέσο πληροφόρησης» του κοινού.