Obuka za korišćenje vodoprivrednog modela sliva Drine u ... trening 1 - predavanja.pdf · Vodoprivredni sistemi VODOPRIVREDNI SISTEMI - prirodni vodeni sistemi i svi veštački

Obuka za korišćenje vodoprivrednog modela sliva Drine u programu WEAP

Jasna Plavšić, Tina Dašić, Ivan Milovanović i Marko Ivetić Univerzitet u Beogradu – Građevinski fakultet

WORLD BANK – SUPPORT TO WATER RESOURCES MANAGEMENT IN THE DRINA RIVER BASIN

SVETSKA BANKA – PODRŠKA UPRAVLJANJU VODNIM RESURSIMA NA SLIVU REKE DRINE

Program obuke

Uvod: O vodoprivrednim sistemima i proračunu bilansa vodoprivrednog sistema

Deo I: Upoznavanje sa programom WEAP

• WEAP – mogućnosti i ograničenja, osnovni koncepti

• Vežba 1: Formiranje područja za analizu

• Vežba 2: Osnovni alati u WEAP-u

• Vežba 3: Scenariji

• Vežba 4: Izvori snabdevanja vodom

• Vežba 5: Podaci i prikaz rezultata

• Vežba 6: Akumulacije i hidroenergetika

Deo II: Vodoprivredni model sliva Drine

• Prikaz modela (konfiguracija, postavke)

• Prikaz rezultata

WEAP obuka, Beograd 24-26.1.2017.

O VODOPRIVREDNIM SISTEMIMA I PRORAČUNU BILANSA VODOPRIVREDNOG SISTEMA

Uvod:


Vodoprivredni sistemi

VODOPRIVREDNI SISTEMI - prirodni vodeni sistemi i svi veštački sistemi koji su namenjeni korišćenju voda, zaštiti voda i zaštiti od voda.

VODOPRIVREDA - organizovana aktivnost na vodama kojom se ostvaruje plansko iskorišćavanje vodnih resursa, njihova zaštita i zaštita od štetnog delovanja voda.

1896. WEAP obuka, Beograd 24-26.1.2017.

Opis vodoprivrednih sistema

Sistem posmatramo preko resursa i potreba. VS možemo opisati odgovarajućim preslikavanjima na relaciji vodni resursi potrebe za vodom i uređenjem vodnih režima

Voda prisutna na slivu: V = L, Q, K Voda prisutna na slivu: V = L, Q, K

L - lokacija resursa Q - količina resursa K - kvalitet resursa

Potrebe za vodom: Vz = Lz, Qz, Kz Potrebe za vodom: Vz = Lz, Qz, Kz

Voda iskoristiva kao resurs: VR = V, US Voda iskoristiva kao resurs: VR = V, US

US = GU, HU, EU, SU, KU, ZU, MU,...

GU - geotehnički uslovi; HU - hidrograđevinski uslovi, EU - ekonomski uslovi, SU - uslovi vezani za socijalno i urbano okruženje, KU - uslovi vezani za kulturološko okruženje, ZU - uslovi zaštite ekosistema, MU - uslovi iz međunarodnih obaveza, ...

V VR Vz

US VS,U

VR V

Vodoprivredni sistemi se definišu preslikavanjem: Vz = T VR

T - operator preslikavanja, opisuje vodoprivredni sistem, tj. operator VS (upravljanje)

T = Ta, Tb Ta - definiše fizičke komponente VS (hardver sistema: akumulacije, HE, putevi) Tb - upravljački deo sistema (softver sistema) WEAP obuka, Beograd 24-26.1.2017.

Upravljanje vodoprivrednim sistemima

proces upravljanja: , M, J, L U proces upravljanja: , M, J, L U - ciljna struktura M - matematički model J - kriterijumi za vrednovanje L - uslovi / ograničenja

Integralno uređenje, korišćenje i zaštita teritorije sliva Integralno uređenje, korišćenje i zaštita teritorije sliva

Socijalni ciljevi

Socijalni ciljevi

Privredni ciljevi

Privredni ciljevi

Ekološki ciljevi

Ekološki ciljevi

Ekonomski ciljevi

Ekonomski ciljevi

Urbani ciljevi

Urbani ciljevi

Vodoprivredni ciljevi

Vodoprivredni ciljevi

Snabdevanje naselja vodom Snabdevanje naselja vodom

Snabd. industrije vodom Snabd. industrije vodom

Hidroenergetika Hidroenergetika

Melioracije Melioracije

Uređenje vodnih režima Uređenje vodnih režima

Zaštita kvaliteta vode Zaštita kvaliteta vode

. . .

Kulturološki ciljevi

Kulturološki ciljevi



proces upravljanja: , M, J, L U proces upravljanja: , M, J, L U - ciljna struktura M - matematički model

J - kriterijumi za vrednovanje L - uslovi / ograničenja

dobit

J: I = SE max

J: I = SD(E) max

Kriterijumom se definiše kvalitet upravljanja VS-om, on predstavlja meru za vrednovanje rešenja i izbor opt. varijante.

Optimalno rešenje po kom kriterijumu? Ne postoji bezlični optimum!

Definisanje ciljne funkcije u najopštijem obliku:

k

0

t

t

kk0 )t,s(kdt)t,b,a,s,u,s(hI

vrednovanje prolaska kroz stanja

vrednovanje krajnjeg stanja

k

0

t

t

kk )t,s(k

za duže vremenske intervale:



proces upravljanja: , M, J, L U proces upravljanja: , M, J, L U - ciljna struktura

M - matematički model J - kriterijumi za vrednovanje L - uslovi / ograničenja

Upravljanje eksperimentom na sistemu Fizička simulacija sistema i upravljanja Matematička simulacija VS Optimizacione metode

Osobine modela

Redukovan sistem – razmatra se deo fenomena koji nas zanima sa određenim stepenom detaljnosti

Različitim modelima mogu se opisati isti aspekti izučavanog sistema, sa različitim opsegom upotrebljivosti

Model ima ulogu “sistema za navođenje” u planiranju

Treba da pomogne planeru ne da ga zameni



proces upravljanja: , M, J, L U proces upravljanja: , M, J, L U - ciljna struktura

M - matematički model J - kriterijumi za vrednovanje L - uslovi / ograničenja

Definisanje ciljeva< ,M ,J,L>

u(t)= W(u , , ,xt - y z ^ ^,y,t)

UDS (DUO)

.q= (y,q, ,t)

y'(t)= (q, )

IDS

UIDS

ds__dt

= f(s,u,x,a,b,v,t)s(t )= sy= g(s,u)

o o

FDS

x(t)= F(x , s, R, t)= (v , R , t)

^

^t -

t- 1

v(t)

ESTIMATOR

v̂x̂

(t)

yz

sz

y'

v xv

x

y

y

u(t)



proces upravljanja: , M, J, L U proces upravljanja: , M, J, L U - ciljna struktura M - matematički model J - kriterijumi za vrednovanje L - uslovi / ograničenja

PODELA PREMA VREMENU OBUHVAĆENOM UPRAVLJANJEM

1) OPERATIVNO UPRAVLJANJE Gotov sistem - u realnom vremenu Zadatak analize - brzo reagovanje

2) TAKTIČKO UPRAVLJANJE

Optimizacija i upravljanje Srednjeročnog karaktera (sezonsko, višegodišnje)

3) STRATEGIJSKO UPRAVLJANJE

Dugoročnim razvojem vodoprivrede Usmeravanje rasta i razvoja VS, upravljanje potrošnjom, definisanje strategije u okviru korišćenja, zaštite voda i zaštite od štetnog delovanja voda

1

2

3


Proračun bilansa VS

isporuka vode:

nizvodni protok: Qniz,i = Qdot,i – yi

protok u profilu zahvata: Qdot,i = Quzv,i + Qms,i

isporuka vode:

nizvodni protok: Qniz,i = Qdot,i – yi

Kontrolni profil (Qep)

Qnas,i ; Qdot,i Qnas,i

Qdot, i ; Qdot, i Qnas,i yi =

Qnas,i ; Qdot,i Qnas,i

Qdot,i ; Qdot,i Qnas,i yi =


jed. stanja: si = si-1 + Qdot,i – yi – gi

jed. isporuke vode: yi =

jed. prelivanja: di =

Qnas,i ; Qdot,i + si-1 Qnas,i

Qdot, i + si-1 ; Qdot, i + si-1 Qnas,i

0 ; Qdot,i + si-1 – Qnas,i Vkor

Qdot,i + si-1 – (Qnas,i Vkor) ; Qdot,i + si-1 – Qnas,i > Vkor


ograničenja:

0 si Vkor

Qnas,min,i yi Qnas,i

Qkp Qep,i



kriterijumska funkcija – J: ekstremum I(s, y, t) {y}


jed. stanja: si = si-1 + Qdot,i – Qpot,i – gi



Qpot,i ; Qdot,i + si-1 Qpot,i

Qdot, i + si-1 ; Qdot, i + si-1 Qpot,i

0 ; Qdot,i + si-1 – Qpot,i Vkor

Qdot,i + si-1 – (Qpot,i Vkor) ; Qdot,i + si-1 – Qpot,i > Vkor

ukupna isporuka vode iz akumulacije: Qpot,i = Qniz,i + yn,i + yp,i

ispuštanje nizvodno od akumulacije:

Qniz,i =


0 ; di Qep,i

Qep,i – di ; 0 < di Qep,i

Qep,i ; di 0

yn,i ; yp,i ; Qniz,i ograničenja:

0 si Vkor

Qnas,min,i yn,i Qnas,i

Qpolj,min,i yp,i Qpolj,i

Qkp Qep,i



jed. stanja: si = si-1 + Qdot,i – Qpot,i – gi



Qpot,i ; Qdot,i + si-1 Qpot,i

Qdot, i + si-1 ; Qdot, i + si-1 Qpot,i

0 ; Qdot,i + si-1 – Qpot,i Vkor

Qdot,i + si-1 – (Qpot,i Vkor) ; Qdot,i + si-1 – Qpot,i > Vkor

ukupna isporuka vode iz akumulacije: Qpot,i = Qniz,i + yn,i + yp,i

ispuštanje nizvodno od akumulacije:

Qniz,i =


0 ; di Qep,i

Qep,i – di ; 0 < di Qep,i

Qep,i ; di 0

yn,i ; yp,i ; Qniz,i ograničenja:

0 si Vkor

Qnas,min,i yn,i Qnas,i

Qpolj,min,i yp,i Qpolj,i

Qkp Qep,i


y2n [1] [2]



Tok proračuna: Uzvodni deo sistema → nizvodni deo sistema


UPOZNAVANJE SA PROGRAMOM WEAP

Deo I:


Sadržaj

Šta je WEAP

Kako WEAP radi

Mogućnosti WEAP-a

WEAP interfejs

• Osnovni delovi programa

• Komponente sistema

• Opisivanje potreba za vodom i raspoloživih voda

• Opisivanje hidroloških procesa

• Scenariji


Šta je WEAP

WEAP = Water Evaluation And Planning System

WEAP je softverski alat za analizu rada vodoprivrednih sistema

• proračun bilansa raspoloživih količina vode i potrošnje vode

• primenljiv i na složene sisteme

• služi za razmatranje različitih varijanti sistema i upravljačkih strategija (scenarija)

Podrška procesu planiranja

• ne može da zameni iskusne planere, već im pomaže u donošenju odluka


Šta je WEAP

Razvijen u Stockholm Environment Institute (SEI)

Koristi se širom sveta

Besplatan za državne, akademske i neprofitne institucije u zemljama u razvoju

Služi za razvoj modela VS, kao baza podataka i za razmatranje scenarija

Fleksibilan, user-friendly

www.weap21.org

forum

dokumentacija: Tutorial; User Guide

licenciranje


http://www.weap21.org/

Kako WEAP radi

Sistem se opisuje pomoću čvorova i veza između čvorova

• Čvorovi: akumulacije, HE, potrošači, zahvati, ispusti, itd.

• Veze: reke, dovodne i povratne veze (zahvatanja i ispuštanja)

Zadaju se prioriteti za snabdevanje korisnika vodom

• prioritet potrošača određuje redosled zadovoljavanja njihovih potreba

• prioritet izvora snabdevanja određuje odakle se voda uzima

Ograničenja se zadaju kao kapaciteti veza, izvorišta, zahtevani protoci...

WEAP koristi algoritme linearnog programiranja za proračun raspodele vode u svakom vremenskom koraku prema zadatim prioritetima i ograničenjima sa ciljnom funkcijom da se maksimizira obezbeđenost isporuke vode korisnicima


Mogućnosti WEAP-a

Simulacije bilansa u vodoprivrednom sistemu omogućavaju razmatranje različitih varijanti sistema i scenarija

Vrednovanje varijanti kroz procenat zadovoljenja potreba, nestašice vode, hidroenergetsku proizvodnju, troškove proizvodnje...

Ovakve simulacije i analize su podloga za planiranje i upravljanje na strateškom nivou


Mogućnosti WEAP-a

Šta WEAP može

Strateško planiranje na lokalnom, nacionalnom ili regionalnom nivou

Analiza potreba za vodom

Analiza raspodele vode korisnicima

Šta WEAP ne može

Operativno upravljanje na dnevnom ili časovnom nivou

Optimizacija raspodele vode prema finansijskim kriterijumima


Primeri mogućih analiza u WEAP-u

Analiza ugroženosti snabdevanja vodom

• varijante baznih scenarija za analizu osetljivosti na uticaj demografskih, tehnoloških, klimatoloških i hidroloških faktora

Analiza adaptacije

• varijante upravljačkih scenarija za razmatranje varijanti raspodele vode korisnicima kao adaptacija na ugroženost u budućnosti

• razmatranje posledica konfliktnih zahteva u višenamenskim sistemima

• analiza posledica predviđenih mera ili odluka (stepen obezbeđenosti potreba za vodom, mogućnosti za hidroenergetsku proizvodnju, kvalitet voda, troškovi...)


WEAP interfejs

Shematski prikaz konfiguracije

sistema

Shematski prikaz konfiguracije

sistema Podaci o sistemu Podaci o sistemu

Rezultati proračuna Rezultati proračuna

Skupovi izabranih rezultata za

razmatranje scenarija

Skupovi izabranih rezultata za

razmatranje scenarija WEAP obuka, Beograd 24-26.1.2017.

Unos komponenti povlačenjem

sa menija

WEAP interfejs: Schematic

Kartografske podloge

Treba uključiti sve objekte prema planiranim scenarijima WEAP obuka, Beograd 24-26.1.2017.

Komponente sistema

Reke Derivacije toka Čvorovi na rekama

• dotok (headflow) • akumulacije sa i bez HE • protočne HE • mesta zahvatanja • mesta ispuštanja • mesta skretanja toka (za derivacije) • zahtevani (ekološki) protoci • merna mesta

Čvorovi van reka • potrošači • izvorišta podzemnih voda • PPOV • slivovi

Veze • dovodne veze • povratne veze • infiltracija

Reke Derivacije toka Čvorovi na rekama

• dotok (headflow) • akumulacije sa i bez HE • protočne HE • mesta zahvatanja • mesta ispuštanja • mesta skretanja toka (za derivacije) • zahtevani (ekološki) protoci • merna mesta

Čvorovi van reka • potrošači • izvorišta podzemnih voda • PPOV • slivovi

Veze • dovodne veze • povratne veze • infiltracija


Osnovni parametri sistema

Početna godina i vremenski horizont

„Current Accounts“ – početno stanje sistema u početnoj godini (za sva scenarija)


Unos podataka na različite načine i njihov grafički i tabelarni prikaz

Unos podataka na različite načine i njihov grafički i tabelarni prikaz

WEAP interfejs: Data



Granata struktura podataka

Granata struktura podataka

Grupe podataka

Grupe podataka



Primeri podataka za pojedine komponente

• Reke: dotok u uzvodni čvor

• Rečne deonice: dotok sa slivne površine deonice

• Potrošački čvorovi: broj korisnika, specifična potrošnja, gubici, % vode koja se ne vraća u sistem, prioritet potrošača

• Akumulacije: zapremina, početna zapremina, kriva zapremine, isparavanja, karakteristični nivoi, bafer zone, prioritet za punjenje akumulacije)

• Dovodne veze: maksimalni protoci, prioritet izvora snabdevanja

• Povratne veze: transformacija (% vode koji se vraća u sistem)

• itd.

Podaci se mogu i učitavati iz spoljnih fajlova


Potrebe za vodom – potrošački čvorovi

Snabdevanje naselja vodom

Snabdevanje industrije vodom

Poljoprivreda – navodnjavanje

Podaci • Naselja: broj stanovnika i

specifična potrošnja

• Industrija: potrebe za vodom

• Poljoprivreda: navodnjavana površina i norma navodnjavanja

• Unutargodišnja raspodela

• % vode koja se ne vraća u sistem (Consumption)

• Gubici na distributivnoj mreži


Raspoložive vode – izvori snabdevanja

Reke

• uključuju i skretanja toka (derivacije, kanali, cevovodi)

Podzemne vode

Dovodi i ispusti (dovodne i povratne veze)


Izvorišta podzemnih voda

Podaci

• Kapacitet izvorišta (zapremina PV)

• Maksimalno zahvatanje

• Prirodno prihranjivanje PV


Raspoložive vode – reke

Reke – podkomponente

• Akumulacije

– sa pripadajućim pribranskim HE

• Zahtevani protoci

• Rečne deonice

– zadaje se prirodni dotok sa slivne površine date deonice

• Merna mesta

– za kontrolu ili kalibraciju


Akumulacije

Akumulacije

• fizičke karakteristike: zapremina, kriva zapremine...

• karakteristični radni nivoi

• podaci o HE: instalisani protok, kota donjevode, koef. korisnog dejstva...

• prioriteti za punjenje akumulacije


Zahtevani protoci

Zahtevani protoci


Rečne deonice

Rečne deonice

• element za bilans voda za slivnu površinu razmatrane deonice

• učitavanje podataka o površinskom i podzemnom oticaju ako se koristi spoljna hidrologija


Hidrološki procesi

Spoljna hidrologija (Read-from-file) • Osmotreni ili sintetički hidrološki podaci kao vremenske serije

• Učitavanje iz spoljnih fajlova

WEAP kao model padavine-oticaj • Semidistribuirani hidrološki model

• Zahteva klimatološke ulaze (padavine, temperature, brzinu vetra, zračenje...)

• Zahteva kalibraciju i verifikaciju

Tipske hidrološke godine (Water-Year Method) • Definiše se „normalna“ godina

• Definišu se tipske hidrološke godine od veoma sušne do veoma vodne u odnosu na normalnu godinu (5 tipova)

• Formira se niz tipskih godina za svaku godinu u razmatranom scenariju


WEAP interfejs: Results

Prikaz rezultata proračuna

grafički, tabelarno, na

karti

Pokretanje proračuna klikom na

Results


WEAP interfejs: Results


WEAP interfejs: Scenario Explorer

Formiranje scenarija (zajednička početna

godina i početna konfiguracija sistema)


WEAPinterfejs: Scenario Explorer

Prikaz izabranih rezultata

(favorites) i analiza uticaja promena po scenarijima


Druge mogućnosti WEAP-a

WEAP ima ugrađene veze prema modelima:

• MODFLOW – model tečenja podzemnih voda

• Qual2K – model transporta zagađenja u površinskim vodama

Pozivanje WEAP-a iz drugih aplikacija

• PEST – softver za optimizaciju parametara tj. kalibraciju modela

• Visual Basic

• CARS – scenario analysis


VODOPRIVREDNI MODEL SLIVA DRINE Deo II:


Vodoprivredni model sliva Drine u WEAP-u

Savremeni alati za simuliranje različitih scenarija su neophodni za postizanje ciljeva integralnog upravljanja rečnim slivovima i strateškog planiranja

Uspostavljanje vodoprivrednog modela je jedan od ključnih koraka u dostizanju ovih ciljeva za sliv Drine

Razvijeni model omogućava razmatranje različitih varijanti upravljanja vodama na slivu Drine kroz sagledavanje niza razvojnih i klimatskih scenarija

Model je razvijen u softveru WEAP

• besplatan za državne institucije zemalja u razvoju

• omogućava proračun bilansa voda, uključujući prirodne dotoke i potrebe korisnika voda


Okvir za razvoj modela

Razvojni scenariji (varijante konfiguracije

sistema)

Razvojni scenariji (varijante konfiguracije

sistema)

Socio-ekonomski scenariji


Klimatski scenariji Klimatski scenariji

Hidrološki model Hidrološki model

Vodoprivredni model – WEAP Vodoprivredni model – WEAP

Vrednovanje varijanti i scenarija Vrednovanje varijanti i scenarija


Razvojni scenariji

Management scenario in WEAP

Development scenario

BiH Montenegro Serbia

Green Growth Green Growth

Višegrad, B. Bašta, Zvornik Green Growth Piva, Ak. Otilovići

Green Growth Uvac, Kokin Brod, Bistrica, Potpeć, B. Bašta, Zvornik

Middle 1

Reduced Hydropower per Sava RBMP

Mrsovo, HE-RHE Buk Bijela, Foča, Ustikolina Follows Energy

Development Strategy Komarnica, Kruševo, HE

Otilovići

Reduced/Optimized Hydropower

Brodarevo 1, Rekovići, Dubravica, Rogačica,

Tegare, Kozluk Middle 2

Reduced Hydropower over longer time frame

Paunci, Goražde, Dubravica

Middle 3 Hydropower Maximisation

Sutjeska, Vikoč, Rogačica, Tegare, Kozluk,

Drina 1, 2, 3 Full HPP

Hydropower Maximisation

Andrijevica, Lukin Vir

Hydropower Maximisation

Brodarevo 2, Drina 1, 2, 3



Socio-economic category Scenario BiH Montenegro Serbia

Population growth rate1

Real growth -0.9945% -1.16% -0.7%

Flat 0% 0% 0%

High +0.1812% +1.07% +0.9%

Industrial production growth rate2 +3-5% -1.5% /

Agricultural production growth rate2 +5.3% / +3%


Klimatski scenariji

Dva scenarija prema 5. izveštaju IPCC: RCP 4.5 i RCP 8.5

Ansambl od 4 GCM/RCM modela

Model Institute GCM RCM

Model 1 CNRM CM5 ALADIN 5.2

Model 2 CMCC CM CCLM 4-8-19

Model 3 LMD IPSL-CM5A-MR LMDZ

Model 4 GUF MPI-ESM-LR CCLM 4-8-18


Hidrološki model

HIS Drina (Institut za vodoprivredu „Jaroslav Černi“)

• Model razvijen na osnovu podataka o P, T, Q za 1970-1984

• Kalibracija 1971-1977, verifikacija 1978-1984

• Kalibracija na profilima 11 hidroloških stanica

Padavine, temperature

Hidrološki model Simulirani hidrogrami

• rezultati simulacija na 123 profila („hidroprofili“)

• podela na površinski i bazni oticaj


Vremenski okviri i verzije modela

WEAP model version

Management scenario Time horizons

Hydrologic input Model versions

Preliminary DRB-WRM model

Current Accounts Reference Scenario

1979 1980-1984

Simulated hydrology with observed climate

1

Baseline DRB-WRM model

Current Accounts Reference Scenario (Green Growth)

1962 1963-1990

Simulated hydrology with simulated climate

4

Future DRB-WRM model

Current Accounts Green Growth Middle 1, Middle 2, Middle 3 Full HPP

2012 2013-2070 2013-2070 2013-2070

4 for RCP 4.5 4 for RCP 8.5


Klim. model 1

Klim. model 2

Klim. model 3

Klim. model 4

Hidrologija 1

Hidrologija 2

Hidrologija 3

Hidrologija 4

WEAP

Referentni scenario (1961-1990)

Hidrološki model

Rezlultati 1

Rezlultati 2

Rezlultati 3

Rezlultati 4

Klim. model 1

Klim. model 2

Klim. model 3

Klim. model 4

Hidrologija 1

Hidrologija 2

Hidrologija 3

Hidrologija 4

WEAP

Klimatski scenario RCP 4.5 (2011-2070)

Hidrološki model

Rezlultati 1

Rezlultati 2

Rezlultati 3

Rezlultati 4

Klim. model 1

Klim. model 2

Klim. model 3

Klim. model 4

Hidrologija 1

Hidrologija 2

Hidrologija 3

Hidrologija 4

WEAP

Klimatski scenario RCP 8.5 (2011-2070)

Hidrološki model

Rezlultati 1

Rezlultati 2

Rezlultati 3

Rezlultati 4

Lanac modela Ansambl od 4 klimatska modela, 2 klim. scenarija + refer. period

Ukupno 12 klimatskih, hidroloških i vodoprivrednih simulacija

Za svaki period razmatra se medijana ansambla


WEAP model sliva Drine

Komponente modela

• Korisnici voda (stanovništvo, industrija, poljprivreda)

• Izvorišta podzemnih voda

• Akumulacije

• Hidroelektrane (pribranske, protočne, derivacione; reverzibilne indirektno)

– potrebe za energijom!

• Zahtevi za ekološkim minimalnim protocima

• Hidrološki ulaz

– rezultati hidroloških simulacija modelom „HIS Drina“ na oko 80 profila

• Veze između komponenti (zahvati i ispuštanja)

Vremenski korak od mesec dana


Potrošači

Komunalno snabdevanje vodom – javni vodovodni sistemi

Snabdevanje industrije vodom – trenutno nije uzeto u obzir u Srbiji

Navodnjavanje

• modelirano kao potpuni gubitak vode za navodnjavanje


Hidroenergija

Hidroelektrane sa akumulacijama

• Način proračuna u WEAP-u!

• Za akumulacije sa značajnijim izravnanjem i za derivacione HE mora se zadati potrebna energetska proizvodnja

Protočne HE

Zahtevani min. protoci


Rečne deonice - podslivovi

Rečne deonice

• Bilans voda za deonicu/podsliv u WEAP-u

Ulaz

Izlaz

Doprinos podsliva

Podzemni oticaj

Perkolacija (prihranjivanje izdani)

Površinski oticaj

Izlaz = Ulaz + Površinski oticaj (Surface Water Inflow) + Podzemni oticaj ka reci (Groundwater Inflow)

– Podzemni oticaj od reke (Groundwater Outflow)



Rečne deonice

• površinski i podzemni dotok sa podsliva iz hidrološkog modela

Podsliv bez izvorišta PV

Podsliv sa izvorištem PV

Qpovr + Qpodz

Q’ = Qpovr, Q” = Qpodz



Rečne deonice

• površinski i podzemni dotok sa podsliva iz hidrološkog modela

Promenljiva u WEAP-u Komponenta hidrološkog modela „HIS Drina“

Podsliv bez izvorišta podzemnih voda

Podsliv sa izvorištem podzemnih voda

Surface water inflow (za deonicu)

Qpovrs + Qpodz Qpovrs

Groundwater inflow (za deonicu)

0 Qpodz

Natural recharge (za izvorište PV)

– Perkolacija



Rečne deonice

• struktura ulaznih fajlova iz hidrološkog modela

Kolona Naziv Opis

1 padavine [mm] Padavine na podslivu u milimetrima

2 sneg [mm] Padavine u obliku snega na podslivu u milimetrima

3 Ecan [mm] Isparavanje sa vegetacije (intercepcija) u milimetrima

4 Esub [mm] Istaparavanje iz snežnog pokrivaća (sublimacija) u milimetrima

5 Es [mm] Isparavanje iz tla u milimetrima

6 Et[mm] Transpiracija u milimetrima

7 Qsurf [mm] Površinski oticaj u milimetrima

8 Wperc [mm] Perkolacija (procurivanje ka podzemnoj vodi) u milimetrima

9 Rint [mm] Padavine umanjene za intercepciju u milimetrima

10 SW [mm] Zemljišna vlaga u milimetrima

11 Qsurf [m3/s] Površinski oticaj sa podsliva u m3/s

12 Qbase [m3/s] Oticaj podzemnih voda (bazni pticaj) sa podsliva u m3/s

13 Qsurf_upstream [m3/s] Površinski oticaj na izlazu sa podsliva, uključujući sve uzvodne podslivove, u m3/s

14 Qbase_upstream [m3/s] Podzemni oticaj na izlazu sa podsliva, uključujući sve uzvodne podslivove, u m3/s

15 Qmin_upstream [m3/s] Minimalni dnevni protok u mesecu na izlaznom profilu sliva u m3/s

16 Qmax_upstream [m3/s] Maksimlani dnevni protok u mesecu na izlaznom profilu sliva u m3/s



Veza sa hidrološkim modelom: izlaz iz hidrološkog modela u hidroprofilima koji se poklapaju sa čvorovima u WEAP-u

• za rečne deonice: površinski i podzemni oticaj

• za akvifere: perkolacija čitanje iz CSV fajlova


Izvori snabdevanja – podzemne vode

Izvorišta grupisana za pojedine potrošače

Prihranjivanje akvifera iz hidrološkog modela

Zapremina PV i maksimalna izdašnost nepoznati – pretpostavljeno da su neograničeni

Početna zapremina pretpostavljena


Garantovani minimumi

Environmental Flow (m3/s)

Concession Country Planned HPP River

RS-BiH HPP "Visegrad" Drina 50

RS-BiH/S HPP, "Bajina Basta" Drina 50 RS-BiH/S HPP, "Zvornik" Drina 60

MNE HPP, "Piva" Piva 25 MNE HPP, "Otilovici" Cehotina 0.8

S HPP, "Uvac "("Sjenica") Uvac 0

S HPP, "Kokin Brod" Uvac 0

S HPP, "Radoinja-Bistrica" Uvac 14 S HPP, "Potpec" Lim 13.9


Garantovani minimumi

Technical document

RS-BiH reg.

Serbia reg. MNE reg.

Planned HPP River All the year

All the year Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

HPP, "Sutjeska" Sutjeska 2.07 2.07

HPP, "Otilovici" Cehotina 0.8 1.27 1.27 1.27 1.27 1.27 1.27 1.27 1.27 1.27 1.27 1.27 1.27

HPP "Vikoc (Luke)" Cehotina 2.11 2.5 - - - - - - - - - - - -

HPP, "Falovici" Cehotina 2.58 2.58 - - - - - - - - - - - -

HPP, "Komarnica" Piva - 1.82 1.82 1.82 5.8 6.04 1.82 1.82 1.82 1.82 1.82 4.82 1.82

HPP, "Krusevo" Piva - 12.7 12.7 12.7 29.2 30.2 12.7 12.7 12.7 12.7 12.7 12.7 12.7

HPP, "Andrijevica" Lim 3.9 2.8 1.8 3.57 3.57 3.57 3.57 8.15 3.57 3.57 3.57 3.57 3.57 3.57 3.57

HPP, "Lukin Vir" Lim 4.9 9.2 3.7 - - - - - - - - - - - -

HPP, "Brodarevo I" Lim 10.4 10.1 6.9 10.4 10.4 10.4 25.2 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4

HPP, "Brodarevo II" Lim 10.4 10.1 6.9 10.4 10.4 10.4 25.2 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4

HPP, "Rekovici" Lim 13.9 18.2 9.2 - - - - - - - - - - - -

HPP, "Mrsovo" Lim 31.3 - - - - - - - - - - - - -


WEAP model sliva Drine

Model detaljno opisan u izveštaju

www.wb-drinaproject.com


http://www.wb-drinaproject.com/



Rezultati – Snabdevanje vodom

Naselja, industrija, poljoprivreda

• svuda zapreminska obezbeđenost 100% osim TERC Pljevlja

0.94

0.95

0.96

0.97

0.98

0.99

1.00

Green Middle 1 Middle 2 Middle 3 Full HPP

Dem

an

d C

overa

ge

RCP 4.5

1961-1990 2011-2040 2041-2070

0.94

0.95

0.96

0.97

0.98

0.99

1.00

Green Middle 1 Middle 2 Middle 3 Full HPP

Dem

an

d C

overa

ge

RCP 8.5

1961-1990 2011-2040 2041-2070


Rezultati – Garantovani minimumi

Na 37 lokacija u slivu; većinom se mogu kontrolisati

• u modelu: zahtevi na lokacijama ispod planiranih akumulacija utiču na uzvodne postojeće akumulacije

0.91

0.92

0.93

0.94

0.95

0.96

0.97

0.98

0.99

1

GreenGrowth

Middle 1 Middle 2 Middle 3 Full HP

Co

vera

ge

RCP 4.5

1961-1990 2011-2040 2041-2070

0.91

0.92

0.93

0.94

0.95

0.96

0.97

0.98

0.99

1

GreenGrowth

Middle 1 Middle 2 Middle 3 Full HPC

ov

era

ge

RCP 8.5

1961-1990 2011-2040 2041-2070

0.975

0.98

0.985

0.99

0.995

1

GreenGrowth


Co

vera

ge

RCP 4.5

1961-1990 2011-2040 2041-2070

0.975

0.98

0.985

0.99

0.995

1

GreenGrowth


Co

vera

ge

RCP 8.5

1961-1990 2011-2040 2041-2070

Gornja Tara

Ak. Brodarevo 2


Rezultati – Proizvodnja hidroenergije

Postepeno uključivanje planiranih HE od 2022 do 2050

3000

5000

7000

9000

11000

13000

2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070

Hyd

rop

ow

er

ge

nera

tio

n (

GW

h)

RCP 8.5

Green Growth Middle 1 Middle 2 Middle 3 Full HPP

3000

5000

7000

9000

11000

13000

2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070

Hyd

rop

ow

er

ge

nera

tio

n (

GW

h)RCP 4.5

Green Growth Middle 1 Middle 2 Middle 3 Full HPP


Rezultati – Proivodnja hidroenergije

Uticaj klime i efekat izabranog razvojnog scenarija

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

GreenGrowth

Middle 1 Middle 2 Middle 3 Full HPP

Hyd

rop

ow

er

gen

era

tio

n (

GW

h)

RCP 4.5

1961-1990 2011-2040 2041-2070

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

GreenGrowth


Hyd

rop

ow

er

gen

era

tio

n (

GW

h)

RCP 8.5

1961-1990 2011-2040 2041-2070

-12%

-10%

-8%

-6%

-4%

-2%

0%

2%

4%

MNE BiH SRB BiH/SRB DRB

Ch

an

ge in

HP

gen

era

tio

n

RCP 4.5

2011-2040 2041-2070

-12%

-10%

-8%

-6%

-4%

-2%

0%

2%

4%

MNE BiH SRB BiH/SRB DRB

Ch

an

ge in

HP

gen

era

tio

n

RCP 8.5

2011-2040 2041-2070

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%


Ch

an

ge in

HP

gen

era

tio

n

RCP 4.5

2011-2040 2041-2070

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%


Ch

an

ge in

HP

gen

era

tio

n

RCP 8.5

2011-2040 2041-2070

Ukupna proizvodnja Promena klime u odnosu na 1961-1990 / Green Growth

Uticaj izbora scenarija u odnosu na Green Growth


Aktivnosti vezane za model

Detaljna prezentacija modela održana u Bijeljini 29.11.2016.

• dobijen zahtev za dopunu modela – uključenje reverzibilne HE Buk Bijela

Napisan preliminarni izveštaj koji detaljno opisuje prvu verziju modela

• izveštaj ne obuhvata izmene i dopune modela prema komentarima i zahtevima nakon prezentacija po državama

Trening 24-26.1.2017. u Beogradu

• obuka korisnika za rad u WEAP softveru i upoznavanje sa modelom sliva Drine

Komentari na model i izveštaj

• do kraja februara 2017.

Izrada finalnog modela i finalnog izveštaja

• do kraja marta 2017.

Finalni trening za rad sa modelom, isporuka modela

• april 2017.


Documents

Obuka za korišćenje vodoprivrednog modela sliva Drine u ... trening 1 - predavanja.pdf · Vodoprivredni sistemi VODOPRIVREDNI SISTEMI - prirodni vodeni sistemi i svi veštački