ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

ΔΠΜΣ: ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ

ΜΑΘΗΜΑ: ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΥΔΑΤΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ

Εργασία 1: Κατάστρωση μοντέλου λειτουργίας ταμιευτήρα για διάφορες χρήσεις νερού

Δίνεται η παρατηρημένη χρονοσειρά μηνιαίων εισροών ταμιευτήρα, για τα υδρολογικά έτη 1961-62 έως 2009-10 (49 έτη). Η στάθμη υδροληψίας είναι στα +776.0 m, ενώ η στάθμη υπερχείλισης στα +792.0 m. Το απόθεμα του ταμιευτήρα (σε hm³) εκτιμάται από την εξίσωση s = 8.554 (z – 770)^1.211, όπου z η απόλυτη στάθμη σε m.

(1) Καταστρώστε το μοντέλο μηνιαίας λειτουργίας του ταμιευτήρα για την περίοδο 1961-2010, με την υπόθεση: (α) ετήσιας υδρευτικής ζήτησης 150 hm³, η οποία κατανέμεται ομοιόμορφα όλους τους μήνες του έτους, και (β) ετήσιας αρδευτικής ζήτησης 150 hm³, η οποία ακολουθεί την εξής ποσοστιαία κατανομή κατά την αρδευτική περίοδο:

Απρίλιος	Μάιος	Ιούνιος	Ιούλιος	Αύγουστος	Σεπτέμβριος	Σύνολο
5%	12%	23%	30%	26%	4%	100%

Για κάθε μία από τις παραπάνω περιπτώσεις:

o Απεικονίστε τις μηνιαίες χρονοσειρές στάθμης, αποθέματος, εκροών και υπερχειλίσεων.

o Εκτιμήστε τα ελλείμματα νερού που προκύπτουν και την αντίστοιχη πιθανότητα αστοχίας, σε μηνιαία και ετήσια βάση.

o Αν το μοναδιαίο όφελος από την διάθεση του νερού είναι 0.10 €/m³ και το κόστος των ελλειμμάτων, λόγω της ανάγκης ενεργοποίησης εφεδρικών πηγών, είναι τριπλάσιο, εκτιμήστε την μέση ετήσια οικονομική απόδοση του συστήματος.

(2) Για κάθε μία από τις παραπάνω χρήσεις νερού, απεικονίστε τη σχέση ετήσιας ασφαλούς απόληψης – αξιοπιστίας, εξετάζοντας διαφορετικές τιμές ετήσιας ζήτησης νερού.

(3) Επαναδιατυπώστε το μοντέλο λειτουργίας του ταμιευτήρα, με την υπόθεση ότι χρησιμοποιείται για παραγωγή Υ/Η ενέργειας. Δίνονται τα ακόλουθα τεχνικοοικονομικά στοιχεία:

o Μηνιαίος στόχος παραγωγής ενέργειας: 18 GWh

o Μηνιαία παροχετευτικότητα στροβίλων: 30 hm³

o Υψόμετρο εξόδου αγωγού φυγής: +200 m

o Ειδική ενέργεια: 0.23 GWh/hm⁴

o Τιμή πώλησης εγγυημένης ενέργειας: 0.10 €/GWh

o Τιμή πώλησης δευτερεύουσας ενέργειας: 0.05 €/GWh

o Ρήτρα ελλείμματος ενέργειας: 1.0 €/GWh

Για τα παραπάνω δεδομένα:

o Απεικονίστε τις μηνιαίες χρονοσειρές στάθμης, αποθέματος, εκροών από τους στροβίλους, υπερχειλίσεων και παραγωγής ενέργειας.

o Απεικονίστε την καμπύλη διάρκειας – παραγωγής ενέργειας

o Εκτιμήστε το μέσο ετήσιο όφελος από την παραγωγή ενέργειας.

(4) Σχολιάστε πώς διαφοροποιείται η λειτουργία και επίδοση του ταμιευτήρα για κάθε χρήση νερού.

Υπόδειξη: Σε όλες τις αναλύσεις, θεωρήστε αρχική στάθμη κατά την έναρξη της προσομοίωσης στα +782.0 m.

© Α. Ευστρατιάδης, 2017