Διαχείριση του Νερού στην Πόλη:κλείνοντας τον κύκλο

Χρήστος ΜακρόπουλοςΣχολή Πολιτικών Μηχανικών ΕΜΠ

Αστικό νερό

• Ύδρευση• Αποχέτευση• Απορροή Ομβρίων

Χωριστές ή συνδεδεμένες ροές;

• Μεταξύ τους αλλά και με άλλα συστήματα:– Τεχνικά (Ενέργεια,

Ασφάλεια)– Κοινωνικά (διοίκηση,

χρήστες, επαγγελματικοί φορείς)

– Φυσικά (Λεκάνη απορροής)

(Υπο)σύστημα Ύδρευσης

• Ζητήματα:– Αύξηση ζήτησης (Μη

βιώσιμη η συνεχής επέκταση)

– Αύξηση διαρροών (Ακριβές υποδομές)

– Απαίτηση υψηλότερης αξιοπιστίας (σε καθεστώς συνεχούς αβεβαιότητας)

802 000

1 124 000

1 379 000

1 831 000

2 540 000

3 027 000 3 071 000 3 163 000

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

50019

27-2

8

1931

-32

1935

-36

1939

-40

1943

-44

1947

-48

1951

-52

1955

-56

1959

-60

1963

-64

1967

-68

1971

-72

1975

-76

1979

-80

1983

-84

1987

-88

1991

-92

1995

-96

1999

-00

2003

-04

2007

-08

Ετή

σια

κα

τανά

λω

ση

νερ

ού (hm

3 )

Αδριά

νει

ο

υδρα

γω

γεί

ο κ

αι

πηγές

Μαραθώνας Υλίκη Μόρνος

Εύηνος (εκτροπή

)

Εύηνος (φράγμα)

Γεωτρήσεις

Αύξηση ζήτησης

0 10 20 30 km

π. Εύη

νος

π. Β. Κηφισός

π. Μόρνος

Μόρνος

Εύηνος

Μαραθώνας

Γεωτρήσεις

ΒασιλικώνΓεωτρήσεις Υλίκης

Γεωτρήσεις ΒΑ

Πάρνηθας

Υλίκη

Υδραγωγείο Μόρνου

Υδραγωγείο Υλίκης

Ενωτικό υδραγωγεί

ο

ΜΕΝ Μάνδρα

ςΜΕΝ

Περισσού

ΜΕΝ Κιούρκω

ν

ΜΕΝ Μενιδίου

Σήραγγα Ευήνου- Μόρνου

Αύξηση έκτασης

Διαρροές

• Με τους συνήθεις ρυθμούς αντικατάστασης των δικτύων ένας αγωγός πρέπει να μείνει εν λειτουργία γύρω στα 200 χρόνια.

• Επίπεδα διαρροών 20-50% (και) στη δυτική Ευρώπη…

• ΕΥΔΑΠ/Αθήνα: καλά, αλλά do nothing is no option…

(Υπο)σύστημα Αποχέτευσης• Αύξηση κατανάλωσης

νερού = περισσότερο νερό στην αποχέτευση

• (Φυσική) φθορά δικτύου• Επάρκεια βιολογικών

καθαρισμών (συνολικά – πχ διάθεση ιλύος…)

• Παρασιτικές εισροές: υπόγεια + παράνομες συνδέσεις (κυρίως ομβρίων…)

Ιωάννινα: Συνιστώσες παροχής δικτύου ακαθάρτων, 2008

(Υπο)σύστημα Ομβρίων• Βασικό ζήτημα:

– Υπεύθυνο για πολλούς θανάτους (περί τους 100 τα τελευταία 40 χρόνια) και επίφοβο για περισσότερους

– Απαιτητικό: οικονομικοί πόροι και έκταση αναγκαίων έργων

• Το κύριο πρόβλημα (προς το παρόν) δεν είναι τόσο η έλλειψη δικτύων ομβρίων, αλλά η υδραυλική ανεπάρκεια των αποδεκτών (π.χ. Κηφισός) και την απουσία έργων ανάσχεσης

Όμβρια: Αίτια

– Υπερβολική αστικοποίηση – πυκνή δόμηση χωρίς χώρους πρασίνου

– Επεμβάσεις στις κοίτες των φυσικών ρεμάτων (μπάζωμα) για ιδιωτική δόμηση

– Επεμβάσεις στις κοίτες των φυσικών ρεμάτων (κάλυψη) για δημόσια δόμηση (κυρίως διάνοιξη οδικών αξόνων)

– Έλλειψη νομοθεσίας (σε κλίμακα οικοπέδου/ζώνης αστικής ανάπτυξης) για «Μηδέν Πρόσθετη Απορροή»

– Ευκαιρία: Οδηγία για τις Πλημμύρες

Προοπτικές και Δυνατότητες: Ύδρευση

• Διαχείριση ζήτησης (βρύσες, καζανάκια, τιμολογιακή πολιτική, ενημέρωση)

• Εναλλακτικές ποιότητες – τοπική επαναχρησιμοποίηση «γκρι» νερού

• Χρήση νερού της βροχής (νέες στέρνες)

• Έξυπνες παρεμβάσεις αποκατάστασης /επιδιόρθωσης

1,5 l/flush !!

1/3 της ζήτησης είναι νερό για τη τουαλέτα

200λ/κ/η100λ/κ/η

Κατανομή Αστικής Ζήτησης

Showers5%

Baths15%

Washing machines

12%

Dishwashers4%

Outside taps6%

wash hand basins

8%

Toilets 34%

Kitchen sinks16%

• Περισσότερη από τη μισή ζήτηση δεν έχει λόγο να είναι πόσιμο!

• Εξωτερικές χρήσεις; (π.χ. Σύνδεσμος ύδρευσης Καρδίτσας > 1000 L/d/κάτοικο)

0

50

100

150

200

250

300

350

Country

Pe

r ca

pia

co

nsu

mp

tio

n (

lpd

)

Νερό 2 ταχυτήτων…

• Ανακυκλωμένο νερό για συγκεκριμένες χρήσεις

• Διαφορετικά όρια ποιότητας για κάθε χρήση (φυσικά)

• Ανακύκλωση σε τοπικό επίπεδο / αποκεντρωμένα συστήματα

Προοπτικές και Δυνατότητες: Αποχέτευση

• Η ανακύκλωση / διαχείριση ζήτησης βοηθάει και εδώ!

• Έξυπνες παρεμβάσεις αποκατάστασης/ επιδιόρθωσης:

• Χωρικοί αλγόριθμοι ορισμού προτεραιότητας αντικατάστασης

Κεντρική Επαναχρησιμοποίηση

• Ψυττάλειας: 700.000 m3/d!

• Χρήστες; • Κόστος/Τιμή;• Ενέργεια; (επεξεργασία

και διάθεση)• Τεχνολογίες;• Άλλες δυνατότητες

(τοπικής) επαναχρησιμοποίησης εντός Αττικής;

Νερό και Ενέργεια

• Δυνατότητες επέκτασης των μικρών Υ/Ε;

• Δυνατότητες microgeneration εντός του δικτύου διανομής;

• Άλλα ανανεώσιμα;• Pump-storage;• Άλλες ευκαιρίες –

σχέση με το δίκτυο ακαθάρτων;

Προοπτικές και Δυνατότητες: Όμβρια

• Διαχείριση στην «πηγή»: ήπια συστήματα (SUDS)

• Έξυπνες παρεμβάσεις αποκατάστασης /επιδιόρθωσης

• Διευθέτηση αποδεκτών και προστασία τους από δόμηση

• Επαναφορά (από-κάλυψη) ρεμάτων σε φυσική κατάσταση

• Αντι-ρύπανση (έλεγχος στη πηγή/καθαρισμός δρόμων/επεξεργασία απορροών με τεχνητούς βιότοπους

Δεξαμενές κατακράτησης

Πορώδη/Περατά πεζοδρόμια

Πράσινες οροφές• Κατακράτηση

μέρους απορροής• Εξάτμιση• Βιοκλιματικός

χαρακτήρας (Ενέργεια)

• Προσοχή: (σχεδόν μόνο για νέα κτήρια – μελέτη για το βάρος απαραίτητη)

Εργαλεία υποστήριξης αποφάσεων για διαχείριση του αστικού νερού

• Urban Water Optioneering Tool

• Cellular Automata• System Dynamics• Agent Based Modelling

Προσομοίωση του πλήρους αστικού κύκλου του νερού (UWOT)

Από τη βρύση στη πηγή

Ανάλυση στρατηγικών διαχείρισης ζήτησης

• Εισαγωγή από το χρήστη:– Τύποι σπιτιών

(με διαφορετικές τεχνολογίες)

– Γειτονιές (με διαφορετικούς τύπους σπιτιών)

– Πόλεις

0

11

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18Ref Mtr.

Opt Mtr.

Πιθανές Ερωτήσεις...Ποιό το όφελος από εγκατάσταση συγκεκριμένων τεχνολογιών σε συγκεκριμένα σπίτια (ή ποσοστό σπιτιών);

0

1

2

3

4

5

1 11 21 31 41 51 61 71 81

(m3 /s

)

Undisturbed Obs. RunoffH Dev. Sim. Runoff - OptimisedH Dev. Sim. Runoff - Conventional

10'

Αστική ανάπτυξη;

Potable water demand

0

1100

2200

0 5 10 15 20 25Years

m3 /d

Conventional

Innovative

Αρχικές απόπειρες με Cellular Automata,• Απλοί κανόνες μετάβασης• Αρκετά εμπειρικά

• Αριθμοί κατοίκων και σπιτιών• Τύποι δόμησης• Κήποι• Κοινωνικά/οικονομικά στοιχεία

Συστήματα υποστήριξης αποφάσεων

• Έξυπνης επέμβασης – συντήρησης

• Διαχείρισης δικτύων σε πραγματικό χρόνο

D

&-

&-

&-E093

E054E020

E054

&- Cello Logger

Customer

D Burst Location

Burst Occurrence

Likelyhood

very low

low

medium

high

very high

0 0.3 0.60.15 Miles© Crown Copyright/database right 2008.An Ordnance Survey/EDINA supplied service.

Από εκεί και πέρα...

• Εργαλεία ανάλυσης άλλων στρατηγικών: καμπάνιες, τιμές νερού, πολιτικά πλαίσια κτλ

• Agent Based Models

• Δυναμικά Συστήματα

Επίσης…

• Βασικό πρόβλημα στη διαχείριση νερού: καταλαβαίνουμε ότι υπάρχουν οι ροές αστικού νερού μόνο όταν κάτι πάει στραβά

• Είναι δύσκολο να ενδιαφερθείς για κάτι αόρατο!!

Έρευνα• TRUST: Κριτήρια Επιδόσεων, Νέες

Τεχνολογίες, Αναλυτικά εργαλεία για την επιλογή τεχνολογιών και την ανάλυση της επίπτωσης τους στη ζήτηση (αλλά και στην ενέργεια, στα υγρά απόβλητα κτλ) , Νέα business models, Roadmaps και σχέδια δράσης

• Υδρόπολη: Καλύτερη γνώση για τη πραγματική λειτουργία των τεχνολογιών (σε πραγματικές συνθήκες!), συγκεκριμένες προτάσεις για την αντιμετώπιση των κοινωνικών, οικονομικών και περιβαλλοντικών διαστάσεων της εφαρμογής τους, σύστημα για την αποκεντρωμένη παρακολούθηση των συστημάτων αυτών

Διαχείριση νερού τώρα;• Καλύτερη διαχείριση σημαίνει κοινωνία λιγότερο ευαίσθητη σε

φυσικές καταστροφές• Λιγότερα χρήματα για επενδύσεις/πρόληψη από ότι για

αντιμετώπιση.• Ευκαιρίες για ανάπτυξη (εξαγώγιμης) τεχνογνωσίας• Ευκαιρίες για νέες αγορές και άρα εργασία• Η καλύτερη διαχείριση δεν είναι αναγκαστικά πιο ακριβή:

– Ανανεώσιμη ενέργεια από υδροσυστήματα; – Μείωση ζήτησης ή ανάπτυξη νέων υποδομών– Νερό για αστικό πράσινο; (ποιότητα ζωής με μικρή επένδυση)– Προγραμματισμένες συντηρήσεις ή Ad hoc λύσεις– Σωστή τιμολόγηση νερού με επανεπένδυση εισπράξεων ή υπέρ-

τιμολογήσεις δημόσιων έργων;

Διαχείριση του Νερού στην Πόλη:έρευνα και θέματα αιχμής

Χρήστος ΜακρόπουλοςΣχολή Πολιτικών Μηχανικών ΕΜΠ

cmakro@mail.ntua.gr