Αστικά Υδραυλικά Έργα:Η αστική ζήτηση και η διαχείρισή της
Χρήστος Μακρόπουλος[email protected]
Εθνικό Μετσόβιο ΠολυτεχνείοΤομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος
Τι είναι η αστική ζήτηση;
Τι κάνατε από την ώρα που ξυπνήσατε (και τι γινόταν γύρω σας);
802 000
1 124 0001 379 000
1 831 000
2 540 000
3 027 000 3 071 0003 163 000
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
1927‐28
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
Ετήσια κατανάλωση νερού (hm
3 )
Ζήτηση της Αθήνας: Εξέλιξη κατανάλωσης, πληθυσμού και έργων
Αδριάν
ειο
υδρα
γωγείο
και π
ηγές
Μαραθώνας Υλίκη Μόρνος Εύηνος (εκτροπή)
Εύηνος (φράγμα)
Γεωτρήσεις
Πού βρίσκουμε όλο αυτό το νερό;
ΜEN ΓαλατσιουΜEN ΑχαρνωνΜEN ΠολυδενδριουΜEN Ασπροπυργου
Μπορούμε να παρέχουμε (για) πάντα όσο νερό ζητάει η Αθήνα;
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
300 325 350 375 400 425 450 475 500
Ετήσια ζήτηση υδρευτικού νερού (hm3)
Μέσ
η ετ
ήσια
δαπ
άνη
για
άντλ
ηση
(εκα
τ. ε
υρώ
)
Αξιοπιστία 95%
Αξιοπιστία 97%
Αξιοπιστία 99%
Και αν οχι, τι μπορούμε να κάνουμε γι αυτό;
Σημερινή ζήτηση: ≈420 hm3
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
198119
8219
8319
8419
8519
8619
8719
8819
8919
9019
9119
9219
9319
9419
9519
9619
9719
9819
9920
0020
0120
0220
0320
0420
0520
0620
0720
08Dom
estic
water dem
and (litres per person pe
r day)
Τι συνέβη εδώ;
Περίοδος ξηρασίας
Μια κοντινότερη ματιά στο διάγραμμα ζήτησης
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
350.0
400.0
450.0
1927
1928
1929
1930
1931
1932
1933
1934
1935
1936
1937
1938
1939
1940
1941
1942
1943
1944
1945
1946
1947
1948
1949
1950
1951
1952
1953
1954
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Wat
er c
onsu
mpt
ion
(cub
ic h
ecto
met
ers)
Marathon dam and aqueduct
Yliki aqueduct
Mornos reservoir and aqueduct Boreholes
Evinos diversion
Evinos reservoir
Population (x 10.000
inhabitants)
Water price changes
Awareness raising campaigns
Πίσω από τις ΜΕΝ:Από τι αποτελείται αυτή η ζήτηση;
Απώλειες Αθήνας: Εσωτερικό δίκτυο:
? Εκ του οποίου
μετρητές: 5‐10%;
Αρά:
Ζήτηση≠Κατανάλωση
(Μη ανταποδοτικό νερό)(Απώλειες)
(Πραγματικές)
(Φαινομενικές)
(Εξουσιοδοτημένη Κατανάλωση)
(IWA, 2000)
(Τιμολογούμενη)
(Μη τιμολογούμενη)
(Ανταποδοτικό νερό)
= διαρροές + υπερχειλίσεις
Δήμοι
Κλοπή
Μετρητές
Διαφορετική στρατηγική για κάθε κατηγορία: πχ. πραγματικές απώλειες1. Ζωνοποίηση και δημιουργία των DMAs (υδραυλικά
απομονωμένων περιοχών) 2. Εντοπισμός διαρροών (μετρήσεις πεδίου και μέτρηση νυχτερινής
ροής)3. Μειωμένος χρόνος απόκρισης επισκευής διαρροών.4. Διαχείριση της πίεσης. 5. Διαρροές στην ιδιοκτησία του καταναλωτή.
DMA: Yδραυλικά Απομονωμένες Ζώνες
• Μια είσοδο νερού με μετρητή ανά ζώνη
• Ζώνες 1000‐3000 σπίτια
• Χωρισμένες μεταξύ τους με βαλβίδες απομόνωσης
Τι πρέπει να προσέξουμε οταν κλείνουμε/απομονώνουμε περιοχές με βαλβίδες;
Εντοπισμός διαρροών και γρήγορη απόκριση
Ανάλυση και προσομοίωση σε επίπεδο ζώνης για εντοπισμό επιπέδου διαρροών
Εντοπισμός νέας διαρροής με δεδομένα σε πραγματικό χρόνο
Διαχείριση πίεσης
Τι θα γινόταν αν μειώναμε την πίεση;
Πως μπορούμε να μειώσουμε την πίεση στους αγωγούς;
Βαλβίδα μείωσης πίεσης
Η βαλβίδα κρατάει τη πίεση στην έξοδο σταθερή ακόμα και αν η πίεση στην είσοδο είναι μεγαλύτερη.
Το διάφραγμα μετακινείται λόγω της πίεσης στην έξοδο.
Μεγάλη πίεση (στην έξοδο) το ανεβάζει και αυτό συνεπάγεται οτι η (κόκκινη) βίδα ανεβαίνει και άρα λιγότερο νερό περνά και η πίεση πέφτει.
Εξαρτούμε την πίεση (στόχο) στην έξοδο με τη ζήτηση κατάντι.
Διαρροές στον καταναλωτή
Κάτι συμβαίνει εδώ! (03:00 – 05:00 ή 2‐4 για Αγγλία...)
Μπορούμε όμως εμείς (ή η ΕΥΔΑΠ ή και οι δύο) να το δούμε αυτό;
Ναι, αλλά χρειαζόμαστε εξυπνους μετρητές! (smart metering)
Κατανάλωση σε επίπεδο σπιτιού (ανάλυση 15 λεπτών)
Ιστορικά στοιχεία κατανάλωσης
Κατανάλωση ανα συσκευή
Πως ξέρω τι συσκευές υπάρχουν σε ένα σπίτι;
Βραδινές ώρες
Πρωινή αιχμή
Βραδινή αιχμή
Μ.Τ.
Τ.Α.
Τ.Α.
Ημερήσια κλίμακα Ωριαία κλίμακα
Δεκαπεντάλεπτη κλίμακαΚλίμακα λεπτού
ΜπάνιοΜπάνιο
Βρύση
WCWC
Βρύση
Κατανάλωση
Εκτιμώμενηδιαρροή
Κατανάλωση
Χρόνος (1 πμ – 4 πμ) κάθε μέρα
Μέση ελάχ
ιστη παρ
οχή (L/hr)
Εσείς ποιές ώρες της ημέρας θα ψάχνατε για διαρροή νερούστο σπίτι σας?
Μέση ελάχ
ιστη παρ
οχή (L/hr)
Χρόνος (1 πμ – 4 πμ) κάθε μέρα Χρόνος (1 πμ – 4 πμ) κάθε μέρα
Που μπορεί να οφείλεται αυτή η διαρροή?
Εντοπίζετε κάποια διαρροή?
Σύγκριση με ιστορικά στοιχεία Προειδοποίηση για πιθανή διαρροή (και πότε ξεκίνησε!) Προτείνετε έναν κανόνα για το σύστημα! Ποιά χρονοσειρά ωριαίων τιμών είναι ύποπτη;
Προειδοποίηση για πιθανή διαρροή
[00:15, 01:0, 02:0, 03:20, 04:0, 05:0, 06:0, 07:25, 08:30,…][00:5, 01:7, 02:0, 03:3, 04:3, 05:2, 06:2, 07:25, 08:30,…][00:5, 01:7, 02:0, 03:3, 04:3, 05:2, 06:2, 07:25, 08:0,…]
Και η μαθηματική προσομοίωση… μέσω παλμών
Δημιουργία εξαρτημένων χρήσεων μέσω ομαδοποιημένων παλμών
t1 t11 t2 t21t12 t13
x11x12 x21
x13
w11
w12 w21
w13
χρόνοςt22
w22
x22
χρόνος
Μεμονωμένα/ανεξάρτητα γεγονότα καταναλώσεωνt1 t4t2 t3
x11x12 x21
x13
w11
w12 w21
w13
χρόνος
χρόνος
t: χρόνος εμφάνισηςW: διάρκειαΧ: ρυθμός ζήτησης
Υπάρχουν αυτά στην Ελλάδα;
Νερό Νερό και Ενέργεια
Ποίο είναι το βέλτιστο επίπεδο διαρροών;
• Είναι το 0%;• Το οικονομικό επίπεδο διαρροών (Economic Level of Leakage: ELL)
• Ποιό το κόστος του νερού (και άρα το κόστος των απωλειών);
• Γιατί μειώνεται το κόστος των μέτρων (ανά κυβικό) όταν οι απώλειες μεγαλώνουν;
• Τι θα άλλαζε το σημείο του ελαχίστου;
• Μπορεί η γραμμή κόστους νερού να μην έχει ενιαία κλίση; Απώλειες
Κόστος
(νερού
+ μέτρω
ν)
Και αυτό είναι (μόνο) το μέρος των διαρροών ‐ τι γίνεται με τη κατανάλωση; Μπορούμε να την μειώσουμε και πως;
Αυτό ζητάμε από το υδροσύστημα
Μιλήσαμε για απώλειες
Με αυτό τι γίνεται;
Πόσο μπορεί να κυμαίνεται η κατανάλωση;
Η Ελλάδα… Οι ΗΠΑ γύρω στα 500 Και βέβαια μιλάμε για την Δύση.
Άρα υπάρχει μεγάλη ελαστικότητα στη ζήτηση (και εντός των απαιτήσεων ποιότητας ζωής)
Υπάρχει άραγε ελαστικότητα στη τιμή;
Πως αλλάζει η ζήτηση; Διαφορετικές συνιστώσες της ζήτησης μπορούν να μειωθούν με διαφορετικό τρόπο (τεχνολογικό ή μη) Γκρί νερό Συλλογή ομβρίων Συσκευές μείωσης ροής (ντους και νιπτήρες)
Συσκευές που χρησιμοποιούν λιγότερο νερό (πχ. καζανάκια 6 λίτρων)
Αλλαγή συμπεριφοράς/χρήσης των συσκευών που ήδη υπάρχουν
Ακόμα και οι τεχνολογίες όμως είναι θέμα συμπεριφοράς (πχ. η υιοθέτηση/αγορά τους!)
Χρειαζόμαστε πραγματικά πόσιμο νερό για τα καζανάκια; Η περίπτωση του γκρί νερού Πηγές γκρί νερού: Νιπτήρας Μπανιέρα Πλυντήριο ρούχων Νεροχύτες (όχι πάντα...)
Χρήσεις γκρί νερού: Καζανάκια Πότισμα Πλυντήριο ρούχων (όχι πάντα...)
Πόσο γκρί είναι το γκρί νερό;
Μπανιέρα ΝιπτήραςΠλυντήριορούχων Νεροχύτης
Πλυντήριο πιάτων
Και πόσο γκρί νερό παράγουμε;
Μέση παροχή γκρι νερού: 98.1±29.5 L/ΙΚ/d
Επί συνόλου μέσης παραγωγής λυμάτων: 135±31.6 L/ΙΚ/d
Από το οποίο το μεγαλύτερο ποσοστό παράγεται στο μπάνιο (μπανιέρα, ντουζιέρα, νιπτήρας): ≈ 50%
Και άρα ποιά είναι η μέγιστη μείωση που μπορούμε να πετύχουμε; (και από τι εξαρτάται;)
Μπορεί να είναι κάτι απλό
Ένα (μικρό) πρόβλημα διαστασιολόγησης
Δεξαμενή 20 lt(ξεκινάει άδεια)
Παραγωγή γκρί νερού (χρονικό βήμα 1h):
[20, 30, 10]
Ζήτηση γκρί νερού (χρονικό βήμα 1h):
[10, 30, 20]
Η δεξαμενή μου επαρκεί για να καλύψει τη ζήτηση ή όχι;
Άλλες επιλογές;
Καζανάκια χαμηλής ροής (από 12lt (80’s) σε 6lt (τώρα) σε 2‐3lt(σύντομα)
Ντουζιέρες χαμηλής πίεσης;ήΝτουζιέρες που αναμειγνύουν νερό με αέρα (η βασική ιδέα του turbocharger!!)
Επιπτώσεις;
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
300 325 350 375 400 425 450 475 500
Ετήσια ζήτηση υδρευτικού νερού (hm3)
Μέσ
η ετ
ήσια
δαπ
άνη
για
άντλ
ηση
(εκα
τ. ε
υρώ
)
Αξιοπιστία 95%
Αξιοπιστία 97%
Αξιοπιστία 99%Σημερινή ζήτηση: ≈420 hm3
Τι επίπτωση θα είχε να αποκτήσουν κάτι τόσο απλό όσο 6 ltκαζανακια;
Στην Αξιοπιστία Στην Ενέργεια (κόστος)
Πώς θα μπορούσε να γίνει;
Προσομοίωση υιοθέτησης νέων τεχνολογιών
• Θα υιοθετούσατε εσείς τέτοιες τεχνολογίες;
• Εξαρτάται...
Behavioural Intention (BI) =
Environmental Consciousness (ea) + age (a) + income (i) + education (e) + housing type (ht) + Past water saving
behaviour (p) + Social Network Impact (s) + Drought Condition
Awareness (d) + Ease or difficulty to decrease water demand (dwd) +
Effect of past water saving behaviour (f) + Restrictions effect (r)
O μέσος χρήστης...
Κοινωνικά χαρακτηριστικά
Μέση ηλικίαΜέσο εισόδημαΥψηλό μορφωτικόΤρείς κάτοικοι
Ανάγκες
Βασικές χρήσειςΜπάνιο
ΜαγείρεμαΠλυσίμο
Μπαλκόνι με φυτά
Μπάνιο για χαλάρωση
Ένα μικρό παιδί!
Απόψεις
Υψηλή περιβαλλοντική
συνείδηση
Θετικοί στην μείωση της
κατανάλωσης
Πραγματική συμπεριφορά
Αβέβαιη...
Το παιδί αποφασίζει
οτι θα μάθει να τρώει
μόνο του...
Γρύπη (ξανά)
Έρχονται φίλοιΓια φαγητό
Εξωτερικές επιρροές
Κοινωνικά δίκτυαΦίλοι
ΟικογένειαΔουλειάΕΜΠ (!)
Διαδίκτυο
Πολιτική για το νερό‐ Τιμολόγηση‐ Καμπάνιες‐ περιορισμοί
ΚλίμαΞηρασία
Μπορούμε να το ποσοτικοποιήσουμε αυτό;
Μοντέλα ευφυών πρακτόρων (ABM) Δυναμικά ΣυστήματαPotentialadopters
Adoptionrate 1 Rejection
rate
Scheme 1adopters
BAU
+ –
– +
++ +
Tariff
CONSSENT
Τί τύπου αποτελέσματα βγάζουμε;
01/01/86
01/05/86
01/09/86
01/01/87
01/05/87
01/09/87
01/01/88
01/05/88
01/09/88
01/01/89
01/05/89
01/09/89
01/01/90
01/05/90
01/09/90
01/01/91
01/05/91
01/09/91
01/01/92
01/05/92
01/09/92
01/01/93
01/05/93
01/09/93
01/01/94
01/05/94
01/09/94
01/01/95
01/05/95
01/09/95
01/01/96
01/05/96
01/09/96
01/01/97
01/05/97
01/09/97
01/01/98
01/05/98
01/09/98
0
50
100
150
200
Εισαγωγή νέων τεχνολογιών σε σενάριο αστικοποίησης Αττικής προς τα Ανατολικά(SD simulation)
Προσομοίωση εξέλιξης ζήτησης τη περίοδο ξηρασίας 90‐91 (ABM simulation)
Και μετά; Μοντέλα υπολογισμού επιπτώσεων από υιοθέτηση νέων/παλιών τεχνολογιών
Από μέσα στο σπίτι ... ... μέχρι τους ταμιευτήρες
Μοντέλα Δυναμικών Συστημάτων (επίδραση πολιτικών)
Μοντέλα προσομοίωσης της αστικής εξέλιξης
Μοντέλα ευφυών πρακτόρων (σχέση του χρήστη με την κατανάλωση)
Βελτιστοποίηση
Στρατηγικός σχεδιασμός
Εξυπνοι μετρητές
Μοντέλα υδρο‐δικτύων και υποδομών
Μια εργαλειοθήκη διαχείρισης αστικού νερού
Έξυπνες Πράσινες (και Μπλέ) Πόλεις
Αστικά Υδραυλικά Έργα:Η αστική ζήτηση και η διαχείρισή της
Χρήστος Μακρόπουλος[email protected]
Εθνικό Μετσόβιο ΠολυτεχνείοΤομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος
Top Related