ΒΕΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΚΑΙΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΥΔΑΤΙΚΩΝΠΟΡΩΝ
- 1. ΤΣΑΟΥΚΙΔΗΣ Ι. ΝΙΚΟΛΑΟΣ
- 2. Τι είναι βιώσιμη (αειφορική) ανάπτυξη ( sustainable development ) « Η ανάπτυξη που καλύπτει τις παρούσες ανθρώπινες ανάγκες χωρίς να υπονομεύει την δυνατότητα των επόμενων γενεών να καλύψουν τις δικές τους. » Ορισμός που πρώτη φορά δόθηκε από την παγκόσμια επιτροπή για την ανάπτυξη και το περιβάλλον το 1987 γνωστή και ως επιτροπή Brundtland. Ανάπτυξη με όρους και περιορισμούς Συμβατή με τη φέρουσα ικανότητα της γης Ανάπτυξη με διάρκεια στο χρόνο Χωρίς Σχετίζεται με τη συνέχεια Στις οικονομικες, κοινωνικές, θεσμικές και περιβαλλοντικές πτυχές της ανθρώπινης κοινωνίας Στο φυσικό (μη ανθρώπινο) περιβάλλον Η ανάπτυξη που καλύπτει τις ανάγκες του παρόντος Συμβιβασμούς στην κάλυψη των αναγκών των επόμενων γενιών
- 3. Διαχείριση Υδατικών Πόρων Ο ρόλος των επιστημόνων Ανάπτυξη και περιβάλλον Διεπιστημονική προσέγγιση Πολυσύνθετη, αλληλοσυγκρουόμενη και ανταγωνιστικοί στόχοι Συνδυαστική και ολοκληρωμένη αντιμετώπιση Στόχος της Διαχείρισης Υδατικών πόρων Να παρέχει επαρκούς ποσότητας και καλής ποιότητας νερό στον άνθρωπο και το φυσικό περιβάλλον. Ανάγκες σε νερό Αυξημένες (φυσικά, τεχνικά συστήματα) Δραστηριότητες
- 4. Στόχοι – Δραστηριότητες που απαρτίζουν τον τομέα της διαχείρισης των υδατικών πόρων. Ύδρευση Διαχείριση λυμάτων και ποιότητας νερού Όμβρια ύδατα και ανάσχεση πλημμυρών Παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας Μεταφορές Αναψυχή Νερό για το περιβάλλον, τα ψάρια και την πανίδα
- 5. Διαχείριση Υδατικών πόρων Η εφαρμογή κατασκευαστικών και μη κατασκευαστικών μέτρων για την ρύθμιση υδατικών συστημάτων προς όφελος του ανθρώπου και του περιβάλλοντος Το σύστημα των μέτρων και δραστηριοτήτων που πρέπει να αναπτύσσονται για την κάλυψη των αναγκών σε νερό
- 6. Ορισμοί – Επιστημονικές περιοχές – Βασικό υπόβαθρο Διαχείριση Υδατικών Πόρων Κατασκευαστικά μέτρα Μη κατασκευαστικά μέτρα Σύστημα υδατικών πόρων Φυσικό υδατικό σύστημα Τεχνητό υδατικό Σύστημα
- 7. Τι είναι διαχείριση υδατικών πόρων Περιβάλλοντος Ανθρώπου Τεχνητά Φυσικά Μη κατασκευαστικών Κατασκευαστικών Ωφέλεια Στόχος Συστήματα υδατικών πόρων Έλεγχος Εφαρμογή μέτρων Κάλυψη αναγκών σε νερό Απαραίτητα για Μέτρα και δραστηριότητες
- 8. Κατασκευαστικά μέτρα: Τεχνικές κατασκευές και εγκαταστάσεις που σκοπό έχουν την ποσοτική και ποιοτική ρύθμιση του νερού Μη κατασκευαστικά μέτρα: Διαχειριστικά σχέδια και δράσεις που δεν απαιτούν τεχνικές κατασκευές. Παραδείγματα τέτοιου είδους μέτρων και ρυθμίσεων είναι τα τιμολογιακά σχέδια, η ζωνοποίηση περιοχών, η θέσπιση κινήτρων, οι δημόσιες σχέσεις, οι διακανονισμοί, τα ασφάλιστρα κλπ. Σύστημα υδατικών πόρων: Ένας συνδυασμός μέσων ρύθμισης νερού και περιβαλλοντικών στοιχείων που συνεργάζονται με σκοπό την διαχείριση των υδάτων. Φυσικό υδατικό σύστημα: Ένα σύστημα υδρολογικών στοιχείων του φυσικού περιβάλλοντος το οποίο περιλαμβάνει την ατμόσφαιρα, τις λεκάνες απορροής, τα υδατορέμματα, τις λεκάνες κατάκλυσης, τους υπόγειους υδροφορείς και τα συστήματα υπόγειων υδάτων, τις λίμνες, τα δέλτα και τις θάλασσες. Τεχνητό υδατικό σύστημα: Ένα σύστημα από τεχνικά έργα που ρυθμίζουν την ροή νερού και την ποιότητα του. Περιλαμβάνουν εγκαταστάσεις για την ύδρευση και επεξεργασία λυμάτων, αποστραγγιστικά έργα και έργα ανάσχεσης πλημμυρών και κατασκευές για τη ρύθμιση του νερού στα ποτάμια, τους ταμιευτήρες και τους υπόγειους υδροφορείς. Τέτοια παραδείγματα είναι τα συστήματα μεταφοράς νερού (κανάλια, διώρυγες, αγωγοί), κατασκευές εκτροπής, φράγματα και κατασκευές αποθήκευσης, εγκαταστάσεις επεξεργασίας, αντλιοστάσια, σταθμοί παραγωγής υδροηλεκτρικής ενέργειας, πηγάδια και λοιπές σχετικές κατασκευές.
- 9. Η διαχείριση υδατικών πόρων είναι αποτελεσματική αν: Ενθαρρύνει τον σχεδιασμό και την υλοποίηση σχεδίων μέσω μιας δυναμικής διαδικασίας, που να προσαρμόζεται σε διαρκώς μεταβαλλόμενες συνθήκες (περιβαλλοντικές, κλιματικές) Επιφέρει ισορροπία στις ανταγωνιστικές χρήσεις νερού μέσω ενός αποδοτικού σχεδίου κατανομής, το οποίο συμπεριλαμβάνει οικονομικά μεγέθη, περιβαλλοντικά οφέλη και κόστη, καθώς και κοινωνικές αξίες.
- 10. Βασικό υπόβαθρο και την επίτευξη αποτελεσματικής διαχείρισης Ανθρώπινο δυναμικό - Οι αρμόδιοι φορείς πρέπει να στελεχώνονται με επαρκές και κατάλληλα ειδικευμένο προσωπικό Τεχνολογική υποδομή – Σύγχρονες τεχνολογίες Βάσεις δεδομένων Λογισμικό Ομοιώματα G.I.S. Στρατηγική διαχείρισης (κεντρική - περιφερειακή) Ενεργός συμμετοχή εμπλεκομένων κρατικών φορέων και ενδιαφερομένων στη διαδικασία λήψης αποφάσεων
- 11. Μια αποτελεσματική διαχείριση ανάμεσα σε άλλα, προάγει τα παρακάτω: Διατήρηση των υπαρχόντων φυσικών υδατικών συστημάτων Σχεδιασμένη επαναχρησιμοποίηση υδατικών πόρων Αναβάθμιση της ποιότητας των υδατικών πόρων Διαχείριση της ζήτησης του νερού, με σκοπό την εξοικονόμηση Κριτήρια που πρέπει να ικανοποιούνται μέσω της Διαχείρισης των Υδατικών Πόρων: Οικονομικά οφέλη Αποδοτικότητα συστημάτων Αξιοπιστία λειτουργίας συστημάτων
- 12. Τα στρατηγικά σχέδια διαχείρισης υδατικών πόρων είναι πετυχημένα αν περιλαμβάνουν Σαφώς προσδιορισμένους αντικειμενικούς στόχους Κριτήρια αξιολόγησης Κατάρτιση πρόβλεψης μελλοντικών συνθηκών Κατάρτιση εναλλακτικών σεναρίων Εκτενή περιγραφή της επιλεγμένης στρατηγικής
- 13. Τι είναι ολοκληρωμένη διαχείριση υδατικών πόρων Κοινωνικής ευημερίας Οικονομικής ευημερίας Συντονισμένη διαχείριση Συντονισμένη ανάπτυξη Συμβιβασμούς ως προς τη βιωσιμότητα των ζωτικών οικοσυστημάτων Χωρίς Μεγιστοποίηση Με στόχο Διαδικασία που προάγει Νερού, γης και συναφών πόρων Με δίκαιο ( equitable) τρόπο
- 14. Ανάλυση της ζήτησης νερού ανά χρήση Αστική Ύδρευση (Μόνιμοι, εποχιακοί κάτοικοι, βιοτεχνία, μικροαρδευτικές ανάγκες, απώλειες δικτύων, ειδικές χρήσεις, σχολεία, δημόσια κτήρια κλπ ). Σημαντικοί παράγοντες: (α) πολύ μικρή επιτρεπτή αστοχία στην παροχή (β) εξασφάλιση καλής ποιότητας νερού
- 15. Βιομηχανική Αυστηροί κανονισμοί και περιορισμοί στη νομοθεσία και τις οδηγίες, κλιμακωτή τιμολόγηση της κατανάλωσης και ανάπτυξη περιβαλλοντικής και κοινωνικής συνείδησης.
- 16. Αγροτική (άρδευση και κτηνοτροφία) Άρδευση: Μεγαλύτεροι χρήστες νερού 70 – 90% (στην Ελλάδα το 86%). Ζωτικός ρόλος στην παραγωγή τροφής (50% της παραγόμενης τροφής από αρδευόμενη έκταση) Εκτεταμένες περιβαλλοντικές επιπτώσεις Αύξηση 20 – 30% έως το 2025 Ανταγωνιστική σχέση με άλλες χρήσης Αύξηση παραγωγής ανά μονάδα καταναλώσιμου νερού – όχι αύξηση αρδευόμενης έκτασης
- 17. Υδροηλεκτρική ενέργεια 18,4 % της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας από το νερό Ανάκαμψη – οικονομική βοήθεια
- 18. Συνολική κατανομή της ζήτησης νερού στην Ελλάδα
- 19. Τα ζητήματα που αφορούν την διατήρηση των υδατικών πόρων έχουν ποσοτικές και ποιοτικές διαστάσεις: Ποσοτική διάσταση Σχετίζεται κυρίως με τη ζήτηση νερού. Το κυρίαρχο στοιχείο είναι αν η λεκάνη απορροής διαθέτει και θα διαθέτει στο μέλλον τις επαρκείς ποσότητες νερού ώστε να καλυφθούν πλήρως οι ανάγκες σε νερό. Τίθενται στόχοι ώστε να αντιμετωπισθούν τα παρακάτω ζητήματα\ερωτήματα: Τη αναλογία ασφαλούς ετήσιας παροχής είναι απαιτούμενη ώστε να καλυφθούν οι ανάγκες σε νερό; Πόση είναι η εκτιμημένη ποσότητα απαιτούμενου νερού που καταναλώνεται, χωρίς να γυρνάει στο σύστημα για επαναχρησιμοποίηση; Πως είναι πιθανόν να αλλάξουν στο μέλλον οι λόγοι παροχής – ζήτησης εξ αιτίας μιας ενδεχόμενης αύξησης του πληθυσμού, ρυθμού κατανάλωσης (που μπορεί να σχετίζεται με παράγοντες όπως η αύξηση του κατά κεφαλήν εισοδήματος, αλλαγή πολιτικής κλπ), ή κλιματικής αλλαγής?
- 20. Ποιοτική διάσταση Πολυπλοκότητα ποιοτικής διάστασης (διαφορετικές ερμηνείες). Ασυμφωνία για τα αποδεκτά όρια από την ανίχνευση διαφόρων ουσιών π.χ. μέταλλα ή βιομηχανικές οργανικές ενώσεις, και στους ορισμούς π.χ. τοξικότητα. Διαφορά ανάμεσα σε: - ποιοτικά πρότυπα (quality standards) που είναι απαίτηση διασφαλισμένη με νόμο ή διάταγμα - ποιοτικούς στόχους, που δεν έχουν νομοθετικό βάρος και θεσπίζονται μόνο για να αντανακλούν τις ιδανικές συνθήκες. Η πολυπλοκότητα της ποιοτικής διάστασης της διαχείρισης υπογραμμίζεται αν λάβει κανείς υπόψη του τα παρακάτω: - Στις αναπτυσσόμενες χώρες , 90% των αστικών λυμάτων και 70% των βιομηχανικών καταλήγει ανεπεξέργαστο στους διάφορους υδάτινους αποδέκτες. -Υποβάθμιση των υδάτινων οικοσυστημάτων θεωρείται οποιαδήποτε διαταραχή της φυσικής τους ισορροπίας και της ικανότητας αναπαραγωγής τους. - Υποβάθμιση της ποιότητας του νερού θεωρείται οποιαδήποτε επιβάρυνση του με ύλη ή ενέργεια, η οποία επιφέρει αλλαγές που επηρεάζουν αρνητικά τις διαδικασίες αυτοκαθαρισμού του.
- 21. Τάσεις της Διαχείρισης Υδατικών Πόρων - Οι γενικές τάσεις που επικρατούν στα πλαίσια της ΔΥΠ είναι οι παρακάτω: Βιώσιμη ανάπτυξη Προστασία και διατήρηση οικοσυστημάτων Μακροσκοπική ανάλυση των υδατικών συστημάτων Ευελιξία σχεδιασμού ενόψει τόσο φυσικών όσο και κοινωνικοοικονομικών αλλαγών Αντικείμενα μελέτης - Σε παγκόσμιο επίπεδο, η επιστημονική κοινότητα τα τελευταία χρόνια έχει θέσει σαν αντικείμενα μελέτης τα παρακάτω, ανάμεσα σε άλλα: Εύρος της επίδρασης της κλιματικής αλλαγής στην διαθεσιμότητα γλυκού νερού και την εξασφάλιση τροφής Κίνδυνοι σχετιζόμενοι με τη δημόσια υγεία Απαιτήσεις σε νερό για την εξασφάλιση της βιωσιμότητας των υδάτινων οικοσυστημάτων (ποταμιών, λιμναίων κ.τ.λ.) Διαχείριση της ζήτησης του νερού ανά χρήση Αποκεντρωμένα συστήματα επεξεργασίας και διάθεσης υγρών αποβλήτων Ανάπτυξη καλλιεργειών λιγότερο υδροβόρων
- 22. Νερό – αγαθό σε ανεπάρκεια -Το νερό αντιμετωπίζεται όλο και περισσότερο ως: Ένας σπάνιος πόρος που πρέπει να προστατεύεται Ένα αγαθό με οικονομική υπόσταση και όχι μόνο ως κοινωνικό αγαθό που πρέπει να παρέχεται δωρεάν Ταμίευση νερού Η κύρια μορφή ταμίευσης νερού είναι μέσω τεχνητών επιφανειακών ταμιευτήρων (με την κατασκευή φραγμάτων ) Νέες πηγές νερού Τεχνητός εμπλουτισμός υδροφόρων Επαναχρησιμοποίηση αστικών και άλλων υγρών αποβλήτων Αφαλάτωση
- 24. Κριτήρια διαχείρισης μεταβαλλόμενα σε: Αστικές Ημιαστικές Αγροτικές Δασώδης Νησιωτικές/Παράκτιες περιοχές Κοινός αντικειμενικός σκοπός: Η εξασφάλιση επαρκούς ποσότητας και ποιότητας νερού για τις δραστηριότητες που λαμβάνουν χώρα σε κάθε περιοχή, Η διατήρηση του οικοσυστήματος Η προστασία από τις φυσικές καταστροφές που σχετίζονται με τους υδατικούς πόρους.
- 25. Ανάγκες σε νερό για τη γεωργία
- 26. Αλλαγές χρήσεων γης και επιπτώσεις της Αλλαγή χρήσεων γης = Μεταβολή της φυτοκάλυψης ή του τρόπου που γίνεται η εκμετάλλευση της γης Φυσικές αλλαγές χρήσεων γης – οφείλονται στην αλλαγή των φυσικών ισορροπιών που ευνοούν ή όχι την ανάπτυξη ενός τύπου φυτοκάλυψης Ανθρωπογενής αλλαγές χρήσεων γης - Προγραμματισμένες (αστικοποίηση μιας λεκάνης απορροής) - Τυχαίες (αποδάσωση εξαιτίας πυρκαγιάς) Επιπτώσεις - Οικονομικός - Κοινωνικός - Ψυχολογικός τομέας
- 27. Η αλλαγή στη χρήση της γης επεμβαίνει στις διεργασίες του υδρολογικού κύκλου με άμεσες περιβαλλοντικές συνέπειες. Για παράδειγμα, όταν μια περιοχή αστικοποιείται, αυτό θα έχει σαν αποτέλεσμα τις παρακάτω αλλαγές: Αυξημένοι όγκοι αλλά και αιχμές απορροής Ελάττωση βασικής απορροής Ελάττωση εξατμισοδιαπνοής Ελάττωση διήθησης Και Τροφοδοσίας υπόγειου υδροφορέα Ελάττωση κατακράτησης Μείωση του χρόνου συγκέντρωσης νερού στα υδατορέμματα Αλλαγή φυτοκάλυψης - Άμεση (η αλλαγή είναι αποτέλεσμα οδηγίας που επιτρέπει την καλλιέργεια συγκεκριμένου είδους) - Έμμεση (αναφερόμαστε σε πιέσεις από περιβαλλοντικές αλλαγές – κλιματική αλλαγή και χρήσεων γης)
- 28. ΒΑΣΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΝΑΛΥΣΗΣ Βασικός τελικός στόχος κάθε επιστημονικής τεχνολογικής εφαρμογής είναι: Η γενική βελτίωση της ποιότητας του περιβάλλοντος Η βελτίωση της ποιότητας ζωής Τα μέσα με τα οποία επιτυγχάνεται: Η παροχή καλής δημόσιας υγείας Η παροχή επαρκών τροφίμων Η παροχή μέσων επικοινωνίας και συγκοινωνίας Η επάρκεια ηλεκτρικής, θερμαντικής και οιασδήποτε άλλης μορφής ενέργειας χρήσιμη στον άνθρωπο Κύριες πηγές πόρων που διατίθενται στον άνθρωπο: Έδαφος Αέρας Νερό
- 29. Η ανάγκη για βέλτιστη διευθέτηση των πόρων: - Είναι φανερή η ανάγκη της τεχνικά καλύτερη και οικονομικότερης, της βέλτιστης δηλαδή διευθέτησης αυτών των πόρων στο χώρο και στο χρόνο Για τη βέλτιστη διευθέτηση των υδατικών πόρων χρησιμοποιείτε: Η θεωρία ανάλυσης συστήματος Η μέθοδοι βελτιστοποίησης που βασίζονται σε αυτή
- 30. Ανάλυση συστημάτων Η ανάλυση συστήματος είναι μια ορθολογική προσέγγιση των αποφάσεων για την διευθέτηση των πόρων, βασισμένη στη συστηματική οργάνωση και ανάλυση των σχετικών με το πρόβλημα αλλά και το σύστημα πληροφοριών. Τα βήματα που ακολουθεί η διαδικασία ανάλυσης είναι τα εξής: Ορίζεται το συγκεκριμένο πρόβλημα για τη διευθέτηση των υδατικών πόρων Καθορίζεται το υδατικό σύστημα (τεχνικό έργο αξιοποίησης) και συλλέγονται οι σχετικές με αυτό πληροφορίες (υδρολογικές, τεχνικές κ.λπ..). Ορίζονται οι ειδικοί αντικειμενικοί σκοποί της διευθέτησης π.χ. βελτιστοποίηση διανομής αρδευτικού νερού παράλληλα με παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας, και οι περιορισμοί που υπάρχουν π.χ. περιορισμένη ποσότητα διαθέσιμου νερού. Καθορίζονται ποσοτικά μέτρα για την αξιολόγηση του πόσο καλά μια εναλλακτική τεχνική λύση στο πρόβλημα ικανοποίει τους αντικειμενικούς σκοπούς. Σχηματοποιούνται αρκετές τεχνικά εφικτές εναλλακτικές λύσης στο πρόβλημα που ικανοποιούν όχι μόνο τις τεχνικές αλλά και τις κοινωνικές, πολιτικές, οικονομικές και ηθικές περιοριστικές διατάξεις που υπάρχουν στο υδατικό σύστημα και στο περιβάλλον του. Γίνεται η αξιολόγηση και επιλογή της βέλτιστης από τις προτεινόμενες εναλλακτικές λύσεις, αυτής που ικανοποίει δηλαδή περισσότερο από τις άλλες των αντικειμενικό σκοπό και είναι σύμφωνη με τις περιοριστικές διατάξεις. Γίνεται έλεγχος – επαλήθευση για το αν η βέλτιστη λύση πράγματι ικανοποίει το σκοπό με βάση και νέες πιθανόν πληροφορίες.
- 31. Ομοιώματα ανάλυσης συστήματος Το γενικό ομοίωμα ανάλυσης συστήματος Ειδικά ομοιώματα ανάλυσης συστήματος
- 32. Το γενικό ομοίωμα ανάλυσης συστήματος Για την αναπαράσταση του συστήματος και της λειτουργίας του χρησιμοποιούνται μαθηματικά ομοιώματα. Το γενικό ομοίωμα ανάλυσης συστήματος αποτελείται από επί μέρους ομοιώματα, που αντιστοιχούν σε κάθε ένα από τα βήματα της διαδικασίας ανάλυσης συστήματος. Αυτά είναι: Ομοίωμα για των αντικειμενικό σκοπό. Εκφράζει την κεντρική επιδίωξη στο συγκεκριμένο πρόβλημα διευθέτησης του υδατικού πόρου και ονομάζεται αντικειμενική συνάρτηση ( objective function ). Σύνολο ομοιωμάτων που χαρακτηρίζουν την κατάσταση ( state ) του συστήματος π.χ. ομοιώματα των υδρολογικών εισόδων, εξόδων, περιοριστικών διατάξεων κ.λπ.. Ομοίωμα ανάδρασης (feedback) μεταξύ εισόδων και εξόδων του συστήματος , που εκφράζει τη σχέση αλληλεπίδρασης τους Ομοίωμα σχηματοποίησης των τεχνικά εφικτών εναλλακτικών λύσεων . Ομοίωμα για την πρόβλεψη των αντιδράσεων του συστήματος στις διάφορες τεχνικές λύσεις Ομοίωμα για τη γρήγορη αξιολόγηση και σύγκριση των αποτελεσμάτων και των συνεπειών της κάθε εναλλακτικής λύσης και επιλογή της βέλτιστης
- 33. Ειδικά ομοιώματα ανάλυσης συστήματος Ομοίωμα αντικειμενικού σκοπού Οι αντικειμενικοί σκοποί διακρίνονται σε: Γενικούς Ειδικούς Υποκατάστατους - Για να επιτευχτεί ο γενικός σκοπός χρειάζεται να στοχεύουμε σε μια σειρά από ειδικότερους σκοπούς. - Ένα υποκατάστατο του αρχικού γενικού σκοπού είναι ένα σύνολο από ειδικότερους στόχους που μπορούν να αποτελέσουν αντικειμενικό σκοπό σε μια βελτιστοποίηση.
- 34. Ομοίωμα ανάλυσης συστήματος Τα ομοιώματα για την κατάσταση του συστήματος αναφέρονται στις (μεταβλητές κατάστασης): Εισόδους - Ελεγχόμενες είσοδοι (μεταβλητές απόφασης) - Μη ελεγχόμενες είσοδοι Εξόδους - Επιθυμητές έξοδοι - Μη επιθυμητές έξοδοι Περιοριστικές διατάξεις Εξισώσεις της κατάστασης του συστήματος ( state equations ): - Κάθε σύστημα χωρίζεται από το περιβάλλον του με τα όρια του, που πρέπει κάθε φορά να καθορίζονται, όπως επίσης και η δυναμική σχέση συστήματος και περιβάλλοντος Αυτό γίνεται με τις εξισώσεις της κατάστασης του συστήματος όπου παίρνουν μέρος οι μεταβλητές της κατάστασης του - Επίσης μπαίνουν και διάφορες περιοριστικές διατάξεις (σε μορφή ανισο-εξισώσεων), οικονομικές, πολιτικές, φυσικές, ηθικές κ.λπ.. Άλλες απ’ αυτές ποσοτικοποιούνται και άλλες όχι.
- 35. Ομοίωμα για την αξιολόγηση των εναλλακτικών λύσεων Ο Γραμμικός Προγραμματισμός Ο Δυναμικός Προγραμματισμός Ο διαφορικός λογισμός κ.ά.
- 36. ΓΡΑΜΜΙΚΟΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ Γραμμικός προγραμματισμός – ΓΠ ( linear programming - lp ) είναι ίσως η πιο ευρέος γνωστή χρησιμοποιούμενη και κατάλληλη μεθοδολογία για την επίλυση προβλημάτων που αφορούν την βέλτιστη αξιοποίηση των διαθέσιμων πόρων για την επίτευξη του «άριστου» αποτελέσματος. Ο γραμμικός προγραμματισμός μπορεί να υποστηρίξη την διαδικασία λήψης αποφάσεων, παρέχοντας πέρα από τον προσδιορισμό της άριστης λύσης, σημαντικές πληροφορίες για την πληρέστερη οικονομική ανάλυση του προβλήματος. Ο αντικειμενικός στόχος στο γραμμικό προγραμματισμό, περιγράφεται από μια γραμμική συνάρτηση των μεταβλητών του προβλήματος. Η εφαρμογή της μεθοδολογίας του γραμμικού προγραμματισμού σε πραγματικά προβλήματα γίνεται υπό ορισμένες παραδοχές. Οι παραδοχές αυτές είναι: Σε όλα τα προβλήματα γραμμικού προγραμματισμό, στόχος είναι η βελτιστοποίηση συγκεκριμένου αποτελέσματος το οποίο περιγράφεται από μια γραμμική συνάρτηση των μεταβλητών του προβλήματος η οποία καλείται αντικειμενική συνάρτηση. Στα προβλήματα γραμμικού προγραμματισμού υποθέτουμε ότι οι τεχνολογικοί συντελεστές των περιορισμών καθώς και οι συντελεστές τις αντικειμενικής συνάρτησης είναι σταθερή. Οι παραπάνω συντελεστές ισχύουν αναλογικά και αθροιστικά. Οι τιμές των μεταβλητών είναι πραγματικές, δηλαδή λαμβάνουν και μη ακέραιες τιμές (ιδιότητα της διαιρετότητας) Οι παραπάνω παραδοχές είναι αποδεκτές ή όχι ανάλογα με τη φύση του προβλήματος που μελετάται.
- 37. Ζ=8.000Τ + 6.000Κ Αντικειμενικη συναρτηση 4Τ + 2Κ <= 60 Περιορισμός (1) 2Τ +2Κ <= 48 Περιορισμός (2)
- 38. ΔΥΝΑΜΙΚΟΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ Ο δυναμικός προγραμματισμός αποτελεί την πλέον κατάλληλη μέθοδο βελτιστοποίησης για την επίλυση προβλημάτων που χαρακτηρίζονται από την λήψη διαδοχικών αλληλένδετων αποφάσεων με αλληλεξαρτώμενα αποτελέσματα. Στα προβλήματα δυναμικού προγραμματισμού δεν υπάρχει ούτε συγκεκριμένος τρόπος μαθηματικής διατύπωσης του μοντέλου του προβλήματος, ούτε και συγκεκριμένος αλγόριθμος επίλυσης του. Κάθε περίπτωση εφαρμογής της μεθοδολογίας δυναμικού προγραμματισμού απαιτεί ιδιαίτερη διατύπωση και προσέγγιση επίσης.
- 39. ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ Προσομοίωση είναι η αναπαράσταση λειτουργίας ενός πραγματικού συστήματος σε ένα μοντέλο, στο οποίο απεικονίζονται τα χαρακτηριστικά του πραγματικού συστήματος. Σκοπός της είναι η εξαγωγή συμπερασμάτων για τις ιδιότητες, τη συμπεριφορά και τα χαρακτηριστικά λειτουργίας του πραγματικού συστήματος μέσω της μελέτης του αντίστοιχου μοντέλου προσομοίωσης. α.) φυσικό μοντέλο (εικονική προσομοίωση) Μπορεί να εκτελεστεί χρησιμοποιώντας ένα: β.) αναλογικό μοντέλο (αναλογική προσομοίωση) γ.) μαθηματικό μοντέλο (συμβολική προσομοίωση)
- 40. Βελτιστοποίηση - Οι μέθοδοι βελτιστοποίησης είναι ποσοτικές μέθοδοι που με τη χρήση κάποιων αλγορίθμων κάνουν αξιολόγηση εναλλακτικών λύσεων και αποσκοπούν στην εύρεση μιας βέλτιστης ή σειράς βέλτιστων λύσεων - Το ομοίωμα βελτιστοποίησης συνδυάζει ένα ποσοτικό ομοίωμα συμπεριφοράς του συστήματος ( ομοίωμα προσομοίωσης ) μαζί με ένα ομοίωμα της αντικειμενικής συνάρτησης του συστήματος - Οι συνιστώσες του ομοιώματος συμπεριφοράς του συστήματος λέγονται περιοριστικές διάταξης και μαζί με την αντικειμενική συνάρτηση του συστήματος συνιστούν την μαθηματική έκφραση του όλου προβλήματος.
- 41. Έννοια βελτιστοποίησης: Σχεδόν κάθε πρόβλημα διαχείρισης υδατικών πόρων μπορεί να ποσοτικοποιηθεί με τη χρήση μιας σειράς εξισώσεων και ανισώσεων η επίλυση των εξισώσεων και ανισώσεων αυτών αποσκοπεί στην εύρεση ενός βέλτιστου ή μιας σειράς βέλτιστων πολιτικών διαχείρισης. Η όλη διαδικασία καλείται βελτιστοποίηση Έστω μια συνάρτηση F , που περιγράφει το κόστος ή το όφελος της διαχείρισης, η οποία εξαρτάται από n παραμέτρους. Η συνάρτηση αυτή θα πρέπει να μεγιστοποιηθεί, αν αναφέρεται στο όφελος ή να ελαχιστοποιηθεί αν αναφέρεται στο κόστος: Max F(x1,x2,…,xn) Η συνάρτηση F καλείται αντικειμενική συνάρτηση και οι μεταβλητές x1,x2,…,xn μεταβλητές απόφασης . Οι μεταβλητές απόφασης σχεδόν ποτέ δεν μπορούν να λαμβάνουν οποιεσδήποτε τιμές. Συνήθως είναι φραγμένες συναρτήσεις λόγο περιορισμών στους διαθέσιμους πόρους. Οι περιορισμοί αυτοί είναι ανισότητες της μορφής: Gi(x1,x2,…,xn)<=0 Όπου το i κινείται μεταξύ 1 και n. Οι περιορισμοί στην γενικότερη τους μορφή είναι ανισότητες αλλά μπορεί να είναι και ισότητες. Δεν περιλαμβάνουν κατ’ ανάγκη όλες τις μεταβλητές αποφάσεις.
- 42. Προϋπόθεση για την υλοποίηση διαχειριστικών σχεδίων: Η επαρκής γνώση των υδρολογικών δεδομένων. Απαιτούνται για παράδειγμα: - Ιστορικά στοιχεία (κατακρήμνισης, παροχές ποταμών και άλλων υδατορεμμάτων) - Μετεωρολογικά δεδομένα (θερμοκρασία, σχετική υγρασία, ταχύτητα ανέμου)
- 43. Ένα σύστημα υποστήριξης λήψης αποφάσεων αποτελείται από: - Βάσεις δεδομένων υδρομετεωρολογικών μεταβλητών και άλλων στοιχείων υδρολογικού ενδιαφέροντος - Στοιχεία γεωγραφικού χαρακτήρα (τοπογραφία, χρήσης γης, ψηφιακά μοντέλα εδάφους, γεωλογία). - Υδρολογικά και υδραυλικά ομοιώματα - Μοντέλα προσομοίωσης ποιοτικών παραμέτρων και μεταβλητών - Οικονομικούς και κοινωνικούς δείκτες - Νομοθεσία, εθνικές και κοινοτικές οδηγίες
- 44. Συμπεράσματα Η διαχείριση και προστασία των υδατικών πόρων της χώρας είναι σοβαρή υπόθεση από την οποία εξαρτώνται η βιωσιμότητα της κοινωνίας και του περιβάλλοντος και η οικονομική ανάπτυξη και ευημερία. Ένα πρόγραμμα διαχείρισης και προστασίας των υδατικών πόρων είναι απαραίτητο ως βάση για τη λήψη συστηματικών αποφάσεων για Νέα αναπτυξιακά έργα Τη θεσμική και οργανωτική αναδιάρθρωση της χώρας Τη διαχείριση του νερού σε περιφερειακό και κεντρικό επίπεδο Είναι επίσης απαραίτητο για εφαρμογή της οδηγίας πλαίσιο της Ε.Ε. για το νερό: Προσδιορισμός υδάτινων σωμάτων Ανάλυση λεκανών απορροής και προσδιορισμός πιέσεων Ανάλυση των επιπτώσεων των ανθρωπογενών δραστηριοτήτων Παρακολούθηση της κατάστασης των υδατικών πόρων και των προστατευόμενων περιοχών Δεν μπορεί να είναι έργο ενός φορέα η μιας ομάδας επιστημόνων αλλά απαιτεί την ευρύτερη δυνατή συμμετοχή
- 45. ευχαριστούμε για την προσοχή σας …