Έρευνα

Έρευνα

Το Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων είναι ένα από τα πλέον δραστήρια Εργαστήρια του τομέα ΥΠΠΕΡ  αλλά και του ΕΜΠ γενικότερα, όπως φαίνεται από τα ενδεικτικά στοιχεία που δίνονται στο διάγραμμα που ακολουθεί:

Όπως μπορούμε να διακρίνουμε μελετώντας τα στατιστικά τα στοιχεία του διαγράμματος, το Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων (ποσοστό 0.83% του συνόλου των Εργαστηρίων του ΕΜΠ) έχει ένα σημαντικό προϋπολογισμό που ανέρχεται στο 6,5% του συνόλου του ΕΜΠ.

Τα ερευνητικά προγράμματα που εκπονήθηκαν και εκπονούνται αφορούν σε όλα τα γνωστικά πεδία του αντικειμένου της Υδρολογίας, των Υδατικών Πόρων και των Υδραυλικών Έργων. Η χρηματοδότηση των προγραμμάτων προέρχεται από την ΕΕ, τα διαρθρωτικά ταμεία, Υπουργεία, Οργανισμούς κτλ.

Παρακάτω αναφέρονται ενδεικτικά στοιχεία από σημαντικά προγράμματα του Εργαστηρίου.

Εθνική Τράπεζα Υδρολογικής και Μετεωρολογικής Πληροφορίας (ΕΤΥΜΠ)

Ο πυρήνας του έργου συνίσταται σε μία κατανεμημένη Βάση Δεδομένων που αποθηκεύει τον κυρίως όγκο των υδρομετεωρολογικών και υδρογεωλογικών δεδομένων της χώρας.. Τα δεδομένα προέκυψαν από τα αρχεία μετρήσεων περίπου 2.500 σταθμών διεσπαρμένων σε όλη τη χώρα. Στόχος του προγράμματος ήταν η δημιουργία ενιαίου αρχείου δεδομένων και πληροφοριών το οποίο αποτελεί τη βάση μιας ορθής πολιτικής διαχείρισης. Ενδεικτικά παρουσιάζεται στο Σχήμα 7 ένα σχηματικό διάγραμμα της δομής της ΕΤΥΜΠ.

Έλεγχος του νέου μετρητικού συστήματος στο υδραγωγείο Μόρνου [4]

To έργο αφορά στην κατάρτιση και εκτέλεση προγράμματος μετρήσεων παροχής, στις θέσεις των παροχομέτρων που εγκαθιστά η ΕΥΔΑΠ στο υδραγωγείο Μόρνου, ώστε να ελεγχθεί η αξιοπιστία τους. Συγκεκριμένα, προβλέπονται μετρήσεις με χρήση μυλίσκου σύμφωνα με τις προδιαγραφές ISO 748 (1979, 1997· Measurement of liquid flow in open channels – Velocity-area methods).

Εκτίμηση της στερεοαπορροής υδρολογικών λεκανών με συνδυαστική ανάλυση υδρολογικών και γεωμορφολογικών παραμέτρων (Πρωταγόρας)

Το αντικείμενο του έργου είναι η σύνδεση των επιστημών της υδρολογίας και της γεωμορφολογίας με στόχο τη συνδυασμένη εκτίμηση της μέσης ετήσιας στερεοαπορροής στις υδρολογικές λεκάνες του Ελληνικού φυσικού χώρου. Το έργο αυτό περιλαμβάνει τη στατιστική επεξεργασία των διαθέσιμων στερεοϋδρομετρήσεων, την εξαγωγή των στερεοπαροχών από την εφαρμογή των καμπυλών παροχής – στερεοπαροχής στις μέσες ημερήσιες παροχές, τη γεωμορφολογική ανάλυση των λεκανών απορροής και την εξαγωγή εξισώσεων πολλαπλής συσχέτισης μεταξύ της στερεοαπορροής και των σημαντικότερων υδρολογικώ

Διερεύνηση των αποθέσεων φερτών υλικών σε υδροηλεκτρικούς ταμιευτήρες [4]

Το αντικείμενο του έργου είναι η εκτίμηση των αποθέσεων των φερτών υλικών στους υδροηλεκτρικούς ταμιευτήρες. Συγκεκριμένα, γίνεται εκτίμηση του όγκου των αποθέσεων σε ένα ταμιευτήρα της ΔΕΗ (τον ταμιευτήρα των Κρεμαστών) με υδρογραφικές μεθόδους. Παράλληλα, η εκτίμηση χρησιμοποιείται ως βάση για βαθμονόμηση ενός μαθηματικού μοντέλου προσομοίωσης της στερεοπαροχής που λαμβάνει υπόψη τις διεργασίες της διάβρωσης, της μεταφοράς και της απόθεσης φερτών.

Εκσυγχρονισμός της εποπτείας και διαχείρισης του συστήματος των υδατικών πόρων ύδρευσης της Αθήνας

Το έργο περιλαμβάνει: (α) την ανάπτυξη συστήματος γεωγραφικής πληροφορίας για την απεικόνιση και εποπτεία του εξωτερικού υδροδοτικού συστήματος της ΕΥΔΑΠ, (β) την ανάπτυξη συστήματος μέτρησης των υδατικών πόρων ύδρευσης της Αθήνας, (γ) την ανάπτυξη συστήματος εκτίμησης και πρόγνωσης των υδατικών πόρων ύδρευσης της Αθήνας με χρήση στοχαστικών μοντέλων, (δ) την ανάπτυξη συστήματος υποστήριξης της διαχείρισης των υδατικών πόρων ύδρευσης της Αθήνας με χρήση μεθοδολογιών προσομοίωσης-βελτιστοποίησης και (ε) τη συνεργασία και μεταφορά τεχνογνωσίας στην ΕΥΔΑΠ για τα παραπάνω.

Ενδεικτικά παρουσιάζεται στο Σχήμα η γεωγραφική απεικόνιση του υδροδοτικού συστήματος και η σχηματική απεικόνιση του μοντέλου προσομοίωσής του.

Αντιπλημμυρική προστασία Κωπηλατοδρομίου Σχοινιά

Η ανάσχεση επιτυγχάνεται με χρησιμοποίηση της επιφάνειας διεξαγωγής των αγωνισμάτων. Υπερχείλιση στα κατάντη προς υδροβιότοπο. Εξωτερική λεκάνη απορροής 10 km – 32 m/sec (T = 50 έτη). Άνοδος στάθμης έως 20 cm. Ο έλεγχος της στάθμης εξασφαλίζεται μέσω εξωτερικής λεκάνης ανάσχεσης από περιμετρικά αναχώματα σε σχήμα Π χωρητικότητας 250.000 m.

Ταξινόμηση ποσοτικών και ποιοτικών παραμέτρων των υδατικών πόρων της χώρας. [4]

Σκοπός του έργου είναι η συστηματοποίηση της υπάρχουσας πληροφορίας για την ποσότητα και ποιότητα των υδατικών πόρων στα υδατικά διαμερίσματα της χώρας, με χρήση συστημάτων γεωγραφικής πληροφορίας. Σε ό,τι αφορά το ποσοτικό μέρος των υδατικών πόρων, το έργο συνίσταται στην ανάπτυξη μεθοδολογίας για την προσέγγιση του ισοζυγίου προσφοράς και ζήτησης με στόχο την εξαγωγή συνοπτικών χαρακτηριστικών, τα οποία καταχωρούνται σε σύστημα γεωγραφικής πληροφορίας. Η μεθοδολογία εφαρμόζεται σε επίπεδο υδατικού διαμερίσματος, βάσει στοιχείων που προέρχονται από αποδελτίωση προγενέστερων μελετών, στις οποίες γίνεται σχετική ανάλυση και καταχώρηση των δεδομένων σε λογισμικό σύστημα. Σε ότι αφορά το ποιοτικό μέρος, γίνεται χαρακτηρισμός των νερών ποταμών, λιμνών και υπόγειων υδροφορέων με βάση τα ποιοτικά χαρακτηριστικά, τις χρήσεις και τις σχετικές απαιτήσεις. Ο χαρακτηρισμός αυτός βασίζεται στην ταξινόμηση των κρίσιμων ποιοτικών παραμέτρων που έχουν καταγραφεί και περιλαμβάνει τη χρήση συστήματος γεωγραφικής πληροφορίας.

Ολοκληρωμένη Διαχείριση Υδατικών Συστημάτων σε Σύζευξη με Εξελιγμένο Υπολογιστικό Σύστημα (ΟΔΥΣΣΕΥΣ)

Στόχος του έργου είναι η υποστήριξη της διαδικασίας λήψης αποφάσεων, στην κατεύθυνση της ολοκληρωμένης διαχείρισης συστημάτων υδατικών πόρων διαφόρων κλιμάκων. Το έργο περιλαμβάνει την ανάπτυξη μιας δέσμης μεθοδολογιών και υπολογιστικών εργαλείων, τα οποία ολοκληρώνονται σε ένα ενιαίο πληροφοριακό σύστημα (βλ. Σχήμα 12). Κύριο προϊόν είναι ένα επιχειρησιακό λογισμικό γενικής χρήσης, το οποίο ελέγχεται και αξιολογείται μέσω δύο πιλοτικών εφαρμογών που αφορούν υδροσυστήματα του ελληνικού χώρου με διαφορετικά χαρακτηριστικά (Καρδίτσα, Δωδεκάνησα). Το λογισμικό αποτελείται από ένα σύστημα προσομοίωσης- βελτιστοποίησης της λειτουργίας του υδροσυστήματος, καθώς και μια σειρά από ανεξάρτητες εφαρμογές που επιλύουν επί μέρους προβλήματα, είτε για την τροφοδοσία του κεντρικού συστήματος με τα απαιτούμενα στοιχεία εισόδου είτε για περαιτέρω επεξεργασία των αποτελεσμάτων.

EUROTAS

Το πρόγραμμα EUROTAS (Eμφάνιση Πλημμυρών σε Ευρωπαϊκά Ποτάμια Συστήματα & Εκτίμηση Ολικής Επικινδυνότητας), είχε ως στόχο τη δημιουργία και επίδειξη ολοκληρωμένων μοντέλων λεκανών απορροής για την εκτίμηση και την αντιμετώπιση (μείωση) της διακινδύνευσης λόγω πλημμυρών, την εκτίμηση των επιπτώσεων των αλλαγών κλίματος και χρήσεων γης, καθώς και την κατασκευή κατάλληλων διαδικασιών προσομοίωσης και διαχείρισης. Ενδεικτικά παρουσιάζονται στο Σχήμα 11, η περιοχή μελέτης μαζί με την γεωγραφική απεικόνιση των χρήσεων γης.

ENRICH

Το πρόγραμμα ENRICH (Κλιματική Αλλαγή και Διαχείριση Υδατικών Πόρων: Διαχείριση των Υδατικών Αποθεμάτων στην Ευρώπη σε ένα Αβέβαιο Μέλλον) σκοπό είχε την επισκόπηση των προβλημάτων στην διαχείριση των υδατικών πόρων μεσοπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα σε ευρωπαϊκό επίπεδο, μέσα από μελέτες συγκεκριμένων λεκανών.

Με το πρόγραμμα αυτό αναπτύσσονται αποτελεσματικοί και οικονομικά βιώσιμοι τρόποι αντιμετώπισης των επιπτώσεων της αλλαγής του κλίματος στους υδατικούς πόρους.

CHESS

Το πρόγραμμα CHESS (Κλιματική Υδροχημεία και Οικονομική Ανάλυση Επιφανειακών Υδρογραφικών Συστημάτων) αποτελεί μια πολυεθνική ερευνητική δραστηριότητα που είχε ως στόχο τη διερεύνιση του πως μια αναμενόμενη αλλαγή στο κλίμα ή στο έδαφος θα επηρεάσει την ποιότητα των υδατικών πόρων στην Ευρώπη. Τα κύρια τμήματα του προγράμματος ήταν δυο: η ανάπτυξη ενός κατάλληλου μοντέλου και η εφαρμογή του μοντέλου για την εκτίμηση των επιπτώσεων περιβαλλοντικών αλλαγών. Ενδεικτικά παρουσιάζονται στο Σχήμα 15 τα αποτελέσματα προσομοίωσης υδρολογικών δεικτών κάτω από συγκεκριμένα σενάρια κλιματικής αλλαγής.

HARMONIQUA

Το πρόγραμμα HARMONIQUA (Εναρμόνιση Κριτηρίων Καλής Ποιοτικής Συμπεριφοράς Ομοιωμάτων Διαχείρισης Υδρολογικών Λεκανών) αυτό αναπτύσσει ένα εργαλείο που έχει ως βασικό σκοπό τη βελτίωση ποιότητας της διαχείρισης υδρολογικών λεκανών και την αύξηση της εμπιστοσύνης των χρηστών στα ομοιώματα, τόσο σε απλές όσο και ολοκληρωμένες μελέτες. Το συγκεκριμένο ερευνητικό πρόγραμμα αποσκοπεί στην συγκέντρωση των μεθοδολογιών – οδηγιών ανά την Ευρώπη που σχετίζονται με την προσομοίωση της υδρολογικής διαχείρισης σε επίπεδο λεκάνης με στόχο την καλλίτερη δυνατή εφαρμογή της κοινοτικής Οδηγίας Πλαίσιο για τα νερά.

EUROHARP

Το πρόγραμμα EUROHARP (Ομογενοποίηση Ευρωπαϊκών Μεθοδολογικών για την Ποσοτικοποίηση των Θρεπτικών) αφορά στην ανάγκη για επιστημονική αξιολόγηση και σύγκριση μεθοδολογιών που χρησιμοποιούνται σήμερα για την ποσοτικοποίηση των ρύπων, με σκοπό την εθνική και διεθνή χάραξη πολιτικής προστασίας των υδάτων. Το EUROHARP παρέχει μια πλήρη αξιολόγηση, περιλαμβάνοντας την εκτέλεση 10 διαφορετικών μεθόδων εκτίμησης μη σημειακών ρυπαντών, σε ένα σύνολο 17 λεκανών απορροής στην Ευρώπη. Η προσέγγιση αυτή αποσκοπεί στην σύγκριση των διαφορετικών μεθοδολογιών μεταξύ τους και στην εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την αποδοτικότητα των μεθόδων αυτών σε διαφορετικές αγροτικές, γεωφυσικές και υδρολογικές συνθήκες.

HARMONIT

Το πρόγραμμα HARMONIT (IT Frameworks) έχει σκοπό την ανάπτυξη εργαλείων και μεθοδολογιών για την καλύτερη κατανόηση των υδρολογικών διεργασιών σε επίπεδο λεκανών και υπολεκανών. Η ανάπτυξη των εργαλείων και μεθοδολογιών είναι απαραίτητη για τον στρατηγικό σχεδιασμό και την ολοκληρωμένη διαχείριση των λεκανών όπως αυτά υπαγορεύονται από την καινούρια κοινοτική Οδηγία Πλαίσιο. Έτσι, βασικός σκοπός είναι να αναπτυχθεί ένα «ανοιχτό περιβάλλον-πλαίσιο». Σκοπός αυτού του περιβάλλοντος είναι να επιτρέψει την ανταλλαγή πληροφορίας ανάμεσα στα ομοιώματα και με τον τρόπο αυτό να αναπαραστήσει τις φυσικές διεργασίες σε μια υδρολογική λεκάνη με στόχο την καλλίτερη δυνατή διαχείρισή της.

DayWater

Αντικείμενο του προγράμματος “Daywater” είναι η διαχείριση της απορροής των αστικών ομβρίων υδάτων και των σχετικών προβλημάτων που προκύπτουν λόγω της αστικοποίησης. Από το πρόγραμμα θα προκύψει ένα σύστημα υποστήριξης αποφάσεων που θα είναι προσαρμόσιμο στις συμμετέχουσες Ευρωπαϊκές Χώρες από το βορρά έως το νότο. Η διαχείριση της απορροής των ομβρίων υδάτων εξετάζεται με τη χρήση μεθόδων ελέγχου στην πηγή που αποβλέπουν στην αντιμετώπιση προβλημάτων ποσοτικών όπως η πλημμύρα και η διάβρωση καθώς και ποιοτικών όπως η μόλυνση και η μεταφορά ρυπαντικών ουσιών στους αποδέκτες. Κεντρική έννοια είναι η αειφορία δηλαδή η έλλογη διαχείριση των υδατικών διαθεσίμων ώστε να αποφευχθεί η ποσοτική μείωση και η ποιοτική υποβάθμιση.