Η διαχείριση των δικτύων ύδρευσης στους άξονες της ποσότητας, της ποιότητας και της ενέργειας.
Authors: Πατέλης Μενέλαος 
Published: July 2023

Το νερό αποτελεί το σημαντικότερο αγαθό της ζωής μας. Η ποσότητα και η ποιότητά του καθορίζουν τη ζωή μας και την υγεία μας. Η ενέργειά του πήγε μπροστά πολλές φορές την ανθρωπότητα μπροστά και εξακολουθεί να αποτελεί το σημαντικότερο συντελεστή της ανάπτυξής μας. Η μελέτη του νερού έχει αποδείξει πως πάντα αποφέρει σημαντικά αποτελέσματα και αναβαθμίζει την εικόνα και τη διαχείρισή του. Έχουμε πλέον εθνικά φτάσει σε ένα σημείο υπερεκμετάλλευσης αυτού του πόρου χωρίς να δείξουμε το απαραίτητο ενδιαφέρον τα τελευταία χρόνια για τη γενικότερη διασφάλισή του. Τα δίκτυα ύδρευσης, μεταφοράς και διανομής αποτελούν τους σημαντικότερους καταναλωτές πόσιμου νερού και η σημασία τους είναι ζωτική. Η διαχείριση των δικτύων και εμμέσως του φυσικού πόρου μέχρι σήμερα έμενε κυρίως στην τμηματική προσέγγιση των υφιστάμενων προβλημάτων που πότε αφορούσαν την ποσότητα και πότε την ποιότητα. Το αντικείμενο αυτής της διδακτορικής διατριβής είναι η μελέτη των δικτύων ύδρευσης ολοκληρωμένα, καλύπτοντας παράλληλα το ίδιο ερευνητικό θέμα από τρεις πλευρές. Αυτή της ποσότητας, της ποιότητας και της ενέργειας. Η ανάλυση των θεωριών και των διεθνών πρακτικών έγινε παράδειγμα εφαρμοσμένο σε ελληνικά δίκτυα ύδρευσης ανεπτυγμένα σε λογισμικά υδραυλικής προσομοίωσης, σε επίπεδα ψηφιακών διδύμων. Η ποικιλία της ελληνικής γης και εφαρμογής δραστηριοτήτων ανέδειξε μεγάλες διαφορές στις συμπεριφορές των δικτύων από περιοχή σε περιοχή. Η γενικότερα γνωστή προσέγγιση της ρύθμισης της πίεσης και των περιορισμένων καταναλώσεων ή απωλειών ερευνήθηκε με γνώμονα τις επιπτώσεις στην ποιότητα και πιο συγκεκριμένα την επιρροή της στην ηλικία του νερού. Τεκμηριώθηκε μαθηματικά η ανάγκη παρακολούθησης της ηλικίας όταν εφαρμόζεται μία τακτική ρύθμισης ενώ προσεγγίστηκε και το βέλτιστο σημείο παράλληλης διαχείρισης ως χρυσή τομή μεταξύ ρύθμισης της πίεσης και ποιότητας. Αντικείμενο επίσης αποτέλεσε η εκτίμηση της διαθέσιμης ενέργειας μέσα στα υδραυλικά δίκτυα, τόσο μεταφοράς όσο και διανομής. Η εκτεταμένη διαχείριση της πίεσης ανέδειξε την ευκαιρία, να μετατραπεί σε χρήσιμη μορφή η ενέργεια που καταστρέφεται ώστε να ελεγχθούν οι επιπτώσεις της στα υλικά ενώ παράλληλα έχουμε μία νέα ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Για την ακριβή εφαρμογή όμως της ανάκτησης ενέργειας, σχεδιάστηκε ειδική διάταξη υδροτουρμπίνας με μοναδικά χαρακτηριστικά και πολύ χαμηλό κόστος η οποία έγινε και πειραματική διάταξη σε πραγματικά μεγέθη ώστε να αποδείξει την επάρκεια της. Ο επικεφαλής ερευνητικός στόχος της διατριβής είναι η προσαρμογή της εθνικής διαχείρισης των δικτύων ύδρευσης με τρόπο πιο ασφαλή για τη δημόσια υγεία, πιο βιώσιμο για τους υδατικούς μας πόρους και πιο ανταγωνιστικό σε όρους ενέργειας και οικονομίας. Οι αναλυτικότεροι στόχοι που συντελούν στον παραπάνω, είναι η απόδειξη μέσω αξιόπιστων παραδειγμάτων της αμέλειας προς την ποιότητα του νερού και η ανάδειξη της ευκαιρίας ανάκτησης ενέργειας που παγκόσμια τόσο διερευνάται. Η μεθοδολογία με την οποία προσεγγίστηκε γενικώς η έρευνα ήταν η αναλυτική και εκτενής ανάγνωση της διεθνούς βιβλιογραφίας, ώστε να σχηματισθεί η καλύτερη δυνατή άποψη και γνώση των μέχρι σήμερα πρακτικών αλλά και των διαθέσιμων αποτελεσμάτων. Έμφαση δόθηκε στην εθνική μας βιβλιογραφία η οποία όμως είχε πολύ μικρότερο αριθμό ερευνητικών προσπαθειών. Το επόμενο βήμα ήταν η επιλογή μίας ομάδας περιοχών με διαφορετικά χαρακτηριστικά για να μελετηθούν και να χρησιμοποιηθούν ως αντικείμενα μελέτης και εφαρμογής των πρακτικών. Αναπτύχθηκαν ψηφιακά μοντέλα σε επίπεδα ψηφιακών διδύμων στα οποία εφαρμόστηκαν εκατοντάδες ερευνητικά σενάρια. Τα δεδομένα ανέδειξαν πολύ σημαντικές πληροφορίες που αξιολογήθηκαν και παρουσιάζονται στην παρούσα διατριβή ενώ, ενώ διαπιστώνοντας πως υπάρχει ανάγκη πρακτικά για μία νεότερη διάταξη ανάκτησης ενέργειας, μελετήθηκαν οι υπάρχουσες διατάξεις, βρέθηκε η κοινή τους αδυναμία και πειραματικά αναπτύχθηκε μία που ξεχωρίζει. Τα ευρήματα της μελέτης είναι η εξάρτηση της ποιότητας από την ποσότητα, η διακύμανση της συμπεριφοράς των διαφορετικών δικτύων και η αξία της προσέγγισης του καθενός μοναδικά. Τα δίκτυα πολλές φορές μπορούν να κρύβουν μέσα τους σημαντικές ποσότητες ενέργειας και δόθηκε ένας πολύ καλός τρόπος για να αξιολογηθεί αυτό και να εφαρμοστεί κατάλληλος εξοπλισμός για την ανάκτησή της. Το κυριότερο εύρημα όλων είναι η ανάγκη της παράλληλης διαχείρισης της ποιότητας, ποσότητας και ενέργειας για την αποφυγή δυσάρεστων επιπτώσεων από τη μονομερή προσέγγιση. Καθολικά μπορεί να κανείς να αναγνωρίσει καινοτόμα χαρακτηριστικά τόσο στα συνοπτικά σχόλια κάθε ανάλυσης αλλά πολύ ενδιαφέρον μπορεί να δοθεί στη διάταξη της υδροτουρμπίνας που πιάνει χρονικό συντελεστή απόδοσης που αγγίζει το 100%.