Ανάπτυξη ομοιώματος προσομείωσης για την ανάλυση της λειτουργίας αρδευτικών δικτύων υπό πίεση ελεύθερης ζήτησης
Authors: Στεφοπούλου Αγγελική 
Published: August 2021

Στην παρούσα διατριβή αναπτύχθηκε ένα μοντέλο για την ανάλυση της λειτουργίας υπόπίεση συλλογικών αρδευτικών δικτύων που λειτουργούν με ελεύθερη ζήτηση. Τομοντέλο που αναπτύχθηκε υλοποιεί την ανάλυση αυτή σε επίπεδο δικτύου προκειμένουνα δοθεί μια γενική εικόνα της λειτουργικής επάρκειας του δικτύου και σε επίπεδουδροστομίου ώστε να εντοπιστούν τα συγκεκριμένα σημεία του δικτύου πουπαρουσιάζουν προβλήματα. Το μοντέλο αναπτύχθηκε ως ανεξάρτητη εφαρμογή ώστενα υπάρχει η δυνατότητα παρέμβασης σε οποιοδήποτε σημείο της ανάλυσης καθώςεπίσης και επέκτασής του με νέες δυνατότητες. Επιπλέον, το μοντέλο αναπτύχθηκεέχοντας υπόψη τις ιδιαιτερότητες που παρουσιάζουν αρκετά από τα υπό πίεσησυλλογικά αρδευτικά δίκτυα ελεύθερης ζήτησης στην Ελλάδα (πχ. μεγάλος αριθμόςχρηστών ανά υδροληψία, κα) και με στόχο την αρτιότερη διαχείριση των έργων αυτών.Η λειτουργικότητα του μοντέλου που αναπτύχθηκε εξασφαλίστηκε με τη δημιουργία ενόςεύχρηστου και απλού γραφικού περιβάλλοντος διεπαφής με το χρήστη (GUI). Τογραφικό περιβάλλον διεπαφής ακολουθεί το πρότυπο του παραθυρικού περιβάλλοντοςώστε ο χρήστης να αντιμετωπίζει ένα γνώριμο περιβάλλον και εύχρηστο περιβάλλον.Στο μοντέλο που αναπτύχθηκε δίνεται η δυνατότητα στο χρήστη να επιλέξει μεταξύδιάφορων εξισώσεων για τον υπολογισμό των γραμμικών απωλειών. Οι εξισώσεις πουενσωματώθηκαν ήταν η εξίσωση των Darcy-Weisbach με την εξίσωση των ColebrookWhite(DW-CW) για τον υπολογισμό του συντελεστή τραχύτητας, η εξίσωση των DarcyWeisbachμε την σχέση των Swamee και Jain (DW-SJ), η σχέση των Hazen –Williams,η εξίσωση του Darcy με την παράμετρο γ του Bazin, η εξίσωση των Calmon και Lechaptκαι η εξίσωση του Valiantzas (2008).Για την εφαρμογή του μοντέλου που αναπτύχθηκε, χρησιμοποιήθηκαν δύοαντιπροσωπευτικά ελληνικά δίκτυα, το δίκτυο των Ιρίων στην Αργολίδα και το δίκτυο τωνΚαλυβίων-Σοχά στο νομό Λακωνίας. Τα δύο αυτά δίκτυα είναι υπό πίεση συλλογικάαρδευτικά δίκτυα που λειτουργούν με ελεύθερη ζήτηση. Το μοντέλο που αναπτύχθηκεχρησιμοποιήθηκε για την υλοποίηση τριών εφαρμογών όπως περιγράφονται στησυνέχεια. Αρχικά, έγινε διερεύνηση της επίδρασης που έχει στην ανάλυση σε επίπεδο δικτύου καιυδροστομίου η επιλογή της εξίσωσης για τον υπολογισμό των γραμμικών απωλειών.Χρησιμοποιήθηκαν οι προαναφερθήσες εξισώσεις για τον υπολογισμό των γραμμικώναπωλειών και τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με αυτά που προέκυψαν από τη χρήση τηςεξίσωσης των Darcy-Weisbach με την εξίσωση των Colebrook-White για τονυπολογισμό του συντελεστή τραχύτητας. Μεγαλύτερες αποκλίσεις παρουσιάστηκαν ότανοι αγωγοί του δικτύου είχαν μεγαλύτερο συντελεστή τραχύτητας. Επιπλέον, τααποτελέσματα έδειξαν ότι για παροχές στην κεφαλή χαμηλότερες της παροχής Clément,όλες οι εξισώσεις που εξετάστηκαν δίνουν παρόμοια αποτελέσματα, ωστόσο γιαπαροχές μεγαλύτερες από την παροχή Clément οι αποκλίσεις αυξάνονταν. Αυτόσημαίνει ότι η εξίσωση που υιοθετείται για τον υπολογισμό των γραμμικών απωλειών θαεπηρεάσει την ακρίβεια του μοντέλου των χαρακτηριστικών καμπυλών με δείκτες στηνπερίπτωση κορεσμένων δικτύων ή δικτύων για τα οποία η παροχή στην κεφαλή τουδικτύου έχει διαφοροποιηθεί.Με το μοντέλο που αναπτύχθηκε, διερευνήθηκε επίσης η επίδραση της εξίσωσης τωνγραμμικών απωλειών στην ανάλυση της λειτουργίας των δικτύων ελεύθερης ζήτησης σεεπίπεδο υδροστομίου. Χρησιμοποιήθηκαν και εδώ οι προαναφερθήσες εξισώσεις για τονυπολογισμό των γραμμικών απωλειών και προέκυψε ότι οι εξισώσεις DW-SJ καιValiantzas (2008) παρουσιάζουν αποτελέσματα κοντά σε αυτά που δίνει η εξίσωσηαναφοράς (DW-CW).Επιπλέον, προτείνεται ένας νέος δείκτης αξιοπιστίας που στοχεύει να αναδείξει όχι μόνοτην πιθανότητα ενός υδροστομίου να αποτύχει, αλλά και το εύρος της αποτυχίας αυτής.Έτσι, με τη χρήση του συγκεκριμένου δείκτη αναδεικνύονται τα υδροστόμια του δικτύουμε υψηλό διαθέσιμο φορτίο πίεσης, τα οποία έχουν μικρότρη πιθανότητα αποτυχίας κατάτην περίοδο αιχμής.Τέλος, πραγματοποιήθηκε μια ανάλυση ευαισθησίας με το μοντέλο που υλοποιήθηκε,προκειμένου να διερευνηθεί η επίδραση της τιμής του συντελεστή γ του Bazin στηχάραξη των χαρακτηριστικών καμπυλών με δείκτες. Από τα αποτελέσματα της ανάλυσηςπροέκυψε ότι η τιμή του συντελεστή επηρεάζει σημαντικά την ανάλυση για παροχές στηνκεφαλή μεγαλύτερες από την παροχή Clément.Συγκεντρωτικά, στην παρούσα διδακτορική διατριβή αναπτύχθηκε ένα μοντέλο για τηνανάλυση της λειτουργίας συλλογικών αρδευτικών δικτύων ελεύθερης ζήτησης, το οποίο με τις πληροφορίες που παρέχει μπορεί να συνεισφέρει σημαντικά στη διαχείριση τωνέργων αυτών και στον προγραμματισμό των απαιτούμενων παρεμβάσεων για τονεκσυγχρονισμό της λειτουργίας τους. Επιπλέον, δημιουργήθηκε από μηδενική βάση έναεργαλείο το οποίο επιτρέπει την παρέμβαση σε οποιοδήποτε σημείο της ανάλυσης αλλάκαι την επέκτασή του με νέες δυνατότητες προκειμένου να καλύψει μελλοντικές ανάγκες.