title: Multi-origin water resource optimisation framework for industrial purposes
title: Πλαίσιο βελτιστοποίησης υδάτινων πόρων πολλαπλών προελεύσεων για βιομηχανικούς σκοπούς
Creators: name: Ποθουλακης Αγγελος
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2023

description: The global climate crisis has highlighted the vulnerability of water resources, leading to increased droughts, depletion of water reserves, and increased demand for water, especially in the Mediterranean region. Industries heavily reliant on water, such as breweries, face significant threats from droughts and potential water scarcity. This study aims to optimise the intake from alternative water sources to minimise reliance on municipal water. Conducted in Crete, Greece, the research explores the utilisation of four alternate water sources.  
A Linear Programming (LP) model is developed to distribute water resources effectively, minimising costs and environmental consequences while respecting the capacity limitations of each water source. A newly created algorithm is used to address this issue, with datasets covering 365 days, resulting in daily and yearly solutions.  
The algorithm has been proved very reliable in locating the global optimum, requiring reasonable computational effort. The outcomes of the study proved that the levelised cost of water can be reduced by more than 10%, by also concurrently diminishing the greenhouse gas emissions (GHGs) by more than 25%. The optimal solution suggests a system that restricts municipal water intake by maximising the contribution of the ground water resources and the river ones, as well. 
This research leads to promising results and practical solutions to water-intensive industries, emphasising the urgent need for adaptive strategies in the face of a changing climate. This study stands as a critical reference point for industries aiming to achieve sustainable and cost-effective water resource management amidst the burgeoning climate crisis.

description: Η παγκόσμια κλιματική κρίση έχει αναδείξει την ευπάθεια των υδάτινων πόρων, οδηγώντας σε αυξημένη ξηρασία, εξάντληση των αποθεμάτων νερού και αυξημένη ζήτηση, ιδίως στην περιοχή της Μεσογείου. Βιομηχανίες, όπως οι ζυθοποιίες, που είναι υδροβόρες, αντιμετωπίζουν σημαντικές απειλές. Η παρούσα μελέτη αποσκοπεί στη βελτιστοποίηση της πρόσληψης από εναλλακτικές πηγές νερού για την ελαχιστοποίηση της εξάρτησης από το δημόσιο δίκτυο. Η έρευνα διεξήχθη σε μια μονάδα ζυθοποιίας στην Κρήτη, και διερευνά τη χρήση τεσσάρων εναλλακτικών πηγών νερού.
 Αναπτύσσεται ένα μοντέλο Γραμμικού Προγραμματισμού (LP) για την αποτελεσματική κατανομή των υδάτινων πόρων, ελαχιστοποιώντας το κόστος και τις περιβαλλοντικές συνέπειες, με σεβασμό στους περιορισμούς δυναμικότητας κάθε εναλλακτικής πηγής νερού. Ένας πρωτότυπος αλγόριθμος χρησιμοποιείται για την αντιμετώπιση του ζητήματος αυτού, με ημερήσια δεδομένα που καλύπτουν 365 ημέρες, με αποτέλεσμα ημερήσιες και ετήσιες λύσεις.
Ο αλγόριθμος αποδείχθηκε πολύ αξιόπιστος στον εντοπισμό του ολικού βέλτιστου. Τα αποτελέσματα της μελέτης απέδειξαν ότι το ισοσταθμισμένο κόστος του νερού μπορεί να μειωθεί κατά περισσότερο από 10%, μειώνοντας ταυτόχρονα τον περιβαλλοντικό αντίκτυπο (GHG) κατά περισσότερο από 25%. Το βέλτιστο σύστημα περιορίζει την πρόσληψη νερού από το δημόσιο δίκτυο μεγιστοποιώντας τη συμβολή των υπόγειων υδάτινων πόρων και ενός παρακείμενου ποταμιού.
 Η έρευνα αυτή οδηγεί σε ελπιδοφόρα αποτελέσματα και πρακτικές λύσεις για τις βιομηχανίες που έχουν υψηλές απαιτήσεις νερού, υπογραμμίζοντας την επείγουσα ανάγκη για προσαρμοστικές στρατηγικές ενόψει της κλιματικής αλλαγής. Η παρούσα μελέτη αποτελεί κρίσιμο σημείο αναφοράς για τις βιομηχανίες που στοχεύουν στην επίτευξη βιώσιμης και οικονομικά αποδοτικής διαχείρισης των υδάτινων πόρων εν μέσω της διογκούμενης κλιματικής κρίσης.