Σχεδιασμός και ανάλυση αρδευτικού δικτύου υπό πίεση στον Πάνορμο Τήνου, χρησιμοποιώντας ως κεφαλή την εκροή μονάδας βιολογικού καθαρισμού

Abstract

Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής είναι ο σχεδιασμός και η ανάλυση ενός αρδευτικού δικτύου υπό πίεση ελεύθερης ζήτησης στην περιοχή του Πανόρμου στη νήσο Τήνο. Η ολοένα και αυξανόμενη χρήση των συλλογικών αρδευτικών δικτύων υπό πίεση και η επιτακτική ανάγκη για ορθολογική διαχείριση υδατικών πόρων, δημιουργούν προϋποθέσεις για τη βελτίωση των αγροτικών καλλιεργειών στην ελληνική πραγματικότητα. Ως αποτέλεσμα, τα πλεονεκτήματα θα είναι κοινωνικά, οικονομικά και περιβαλλοντικά για την εκάστοτε περιοχή.

Η διερεύνηση αυτή περιλαμβάνει την ανάπτυξη των αρχών σχεδιασμού και ορθής λειτουργίας των αρδευτικών δικτύων υπό πίεση, από τις οποίες δομούνται τα μοντέλα σχεδιασμού και οι προσομοιώσεις της λειτουργίας αυτών αντίστοιχα. Ως περιοχή μελέτης επιλέχθηκε η περιοχή του Πανόρμου στην οποία οι παραδοσιακοί ελαιώνες είναι εγκατεστημένοι σε αναβαθμίδες, ενώ δεν υφίστανται έργα έγγειων βελτιώσεων εκτός από μία μονάδα Βιολογικού Καθαρισμού η οποία αποτελεί ιδανική πηγή αρδευτικού νερού για την κάλυψη των αναγκών της περιοχής. Ο σχεδιασμός του δικτύου και η χωρική ανάλυση της επιλεγμένης έκτασης, ως προς το ιδιοκτησιακό καθεστώς και τα εφαρμοσμένα όρια, υλοποιήθηκε με τη χρήση των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και Βάσεων Δεδομένων, ώστε να παραχθούν οι τελικοί ψηφιακοί χάρτες και γεωβάσεις με τα αναγκαία χωρικά δεδομένα στο λογισμικό ΑrcGIS.

Η προσομοίωση της λειτουργίας του δικτύου πραγματοποιήθηκε με το λογισμικό COPAM, μέσω του οποίου υπολογίσθηκαν οι διάμετροι των αγωγών, η παροχή σχεδιασμού του έργου και το κόστος του συστήματος των αγωγών. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε ανάλυση υδραυλικής επάρκειας μέσα από τις δυνατότητες του λογισμικού. Τέλος, για την εξέταση της ανταπόκρισης του δικτύου σε μελλοντικές μεταβολές των αρδευτικών αναγκών στο χώρο εφαρμογής, επομένως και του παράγοντα της ζήτησης, εκπονήθηκε συγκριτική ποσοτική ανάλυση ως προς την παράμετρο της ειδικής συνεχούς παροχής q0. Παράλληλα έγινε προσπάθεια μείωσης του φορτίου στην κεφαλή με στόχο την διερεύνηση των δυνατοτήτων για σχεδιασμό ενός πιο οικονομικού δικτύου. Συνεπώς, δομήθηκαν εναλλακτικά σενάρια λειτουργίας του συλλογικού δικτύου που σχεδιάστηκε, η αξιολόγηση των οποίων επισημαίνει την αδιάλειπτη λειτουργία του σε δυνητική αναμόρφωση αρχικώς ή μελλοντικά.

The current Master thesis aims at the design and analysis of an on – demand pressurised irrigation network in the Local Community of Panormos located in Tinos island. The ever – increasing use of collective pressurised irrigation networks and the necessity for a more rational management of water resources lend themselves to the overall improvement of the agricultural crops in Greek reality. As a result, the benefits will be of social, economic and environmental nature for the respective regions.

This investigation includes the development of the fundamental principles of design and operation of pressurised irrigation networks, that form the basis of the design models and the simulations of their operation. The main characteristics of the study area are the traditional olive crops, planted in terraces and the wastewater treatment facility which could be an ideal irrigation water source. The network design and spatial analysis of the chosen area, regarding ownership status and applicable boundaries, was implemented using the Geographic Information Systems and Databases to produce the final digital maps and geodatabases with the necessary spatial data, applied in the ΑrcGis software.

Simulation of the operation of the new network was performed with the free COPAM (Combined Optimization and Performance Analysis Model) software, through which the pipeline diameters, the design of the project and the cost of the pipeline system were calculated. Hydraulic efficiency analysis was then conducted through the software capabilities. Finally, in order to examine the network's response to future variations in the research field with regards to the irrigation needs and to therefore accordingly calculate the demand factor, a comparative quantitative analysis was enacted on the specific continuous discharge q0 parameter. Therefore, alternative scenarios of the planned collective network were constructed, the evaluation of which indicates its uninterrupted operation in contingent reforming initially or in the future.