Στην παρούσα εργασία αναπτύσσεται μια μεθοδολογία για την ολοκληρωμένη Διαχείριση Υδατικών Πόρων σε λεκάνες απορροής. Η περιοχή μελέτης στην οποία εφαρμόζεται η μεθοδολογία είναι η Μεσαρά. Η Μεσαρά είναι η μεγαλύτερη πεδιάδα της Κρήτης η οποία βρίσκεται στο νότιο- κεντρικό τμήμα της. Η οικονομία και η ανάπτυξη της περιοχής στηρίζεται κυρίως στον πρωτογενή (αγροτικό) τομέα, με την καλλιέργεια εντατικών υδροβόρων καλλιεργειών (θερμοκηπιακές και υπαίθρια κηπευτικά) στη δυτική περιοχή και την ελαιοκαλλιέργεια σε όλη την έκτασή της, ενώ στην παραλιακή ζώνη αναπτύσσεται, με αργούς ρυθμούς συγκριτικά με τη βόρεια Κρήτη, ο τουριστικός τομέας. Η περιοχή μελέτης οριοθετείτε βάσει του σημαντικότερου υδροφορέα της Μεσαράς που είναι ο τεταρτογενής του πεδινού τμήματος, από Τυμπάκι-Κόκκινο Πύργο (δυτικά) μέχρι τον Χάρακα (ανατολικά), συμπεριλαμβάνοντας τις υδρολογικές λεκάνες που απορρέουν σ’ αυτόν. Οι ξηροθερμικές κλιματικές συνθήκες που επικρατούν στην περιοχή δημιουργούν από τις δραστηριότητες αυτές κλιμακούμενη ζήτηση σε νερό κυρίως κατά τη διάρκεια της θερινής- καλοκαιρινής περιόδου, οι οποίες μέχρι σήμερα καλύπτονται αποκλειστικά από το υπόγειο υδατικό δυναμικό του υδροφορέα της ομώνυμης λεκάνης, η εκμετάλλευση του οποίου άρχισε από την δεκαετία του 1980 με την ανόρυξη κατά το πλείστων ιδιωτικών υδρογεωτρήσεων, και την τελευταία πενταετία από το φράγμα Φανερωμένης το οποίο προμηθεύει νερό τη δυτική Μεσαρά (λεκάνη Μοιρών και Τυμπακίου) Η θεωρητική μέση αρδευτική ζήτηση στη λεκάνη της Μεσαράς, όπως εκτιμήθηκε με βάση τις δηλώσεις καλλιεργειών στη στατιστική υπηρεσία, ανέρχεται στο ύψος των 77,4 Mm3 και οι αρδευόμενες εκτάσεις είναι 190.130 στρ. Συνολικά οι καλλιεργούμενες εκτάσεις είναι 339.330 στρ. (ποσοστό αρδευόμενων καλλιεργειών 56%). Οι συνολικές μέσες ετήσιες ποσότητες νερού σήμερα που χρησιμοποιούνται ανέρχονται σε 69 Mm3 οι οποίες κατανέμονται 62 Mm3 από το υπόγειο δυναμικό και 7 Mm3 από το επιφανειακό (φράγμα Φανερωμένης). Όμως ο υπόγειος υδροφορέας της περιοχής έχει υποστεί υπερεκμετάλλευση της τάξης των 10 Mm3. Σήμερα τα νερά στη λεκάνη Μεσαράς έχουν υποστεί πιέσεις, με σοβαρότερη την ποσοτική (υπερεκμετάλλευση) έναντι της ποιοτικής (ρύπανση), και τις συνεπακόλουθες επιπτώσεις στο περιβάλλον και στην οικονομία της περιοχής. Η περιοχή της υπολεκάνης Γεροποτάμου Μεσαράς Κρήτης προστέθηκε στον κατάλογο των ευπρόσβλητων ζωνών της Χώρας (ΚΥΑ 147070/2014) και συγκεκριμένα το ΥΥΣ EL1300083 (Πορώδες Μοιρών) υφίσταται νιτρορύπανση γεωργικής προέλευσης. Επιπλέον, με βάση το θεσμικό πλαίσιο που διέπει τα ύδατα (οδηγία 2000/60/ΕΚ), επιβάλλεται να εφαρμοσθούν άμεσα μέτρα, τα οποία να αποσκοπούν στην αντιστροφή των τάσεων, τόσο της ποσοτικής όσο και της ποιοτικής αρνητικής κατάστασης, ώστε να επιτευχθεί η «καλή κατάσταση των υδάτων» της Μεσαράς. Έχοντας ποσοτικοποιήσει τη μελλοντική ζήτηση και τη διαθεσιμότητα υδατικών πόρων, επόμενο βήμα είναι η λήψη απόφασης για την επίλυση του προβλήματος. Η μεθοδολογία έχει τρείς σημαντικές πτυχές. Η μία είναι η χρήση της πολυκριτηριακής μεθόδου VIKOR προκειμένου να ταξινομηθούν, σε σχέση με όλα τα κριτήρια οι εναλλακτικές. Η VIKOR είναι μία εύκολα κατανοητή πολυκριτηριακή μέθοδος που στηρίζεται στη μέθοδο των αποστάσεων. Καινοτομία της μεθόδου αποτελεί το γεγονός ότι παρέχει τη δυνατότητα σε ένα κριτήριο με μη ισόρροπη ικανοποίηση (χαμηλή απόδοση) να αλλοιώσει σημαντικά την τελική κατάταξη της εναλλακτικής μέσω ενός κατάλληλου μέτρου. Προϋπόθεση για την εφαρμογή της μεθόδου είναι ο προσδιορισμός της βαρύτητας (δεύτερη πτυχή της μεθοδολογίας). Για τον προσδιορισμό των βαρών αναπτύχτηκε η ασαφή αναλυτική διαδικασία έτσι ώστε να δοθεί η περισσότερο ρεαλιστική ικανότητα για αποτίμηση των διμερών συγκρίσεων μεταξύ των κριτηρίων με ασαφείς αριθμούς. Συγκρίθηκαν μάλιστα τρεις ασαφείς μέθοδοι, μέσω πιλοτικού παραδείγματος από τη βιβλιογραφία και με βάση και τη δημοσίευση των Wangetal. εξήχθησαν χρήσιμα συμπεράσματα. Είναι χαρακτηριστικό ότι η ευρέως χρησιμοποιούμενη extendFAHP (εκτενής ασαφή ιεραρχική αναλυτική διαδικασία) οδηγεί σε μηδενικές βαρύτητες τα κριτήρια με χαμηλή προτίμηση, ενώ όπως φάνηκε και στο πιλοτικό παράδειγμα, είναι μαθηματικά ασυνεπής. Η τρίτη πτυχή είναι η τελική απόφαση με 0/1 programming. Με αυτό τον τρόπο μία αρθρωτή απόφαση επιτυγχάνεται με ορίζοντες το 2021 (σχεδόν τώρα) και το 2051 λαμβάνοντας υπόψη την κλιματική αλλαγή. Τούτο επιτυγχάνεται με διάφορες επινοήσεις όπως των αμοιβαία αποκλειόμενων περιορισμών για ίδιες δράσεις αλλά με άλλο χρονικό ορίζοντα. Αρχικά, διαμορφώνονται εναλλακτικές που περιλαμβάνουν υδατικές δράσεις για την κάλυψη της ζήτησης για τους χρονικούς ορίζοντες 2021 και 2051. Οι εναλλακτικές αξιολογούνται με την εφαρμογή μιας μεθόδου πολυκριτηριακής σύνθεσης των κριτηρίων (VIKOR), μέσω της οποίας βαθμολογούνται και ταξινομούνται οι εναλλακτικές. Τέλος, η τελική λύση προκύπτει με χρήση 0/1 προγραμματισμού, ο οποίος λαμβάνει υπόψη την πολυκριτηριακή αξιολόγηση, αλλά και τους περιορισμούς, οι οποίοι εξασφαλίζουν την κάλυψη της ζήτησης στην περιοχή μελέτης και την ορθολογική αξιοποίηση υδατικών πόρων σε αυτήν τώρα και στο μέλλον. Αν υποτεθούν απλουστευτικά ίσα βάρη, η λύση με ορίζοντα το 2021 διαφοροποιείται σημαντικά. Με βάση τις ασαφείς μεθόδους προτείνεται η μείωση της ζήτησης και η εφαρμογή τηλε-ελέγχου ενώ με ίσα βάρη η μείωση της ζήτησης και η λειτουργία του φράγματος της Πλακιώτισας. Η επίλυση με ορίζοντα το 2051, μία επιβαρυμένη κατάσταση λόγω κλιματικής αλλαγής, επιβαρύνει τη λύση και με ορίζοντα το 2051 οι μεθοδολογίες συγκλίνουν ως προς τη λύση. Ωστόσο, αν δωθεί ίση βαρύτητα στον κανόνα της μειοψηφίας και στον κανόνα της πλειοψηφίας κατά την εφαρμογή της μεθόδου Vikor οδηγούμαστε σε παρόμοια απόφαση με την απλουστευτική επιλογή των ίσων βαρών. Πρόκειται για μια αρθρωτή λύση, η οποία χαρακτηρίζεται λογική και ισόρροπη.
195 σ.
Βιβλιογραφία: 190-195
In this study a hybrid methodology, which incorporates the multicriteria analysis, is developed for the integrated Management of Water Resources in a catchment area suffering from water scarcity. The study area in which the methodology is applied is the Messara plain, which is the largest plain of Crete and located in the south-central part of the island. The economy of the region is based mainly on the primary (agricultural) sector, with the cultivation, in the western area, of intensive water-consuming crops (greenhouses and outdoor vegetables) and irrigated olive trees throughout its area, while in the coastal zone the tourism sector is developed, relatively slowly compared to the northern Crete. The study area comprises the most important aquifer of Messara plain, which composed of quaternary deposits (layers of sand, gravels, and clay), extended on the plain area from Tympaki-Kokkino Pyrgos (west) to Harakas (east), including as well as the hydrological basins that flow into it. The dry climatic conditions that prevail in the region create escalating demand for water to irrigate crops, mainly during the summer period, which until today they are covered exclusively by the groundwater potential of the aquifer of the homonymous basin. The exploitation of the aquifer began as early as 1980s with the drilling mainly private wells, and in the last five years the Faneromeni reservoir supplies water to western area of Messara plain (Moires and Tympaki sub basins) Today the waters in the Messara basin are under pressure, with more serious the quantitative one (over-exploitation) of the aquifer and minor the qualitative one the pollution of waters mainly with nitrates due to intensive farming. These pressures on water have significant effects on the environment and the economy of the region. In particular the catchment of the Geropotamos, which is a sub-basin of Messara, has been added to the list of vulnerable zones of the country (JM 147070/2014) and more specifically the groundwater 2000/60 / EC), the region of Crete has to take immediate measures to reverse trends, both quantitative and qualitative, in order to achieve «good condition of the waters "of Messara. Having quantified future demand and availability (supply) of water resources, the next step is to make a decision to solve the problem. Initially, alternatives are developed that include water actions to meet the demand for the two time horizons the 2021 and the 2051. Τhe proposed hybrid multicriteria methodology has three main points. The first one is the use of the VIKOR multicriteria method. The VIKOR is based on the distance from the ideal solution. However, in this distance the non-commensurate evaluation of the criteria is penalized. The second point is the use of the AHP within a fuzzy environment. Hence the pairwise comparison between the criteria is expressed as fuzzy numbers. Furthermore, three fuzzy AHP methods are compared. The author concludes that the widely-used Fuzzy AHP tends to eliminate the weights of the criteria with low score in the binary comparison between the criteria. In addition, based on a basic example it is concluded that the weights determined by the extent analysis method do not represent the relative importance of decision criteria. The third point is the use of 0/1 programming in order to modulate the final solution. In addition, two different time horizons are taken into account. The use of mutually exclusive constraints is used in order in order to ensure that each alternative can be selected only once. The final solution results in the use of 0/1 programming, which takes into account the multi-criteria evaluation, but also the constraints, which ensure that the demand in the study area is met and the rational utilization of water resources will meet now and in the future. The selection of the weights changes the final decision regarding the time horizon of the 2021. However the solution are converged if the model includes both the 2021 and the 2051 time horizon. The final solution includes the selection of a total of three water potential development projects in the two time horizons. This is a modular solution, which is characterized as logic and balanced.
Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης
