Progetto New Valley

Andrea CastellettiPolitecnico di Milano

MCSA 06/07MCSA 06/07P02P02

High Aswan Dam

2

Il Governo Egiziano vuole creare nuove aree di sviluppo agricolo e industriale (e quindi nuovi insediamenti urbani) nelle vaste distese del Deserto Occidentale (DO), una New Valley in aggiunta a quella già esistente del Nilo.

Per questo vi incarica di valutare la possibilità di realizzare un canale artificiale tra il lago Nasser e la depressione di El Fayum.

Il Governo Egiziano vuole creare nuove aree di sviluppo agricolo e industriale (e quindi nuovi insediamenti urbani) nelle vaste distese del Deserto Occidentale (DO), una New Valley in aggiunta a quella già esistente del Nilo.

Per questo vi incarica di valutare la possibilità di realizzare un canale artificiale tra il lago Nasser e la depressione di El Fayum.

Il canale servirà per l’approvvigionamento idrico di diverse oasi nel DO, mentre il dislivello nella depressione verrà sfruttato per la produzione idroelettrica. La depressione non ha effluenti.

3

Port

ato

ri

0. Ricognizione e obiettivi

1. Definizione delle azioni

2. Definizione di criteri e indicatori

3. Identificazione

del modello

4. Progetto delle alternative

6. Valutazione delle

alternative

5. Stima degli effetti

7. Comparazione e negoziazione

Alternative dicompromesso

8. Mitigazione e compensazione

Cercare ancora?

si

9. Scelta politica

no

PIANIFICAZIONE

Alternativa di miglior compromesso

MO

DS

S

4

Port

ato

ri

0. Ricognizione e obiettivi

PIANIFICAZIONE

• Comprensione del Sistema

• Identificazione dei Portatori

• Definizione del sistema nel tempo e nello spazio

• Analisi istituzionale e legale

• Obiettivi del problema

.......

5

6

DM e Portatori d’interesse

DM

Portatori di interesse

Governo Egiziano

Agricoltori delle n Oasi

Società idroelettrica

Agricoltori

Idroelettrico

Utenze idriche civili e industriali

NILO SUBLACUALE

Contribuenti

7

Obiettivo

Trovare un modo economicamente accettabile di portare l’acqua nella New Valley senza creare malcoltento tra le utenze del Nilo sublacuale

Quale strumento decisionale?

Analisi Costi Benefici (ACB)

Analisi a Molti Attributi (MAVT)

8

Port

ato

ri

0. Ricognizione e obiettivi

1. Definizione delle azioni

2. Definizione di criteri e indicatori

3. Identificazione

del modello

4. Progetto delle alternative

6. Valutazione delle

alternative

5. Stima degli effetti

7. Comparazione e negoziazione

Alternative dicompromesso

8. Mitigazione e compensazione

Cercare ancora?

si

9. Scelta politica

no

PIANIFICAZIONE

Alternativa di miglior compromesso

MO

DS

S

9

Titolo presentazione - luogo presentazione

Definizione delle azioniAzioni StrutturaliAzioni Strutturali:

• Costruzione del canale

• Costruzione delle n traverse irrigue

• Costruzione delle centrale

TracciatoPresa: posizionamento e caratteristiche (scala di deflusso)

Dimensioni

dati di progetto

,maxCq

Posizionamento

Dimensioni

dati di progetto

,max 1,...,Diq i n

Posizionamento centrale e vasca di caricoCaratteristiche gruppi di produzione (efficienza)

Dimensioni

dati di progetto

1,maxHq

Western Desert El Fayum depression

10Titolo presentazione - luogo presentazione

Definizione delle azioni

Azioni RegolatorieAzioni Regolatorie:

• Progettare la politica di regolazione del canale

• Progettare la politica di distribuzione delle traverse

• Riprogettare la politica di regolazione di Aswan

• Riprogettare la politica di distribuzione Nilo sublacuale

11

Port

ato

ri

0. Ricognizione e obiettivi

1. Definizione delle azioni

2. Definizione di criteri e indicatori

3. Identificazione

del modello

4. Progetto delle alternative

6. Valutazione delle

alternative

5. Stima degli effetti

7. Comparazione e negoziazione

Alternative dicompromesso

8. Mitigazione e compensazione

Cercare ancora?

si

9. Scelta politica

no

PIANIFICAZIONE

Alternativa di miglior compromesso

MO

DS

S

12

Definizione degli indicatori

Agricoltori i-esimaoasi

Utenti idrici NILO

Portatore Indicatore

Produttore idroelettrico NILO

Deficit medio annuo di fornitura idrica rispetto alla domanda [Mm3/anno]

Produzione media annua [GWh/anno]

Agricoltori NILO

Produttore idroelettrico El Fayum

Deficit medio annuo di fornitura idrica rispetto alla domanda [Mm3/anno]

Deficit medio annuo di fornitura idrica rispetto alla domanda [Mm3/anno]

Deficit medio annuo di produzione idroelettrica [Mm3/anno]

Contribuenti Costo costruzione infrastrutture [EL]

13

Port

ato

ri

0. Ricognizione e obiettivi

1. Definizione delle azioni

2. Definizione di criteri e indicatori

3. Identificazione

del modello

4. Progetto delle alternative

6. Valutazione delle

alternative

5. Stima degli effetti

7. Comparazione e negoziazione

Alternative dicompromesso

8. Mitigazione e compensazione

Cercare ancora?

si

9. Scelta politica

no

PIANIFICAZIONE

Alternativa di miglior compromesso

MO

DS

S

14

Identificazione del modello

Western Desert El Fayum depression

Depressione di El Fayum

Canale

sequenza di n+1 canali

15

Componenti e Topologia

E’ compito della politica cercare di non inviare più acqua del necessario e almeno quanto basta per attivare le turbine

16

Passo temporale

Sufficentemente lungo da ridurre il numero di stati nella descrizione del New Valley canal e del Nilo sublacuale

Sufficientemente breve da catturare tutte le dinamiche significative del sistema (e.g. onde di piena sul lago Nasser)

Ipotesi: il tempo di traslazione dei canali è trascurabile, tranne quello del primo tratto (S1) che viene percorso in ca. 7 giorni da un’onda di piena.

Assumiamo tentativamente =7gg, verificheremo in seguito se Shannon è rispettato.

17

Modelli componenti

1 1 1 1 1 1, 1 1, 1, 1 1, ,max1 1 1 1 1

1, 1, 1

1, 1, 1

1, 1, 1 1,1 1

1, 1, 1 1, ,max1 1

= ( ) , , , , ,

= , ,

= , , ,

R R R R R R N R R N R C R R C Ct t t t t t t t t t t t t

R N R N Rt t t

R C R C Rt t t

R N R N R R Nt t t t t

R C R C R R C Ct t t t t

s s a e S s R s u a R s u a q

u s

u s

r R s u a

r R s u a q

U

U

1 1=t t ta a

Bacino imbrifero C

1,1

R Ctr

1,1

R Ntr

1ta

Lago Nasser R1

1,1

R Ctr

1Rts

,maxCq

18

Modelli componenti

, 1 1,1 = (1 )o S e R C

t tq r

, , 11 1= (1 )o Si e r Di

t tq q

Canale S1

Altri canali Si con i=2,…,n+1

Canale New Valley 1,1

R Ctr , 1

1o Stq

,1

o Sntq

, 31

r Dtq

, 11

d Dtq

+

19

Modelli componenti

Canale New Valley

, , max,1 1

, , ,1 1 1

= min , ,

=

d Di Di o Si Dit t t

r Di o Si d Dit t t

Di Dit t

q u q q

q q q

u

U

Traverse Di con i=1,…,n

Distretti irrigui Ii con i=1,…,n

,1 1= ( )Ii Ii d Di

t t tg w q

1,1

R Ctr , 1

1o Stq

,1

o Sntq

, 31

r Dtq

, 11

d Dtq

+

20

Modelli componenti

Traversa Dn+1

Centrale H1

, 1 min, 1

, 1 11 , 1 max, 1

1

, 1 , 1 , 11 1 1

0 se <=

min , altrimenti

=

o Sn Hd H tt o Sn H

t

r H o Sn d Ht t t

q qq

q q

q q q

1 1 , 1 2 21 1= ( )H H d H R R

t t t tG g q H h s

Depressione di El Fayum

11

HtG

, 11

o Sntq

, 11

o Sntq

Serbatoio R2

2 2 2 2 2 , 11 1 1

2 2 2

= ( )

=

R R R R R o Snt t t t t

R R Rt t

s s e S s q

h h s

H 2Rth

21

Modelli componentiNilo Sublacuale

Traverse, Canali, Utenti ……

Contribuenti

max, max, 1 max, max, 1= ( , , , , )c C D Dn HJ C q q q q

d 11 1 21 1 1=

TI W Ht t tg g G t 1g

22

Disturbi e modello globale

1 21 1 1=

TR Rt t te e t 1

11

1 11

2 21

Ct t

R R pt t

R R pt t

e

e

u

u

:

:

:

1 2 1,= TR R R C

t t t t ts s a rx

1, 1, 1 11 12=TR N R C D Dn D D

t t t t t t tu u u u u uu

max, max, 1 max, max, 1=Tp C D Dn Hq q q qu

Disturbi

1 1

1

1 1

max, max, 1 max, max, 1

= , , ,

= ( )

= , , ,

= ( , , , , )

; = 0, , 1

pt t t t t

p p

t t t

pt t

pt t t t t

c C D Dn H

t

f

m

g

J C q q q q

p m t h

x x u u

u

u x

u

g x u u

U

:

@

Modello globale

23

Verifica del passo temporale

, 1 1,1 1 7= (1 )o S e R C

t tq r

Controllare che il teorema di Shannon sia verificato.

Es. Shannon suggerisce di utilizzare =1g.

Come cambia il modello dei canali?

1, 1, 1,1 1 7, , ,R C R C R C

t t tr r r sono 7 variabili di stato

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Port

ato

ri

0. Ricognizione e obiettivi

1. Definizione delle azioni

2. Definizione di criteri e indicatori

3. Identificazione

del modello

4. Progetto delle alternative

6. Valutazione delle

alternative

5. Stima degli effetti

7. Comparazione e negoziazione

Alternative dicompromesso

8. Mitigazione e compensazione

Cercare ancora?

si

9. Scelta politica

no

PIANIFICAZIONE

Alternativa di miglior compromesso

MO

DS

S