Διαχείριση υδατικών πόρων

Μανώλη, Ελένη; Manoli, Eleni

dc.contributor.author	Μανώλη, Ελένη	el
dc.contributor.author	Manoli, Eleni	en
dc.date.accessioned	2017-03-27T08:13:26Z
dc.date.available	2017-03-27T08:13:26Z
dc.date.issued	2017-03-27
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44739
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.1809
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Οδηγία Πλαίσιο 2000/60	el
dc.subject	Ολοκληρωμένη Διαχείριση Υδατικών Πόρων	el
dc.subject	Προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή	el
dc.subject	Υδρο-οικονομικά εργαλεία υποστήριξης αποφάσεων	el
dc.subject	Water Framework Directive 2000/60/EC	en
dc.subject	Hydro-economic modelling	en
dc.subject	Integrated Water Resources Management	en
dc.subject	Adaptation to Climate Change	en
dc.subject	Water pricing and cost recovery	en
dc.subject	Ανάκτηση κόστους υπηρεσιών νερού	el
dc.title	Διαχείριση υδατικών πόρων	el
dc.title	Water resources management	en
dc.contributor.department	Μονάδα Διαχείρισης Ενεργειακών και Περιβαλλοντικών Συστημάτων	el
heal.type	doctoralThesis
heal.secondaryTitle	Διαχείριση υδατικών πόρων υπό συνθήκες έλλειψης νερού	el
heal.secondaryTitle	Water resources management under scarcity conditions	en
heal.classification	Water	en
heal.classification	ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ	el
heal.classification	ΑΓΡΟΤΙΚΗ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ, ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΚΑΙ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ	el
heal.classificationURI	http://skos.um.es/unescothes/C04290
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/ba095c409b6a9a6a4fe8458eee2a6da2b66056d4
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/e73ec3f86e5a8ab72796686ae3fba389ee02681a
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-03-07
heal.abstract	Στόχος της διατριβής είναι η διατύπωση και η επαλήθευση μεθοδολογικού και υπολογιστικού πλαισίου για: (α) τη συστηματική ανάλυση μέτρων και σχεδίων διαχείρισης υδατικών πόρων, με στόχο τη μείωση της ευπάθειας των αντίστοιχων υδατικών συστημάτων, (β) την αξιολόγηση αυτών στη βάση περιβαλλοντικών, οικονομικών και κοινωνικών κριτηρίων, (γ) την εκτίμηση και τον επιμερισμό του συνολικού κόστους υπηρεσιών νερού στις χρήσεις νερού και (δ) τη διατύπωση και ανάλυση εναλλακτικών μηχανισμών ανάκτησης του κόστους αυτού. Η διατριβή επικεντρώνεται σε περιοχές που χαρακτηρίζονται από προβλήματα (ποσοτικής) έλλειψης νερού. Στις περιοχές αυτές, η ανάπτυξη διαχειριστικών σχεδίων και η εφαρμογή μηχανισμών ανάκτησης κόστους παρουσιάζει προκλήσεις που σχετίζονται με την εποχική έλλειψη νερού, που εντείνει τον ανταγωνισμό μεταξύ των χρήσεών του, και απαιτεί την ανάπτυξη υποδομών υψηλού κόστους, που συνήθως χρησιμοποιούνται μόνο κατά τους μήνες αιχμής. Επιπλέον, η αβεβαιότητα που προκύπτει από την κλιματική μεταβλητότητα, σε συνδυασμό με μελλοντικές κλιματικές αλλαγές, απαιτούν την εφαρμογή ολοκληρωμένων λύσεων, οι οποίες θα είναι κατά το δυνατόν ευέλικτες, μη περιοριστικές και θα έχουν πολλαπλά κοινωνικά, περιβαλλοντικά και οικονομικά οφέλη. Το μεθοδολογικό και το υπολογιστικό πλαίσιο της διατριβής βασίζονται στις αρχές της Ολοκληρωμένης Διαχείρισης Υδατικών Πόρων (ΟΔΥΠ) και της Οδηγίας Πλαίσιο 2000/60/ΕΚ (Οδηγία Πλαίσιο για τα Νερά). Η Οδηγία 2000/60 έχει εισάγει, σε ευρωπαϊκό επίπεδο, την έννοια της ολοκληρωμένης διαχείρισης σε επίπεδο λεκάνης απορροής ποταμού, και ζήτησε τη θέσπιση περιβαλλοντικών στόχων και μέτρων για την επίτευξη της καλής οικολογικής κατάστασης των υδάτινων σωμάτων. Ένα βασικό στοιχείο της Οδηγίας υπήρξε η εισαγωγή οικονομικών αρχών και εργαλείων για τη διαμόρφωση Προγραμμάτων Μέτρων και Σχεδίων Διαχείρισης Λεκανών Απορροής Ποταμού για την επίτευξη των περιβαλλοντικών στόχων. Σήμερα, η υλοποίηση της Οδηγίας 2000/60/ΕΚ βρίσκεται πλέον στο δεύτερο κύκλο εφαρμογής, με την οριστικοποίηση των δεύτερων Σχεδίων Διαχείρισης να έχει ήδη ολοκληρωθεί στα περισσότερα Κράτη-Μέλη της ΕΕ. Στην Ελλάδα, η εκπόνηση των πρώτων Σχεδίων Διαχείρισης ολοκληρώθηκε το 2015, ενώ τον Ιούνιο του 2016 ξεκίνησε η διαδικασία αναθεώρησής τους. Ωστόσο, τόσο σε ευρωπαϊκό επίπεδο όσο και στην Ελλάδα, υπάρχει σημαντική καθυστέρηση ως προς την εφαρμογή του Άρθρου 9 της Οδηγίας 2000/60, το οποίο αναφέρεται στην επαρκή ανάκτηση του συνολικού κόστους υπηρεσιών νερού και στην εφαρμογή πολιτικών τιμολόγησης ως εργαλείου επίτευξης των περιβαλλοντικών στόχων που θέτει η Οδηγία. Βασικοί λόγοι είναι η ασάφεια ως προς τον ορισμό και τον τρόπο υπολογισμού του συνολικού κόστους των υπηρεσιών νερού (ιδιαίτερα του περιβαλλοντικού κόστους και του κόστους φυσικών πόρων), η δυσκολία επιμερισμού του στις χρήσεις νερού και η έλλειψη συστημάτων μέτρησης απολήψεων και καταναλώσεων, ιδίως στο γεωργικό τομέα. Το υπολογιστικό πλαίσιο της διατριβής συνίσταται στο Σύστημα Υποστήριξης Αποφάσεων WSM DSS, που αναπτύχθηκε στα πλαίσια αυτής. Το WSM DSS είναι ένα υδρο-οικονομικό εργαλείο για την κατανομή διαθέσιμων πόρων υπό συνθήκες έλλειψης νερού. Τα υδρο-οικονομικά εργαλεία αποτελούν μία ειδική κατηγορία μοντέλων τα οποία συνδυάζουν την οικονομική και την τεχνική θεώρηση για τη μοντελοποίηση και ανάλυση υδατικών συστημάτων. Το WSM DSS αποτελεί ένα εργαλείο προσομοίωσης της κατάστασης υδατικών συστημάτων, σε μηνιαίο χρονικό βήμα. To εργαλείο, μέσω της αρθρωτής δομής του, ενσωματώνει απαραίτητα υπο-μοντέλα για την εκτίμηση της ζήτησης και της διαθεσιμότητας νερού, την εκτίμηση του υδατικού ισοζυγίου, την οικονομική ανάλυση και τη συνολική αξιολόγηση εναλλακτικών σεναρίων, μέτρων και σχεδίων διαχείρισης. Τα βασικά χαρακτηριστικά του WSM DSS που το διαφοροποιούν σε σχέση με άλλα, παρόμοιου τύπου, εργαλεία αφορούν: (α) στη δυνατότητα εκτίμησης των επιμέρους συνιστωσών του συνολικού κόστους υπηρεσιών νερού, με χρήση διαφορετικών προσεγγίσεων για το περιβαλλοντικό κόστος, ανάλογα με τα διαθέσιμα δεδομένα και τους στόχους της ανάλυσης, (β) στην κατανομή του συνολικού κόστους σε επιμέρους χρήσεις, με βάση την αρχή «ο ρυπαίνων πληρώνει», γεγονός που επιτρέπει τη διατύπωση και ανάλυση εναλλακτικών πολιτικών τιμολόγησης και μηχανισμών ανάκτησης κόστους, (γ) στη μη-στατική θεώρηση της ζήτησης νερού, η οποία επιτρέπει την εκτίμηση της επίπτωσης που μπορεί να έχουν ενδεχόμενες μεταβολές των τιμών στο υδατικό ισοζύγιο, και (δ) στην εκτίμηση κριτηρίων και δεικτών βιωσιμότητας για το υδατικό σύστημα, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αξιολόγηση εναλλακτικών σεναρίων και διαχειριστικών παρεμβάσεων/σχεδίων. Το μεθοδολογικό πλαίσιο της διατριβής αναφέρεται στη διατύπωση και αξιολόγηση μέτρων και ολοκληρωμένων διαχειριστικών σχεδίων σε περιοχές που χαρακτηρίζονται από (ποσοτική) έλλειψη νερού. Η μεθοδολογική προσέγγιση ακολουθεί στο σύνολό της τη διαδικασία που προβλέπεται για τη διαμόρφωση Σχεδίων Διαχείρισης Λεκανών Απορροής Ποταμού στην Οδηγία 2000/60. Διακρίνονται 4 (τέσσερα) επιμέρους στάδια. Το πρώτο Στάδιο περιλαμβάνει στον ορισμό του πλαισίου ανάλυσης και τον καθορισμό ποσοτικών στόχων και κατάλληλων δεικτών αξιολόγησης για το αναλυόμενο υδατικό σύστημα. Το δεύτερο Στάδιο αναφέρεται στη διαμόρφωση σεναρίων και τον προσδιορισμό και την αξιολόγηση μεμονωμένων μέτρων και διαχειριστικών παρεμβάσεων για την επίτευξη των στόχων που έχουν τεθεί. Στο τρίτο Στάδιο, και με βάση τα αποτελέσματα της αξιολόγησης των επιμέρους μέτρων, γίνεται διατύπωση, προσδιορισμός και αξιολόγηση ολοκληρωμένων σχεδίων διαχείρισης. Τέλος, στο τελευταίο Στάδιο διατυπώνονται στόχοι για την ανάκτηση του συνολικού κόστους των υπηρεσιών νερού για τα διαχειριστικά σχέδια. Με βάση τους στόχους αυτούς προσδιορίζονται τιμές διάθεσης νερού και γίνεται επανακαθορισμός και επαναξιολόγηση των σχεδίων διαχείρισης, λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση της μεταβολής τιμών στη ζήτηση νερού και επομένως και στα μεγέθη των μέτρων που περιλαμβάνονται στα διαχειριστικά σχέδια. Οι δείκτες αξιολόγησης μέτρων και ολοκληρωμένων σχεδίων περιλαμβάνουν: (α) δείκτες σε σχέση με την αποτελεσματικότητα ως προς την κάλυψη της ζήτησης, εκφρασμένους μέσω ενός δείκτη βιωσιμότητας που περιλαμβάνει τα κριτήρια της αξιοπιστίας, της ανθεκτικότητας και της ευπάθειας ως προς την κατώτατη επιθυμητή κάλυψη της ζήτησης για μία ή περισσότερες χρήσεις, (β) το εξωτερικό περιβαλλοντικό κόστος λόγω ρύπανσης ή υπεραπόληψης από ευαίσθητα υδάτινα σώματα, (γ) δείκτες οικονομικής αποτίμησης για τις επιμέρους χρήσεις νερού και για το υδατικό σύστημα συνολικά, που υπολογίζονται με βάση το οικονομικό όφελος από τις χρήσεις νερού και το αντίστοιχο χρηματοοικονομικό κόστος παροχής υπηρεσιών και (δ) δείκτες συνολικής αποτίμησης, οι οποίοι υπολογίζονται με βάση το οικονομικό όφελος από τις χρήσεις νερού και το συνολικό κόστος παροχής υπηρεσιών νερού (άθροισμα χρηματοοικονομικού, περιβαλλοντικού κόστους και κόστους φυσικών πόρων). Το μεθοδολογικό πλαίσιο της διατριβής και το Σύστημα Υποστήριξης Αποφάσεων WSM DSS έχουν έως σήμερα εφαρμοστεί σε 12 μελέτες περίπτωσης, στην Ελλάδα, την Κύπρο, την Ιταλία, την Πορτογαλία, το Ισραήλ και την Αίγυπτο. Ως μέρος της διατριβής παρουσιάζονται δύο μελέτες περίπτωσης, για τα υδατικά συστήματα της Σύρου και της Πάρου. Στα πλαίσια της μελέτης περίπτωσης για το υδατικό σύστημα της Σύρου εφαρμόζονται τα δύο πρώτα στάδια του μεθοδολογικού πλαισίου, και γίνεται αξιολόγηση μεμονωμένων μέτρων προσαρμογής σε κλιματικές και κοινωνικο-οικονομικές μεταβολές για μακροπρόθεσμο χρονικό ορίζοντα (έως το 2050). Τα μέτρα που εξετάζονται περιλαμβάνουν τεχνολογικές παρεμβάσεις ενίσχυσης της προσφοράς (αφαλάτωση και επαναχρησιμοποίηση αποβλήτων), παραδοσιακές λύσεις διαχείρισης της ζήτησης, όπως η επέκταση της χρήσης στερνών για ύδρευση και για άρδευση, και περιορισμό της χρήσης υπόγειων νερών με στόχο τη διαμόρφωση στρατηγικών αποθεμάτων. Η αξιολόγηση των μέτρων γίνεται για συνδυασμούς κλιματικών προβολών και κοινωνικο-οικονομικών σεναρίων. Από τα αποτελέσματα της αξιολόγησης, προκύπτει ότι αύξηση της δυναμικότητας της αφαλάτωσης και η εισαγωγή της επαναχρησιμοποίησης είναι οι καλύτερες λύσεις, ειδικά σε όρους αποτελεσματικότητας. Ωστόσο, η συλλογή βρόχινου νερού έχει επίσης θετικό αποτέλεσμα στην ανθεκτικότητα του συστήματος Όσον αφορά στα οικονομικά μεγέθη, η άμεση επαναχρησιμοποίηση αποβλήτων για άρδευση καλλιεργειών και ο τεχνητός εμπλουτισμός του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα έχουν άμεσα, θετικά οικονομικά αποτελέσματα, και φαίνεται ότι αποτελούν, ενδεχομένως, τα μοναδικά μέτρα που μπορούν να στηρίξουν τον αγροτικό τομέα. Επίσης, η προστασία των υπόγειων υδάτων και η χρήση τους ως στρατηγικά αποθέματα δεν μεταβάλλει σημαντικά τα οικονομικά αποτελέσματα και μακροπρόθεσμα έχει θετική συνεισφορά. Αντίθετα, η περαιτέρω χρήση στερνών για άρδευση δεν αξιολογείται ως οικονομικά αποτελεσματική, λόγω του μεγάλου κόστους του μέτρου και της μικρής επίδρασής του στο υδατικό ισοζύγιο. Η μελέτη περίπτωσης για το υδατικό σύστημα της Πάρου περιλαμβάνει τη συνολική εφαρμογή του μεθοδολογικού πλαισίου της διατριβής, και πραγματοποιήθηκε για μεσοπρόθεσμο χρονικό ορίζοντα (έως το 2030). Κατ’ αντιδιαστολή με τη Σύρο, η Πάρος είναι ένα νησί που χαρακτηρίζεται από υψηλή ζήτηση αιχμής λόγω της έντονης τουριστικής κίνησης, και όπου η κάλυψη των υδατικών αναγκών, τόσο για ύδρευση όσο και για άρδευση καλλιεργειών πραγματοποιείται κατά κύριο λόγο από υπόγεια νερά. Συνολικά προσομοιώθηκαν και αξιολογήθηκαν 7 μέτρα ενίσχυσης της προσφοράς και αύξησης της αποδοτικότητας στη χρήση νερού (σύνδεση εξωτερικών δικτύων, αφαλάτωση, ανόρυξη νέων γεωτρήσεων, εκμετάλλευση επιφανειακής απορροής, αντικατάσταση δικτύων ύδρευσης, αλλαγή μεθόδων άρδευσης, εξοικονόμηση στον οικιακό τομέα και τον τουρισμό) για διαφορετικά σενάρια μεταβολής μόνιμου και εποχιακού πληθυσμού και διαθεσιμότητας νερού. Από τα αποτελέσματα αξιολόγησης μεμονωμένων μέτρων, προκύπτει ότι μία ολοκληρωμένη προσέγγιση για τη διαχείριση των υδατικών πόρων του νησιού δεν μπορεί να βασιστεί στην εφαρμογή ενός περιορισμένου αριθμού μέτρων. Η αφαλάτωση και η εκμετάλλευση των επιφανειακών υδάτων αποτελούν ιδιαίτερα αποτελεσματικές παρεμβάσεις για την κάλυψη της ζήτησης και τη βελτίωση της περιβαλλοντικής βιωσιμότητας, αλλά το υψηλό τους χρηματοοικονομικό κόστος τις καθιστά μη οικονομικά αποδοτικές λύσεις. Ως αποτέλεσμα, θα πρέπει η εφαρμογή μέτρων ενίσχυσης της προσφοράς να συνδυαστεί με μικρής κλίμακας δομικές παρεμβάσεις, οι οποίες βελτιώνουν την αποδοτικότητα στην παροχή νερού, όπως συνενώσεις εξωτερικών δικτύων, μικρής κλίμακας παρεμβάσεις εκμετάλλευσης της επιφανειακής απορροής και μείωση των απωλειών με αντικατάσταση δικτύων ύδρευσης. Με βάση τα αποτελέσματα της αξιολόγησης διαμορφώθηκαν δύο περιπτώσεις σχεδίων διαχείρισης. Το πρώτο Διαχειριστικό Σχέδιο εκφράζει την κυρίαρχη στρατηγική ενίσχυσης της προσφοράς νερού, μέσω δομικών παρεμβάσεων και εκτεταμένης εφαρμογής τεχνολογικών λύσεων, ενώ το δεύτερο Διαχειριστικό Σχέδιο επικεντρώνεται στη διαχείριση της ζήτησης, μέσω παρεμβάσεων που στοχεύουν στην αύξηση της αποδοτικότητας στη χρήση νερού. Η προκαταρκτική αξιολόγηση των δύο σχεδίων (χωρίς να λαμβάνονται υπόψη μηχανισμοί ανάκτησης κόστους) δείχνει ότι το δεύτερο σχέδιο οδηγεί σε σημαντική βελτίωση των οικονομικών μεγεθών, καθώς το χρηματοοικονομικό και το περιβαλλοντικό κόστος είναι χαμηλότερα, ενώ το οικονομικό όφελος είναι σημαντικά υψηλότερο για το γεωργικό τομέα. Η διατύπωση σχεδίου ανάκτησης του συνολικού κόστους των υπηρεσιών νερού περιλαμβάνει την πλήρη ανάκτηση χρηματοοικονομικού κόστους για υπηρεσίες ύδρευσης και τη μερική ανάκτηση του εξωτερικού περιβαλλοντικού κόστους και του κόστους φυσικών πόρων, μέσω τελών ανταποδοτικού χαρακτήρα. Για την εκτίμηση της μεταβολής της ζήτησης θεωρούνται τιμές ελαστικότητας με βάση τη διεθνή βιβλιογραφία. Από τα τελικά αποτελέσματα προκύπτει ότι η ανάκτηση κόστους (παρά τη σχετικά μικρή μεταβολή του κόστους που αντιμετωπίζουν οι χρήστες) έχει θετική επίδραση τόσο στους ποσοτικούς στόχους για τη βελτίωση του υδατικού ισοζυγίου όσο και σε επιμέρους οικονομικά μεγέθη. Σε ερευνητικό επίπεδο, η διατριβή συνεισφέρει στον προσδιορισμό ολιστικής μεθοδολογίας για την ολοκληρωμένη διαχείριση υδατικών πόρων με συνδυασμό τεχνικών και οικονομικών δεικτών για μεσοπρόθεσμο και μακροπρόθεσμο χρονικό ορίζοντα. Ο συνδυασμός της οικονομικής και τεχνικής θεώρησης επιτρέπει επιπλέον την ανάλυση της παραγωγικότητας ως προς τη χρήση νερού σε υδατικά συστήματα και θέτει τις βάσεις για την επιλογή οικονομικά αποδοτικών μέτρων και διαχειριστικών σχεδίων. Σε πρακτικό επίπεδο, η διατριβή συνεισφέρει στην εφαρμογή του Άρθρου 9 της Οδηγίας 2000/60, η οποία έχει καθυστερήσει σημαντικά σε ευρωπαϊκό επίπεδο και στην Ελλάδα καθώς και στην ανάλυση μέτρων και διαχειριστικών παρεμβάσεων, λαμβάνοντας υπόψη την ανάγκη προσαρμογής στην κλιματική αλλαγή.	el
heal.abstract	The objective of this Thesis was to develop and validate a methodological and computational framework for: (a) the systematic analysis of water management options and water management plans to reduce the vulnerability of water systems; (b) their assessment on the basis of technical, environmental, and socio-economic indicators; (c) the estimation and the allocation of the total cost of water services to individual water uses, and (c) the formulation and analysis of alternative mechanisms for the adequate recovery of the total cost of water services. The Thesis focuses on areas facing water scarcity. In such areas, the peak water demands, in combination with limited freshwater availability, often require the development of high-cost infrastructure that is almost exclusively used during peak periods. In addition, the uncertainty associated with climate variability and future climate changes requires the development of flexible solutions, with ancillary social, environmental and economic benefits. The developed framework is based on the principles of Integrated Water Resources Management and of the Water Framework Directive (2000/60/EC). In 2000, the Water Framework Directive introduced integrated water management at the river basin level, and called for the definition of environmental objectives and suitable measures to achieve good ecological status of water bodies across the EU. A key element of the WFD was the introduction of economic principles and the use of economic tools as means to achieve the set-out environmental objectives. Currently, the WFD runs its 2nd implementation cycle, and the second River Basin Management Plans (RMBPs) have been completed in most EU Member States. In Greece, the development of the first RBMPs was completed in 2015, and their revision was initiated in June 2016. Despite progress made, in Greece and in the EU there is substantial delay in the implementation of Art. 9 (i.e. in achieving the adequate recovery of the total cost of water services and in using water pricing as a means to achieve the Directive’s objectives). The main reasons behind this delay are the unclear definition and ways of estimating the different components of water service costs (particularly environmental and resource costs), difficulties in correctly allocating costs to individual use(r)s and the lack of metering systems for water abstraction and use, particularly in the agricultural sector. The computational framework of the Thesis includes a Decision Support System, the WSM DSS. The WSM DSS is a hydro-economic tool that can be used to simulate the allocation of water resources under conditions of water scarcity. Hydro-economic tools and modelling frameworks comprise a distinct category of models that combine technical and economic approaches for the modelling and analysis of water systems. The WSM DSS is a simulation tool, which runs at a monthly time step. Through its modular structure, the DSS integrates sub-models for the estimation of water availability and demand, the assessment of water balances, the economic analysis of water systems, and the evaluation of management interventions and integrated water management plans. The main features of the WSM DSS, which differentiate it from other, similar tools, entail: (a) the assessment of the different components of the total cost of water services, using different methods for the estimation of environmental costs according to the objectives of the assessment and data availability; (b) the allocation of costs to individual water use(r)s on the basis of the ‘polluter-pays’ principle, which allows for the formulation and analysis of alternative pricing schemes; (c) the non-static consideration of water demand, which is useful for assessing the impact that price changes may have on the water balance; (d) the assessment of sustainability indicators for the water system, which can be used to cross-compare different scenarios, water management options and integrated plans. Similarly to other modelling frameworks, the modelling of water systems in the WSM DSS is based on their schematization in terms of ‘nodes’ and ‘links’, whereby ‘nodes’ represent water uses, supply sources, treatment facilities and ‘links’ stand for the interconnections between nodes. At the level of individual nodes and links the DSS assesses water availability, demand, flows and eventually overall water balance, environmental and economic indicators, which can be used to compare and evaluate the performance of individual measures and integrated management plans. The methodological framework developed in the Thesis refers to the formulation and evaluation of water management measures and integrated plans in areas facing water scarcity, and is based on the EU recommendations for the development of River Basin Management Plans in the framework of the WFD. The methodological framework comprises four stages. The first Stage involves the definition of the modelling baseline for the analysis, the formulation of quantitative targets and the selection of appropriate indicators for the analysed water system. The second Stage concerns the formulation of scenarios and the definition, simulation and evaluation of individual water management options for achieving the targets initially set out. At the third Stage, and depending on the evaluation results for the individual measures, alternative water management plans are formulated, simulated and evaluated. The final Stage concerns the definition of quantitative targets for full cost recovery and the analysis of alternatives for their achievement. The defined cost recovery targets are used to define a set of preliminary average water supply prices, which, in turn, affect water demand and the size and/or timing of interventions included in the integrated water management plans. The same indicators are used throughout the assessment of measures and plans and include: (a) effectiveness, expressed as the sustainability index for water demand coverage for individual water uses, and calculated on the basis of statistical criteria for reliability, resilience and vulnerability, (b) external environmental costs incurred due to the pollution or overabstraction from water bodies; (c) economic assessment indicators for individual water uses (economic benefit-to-financial cost ration and total economic value from water uses); (d) economic assessment indicators for the entire water system (economic benefit-to-total cost ratio and social welfare surplus from water use). So far, the methodological framework and the WSM DSS developed in this Thesis have been applied to 12 Case Studies in Greece, Cyprus, Italy, Portugal, Israel and Egypt. The Thesis presents relevant results for two Case Studies, for the water systems of Syros and Paros, Greece. The Case Study for Syros refers to the application of Stages A and B of the methodology, towards the assessment of individual water management measures for the adaptation of the water system to long-term (50 years) climate changes and socio-economic developments. Measures comprise technical solutions for water supply enhancement (desalination and water reuse), traditional measures for water demand management (such as cisterns for rainwater harvesting) and restrictions of groundwater abstractions to develop strategic reserves for use during droughts. Individual measures are assessed for combinations of climate projections and socio-economic scenarios. Results illustrate that the most effective solutions would be desalination and water reuse. Rainwater harvesting can also improve the resilience of the water system, particularly for crop irrigation. The use of treated wastewater directly for irrigation or for groundwater recharge also has positive effects on economic terms, and could possibly be the only measure that can sustain the agricultural sector in light of climate change. Long-term positive impacts are also calculated for temporary restrictions to groundwater use, while economic impacts are low. On the contrary, rainwater harvesting is not assessed as cost-effective overall, particularly due to high implementation costs in relation to impacts on the total water balance. The case study for Paros refers to the application of the entire methodological framework for assessing water management measures and integrated plans for a mid-term time horizon (up to 2030). In total, seven (7) measures were assessed, enhancing either water supply or efficiency in water use (water network unifications, desalination, new boreholes, run-off exploitation, water saving in the domestic sector and tourism, improvement of irrigation methods and distribution network rehabilitation). Results indicated that water management planning cannot be based on one type of interventions only. Desalination and run-off exploitation can be effective in meeting water demand and improving environmental sustainability, but the high financial costs limit their cost-effectiveness. As a result, such supply enhancement measures should be combined with other, smaller-scale technical and non-technical solutions which improve the efficiency of the overall system (e.g. network unifications, small-scale options for run-off exploitation and distribution network replacement). On the basis of these results, two alternative water management plans were formulated, one referring to water supply enhancement and the second focusing mainly on water efficiency improvements. The preliminary (i.e. without cost recovery) evaluation of the two plans showed that the second water management plan is more economically efficient, combining lower financial and environmental costs and higher economic benefits for the agricultural sector. The formulation of schemes towards adequate cost recovery aimed at the full recovery of financial costs and the partial recovery of external environmental and resource costs, on the basis of volumetric fees. The impact of price changes on water demand was assessed on the basis of elasticity values from the pertinent literature. On the basis of the final results it was evident that, despite the small price increase, cost recovery had positive impacts both on the water balance and on the economic and environmental indicators. Overall, the Thesis contributes to the development of a holistic and integrated methodology for water management planning for a medium to long-term time perspective, considering both climate change and socio-economic development scenarios. The combination of a technical and economic approach, which is the basis of the developed methodology and of the WSM DSS, allows assessing the productivity of water use and sets the basis for selecting suitable water management measures. On practical terms, the Thesis contributes to the application of Art. 9 of the Water Framework Directive, which faces several implementation issues both across Europe and in Greece, as well as to the assessment of potential measures for adapting to climate change and mitigating climate-related risks.	en
heal.advisorName	Ασημακόπουλος, Διονύσης	el
heal.advisorName	Μαρίνος-Κουρής, Δημήτρης	el
heal.advisorName	Γρηγοροπούλου, Ελένη	el
heal.committeeMemberName	Ασημακόπουλος, Διονύσης	el
heal.committeeMemberName	Μαρίνος-Κουρής, Δημήτρης	el
heal.committeeMemberName	Γρηγοροπούλου, Ελένη	el
heal.committeeMemberName	Διακουλάκη, Δανάη	el
heal.committeeMemberName	Ζιώμας, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Καλογήρου, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Κροκίδα, Μάγδα	el
heal.academicPublisher	Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	true