Il problema dell’Asia centrale: Pianificazione e gestione dei fiumi Syr e Amu e del lago Aral

KIRGHIZISTAN TAGIKISTAN Il sistema è composto dal lago d’Aral e dai suoi affluenti, il fiume Syr e Amu che attraversano 5 nazioni : Kazakistan, Turkmenistan, Uzbekistan, Tagikistan, Kirghizistan. Le due nazioni a monte del sistema vogliono sfruttare gli affluenti dei due fiumi per produrre energia idroelettrica propria. Rispettivamente il Tagikistan vuole costruire sul fiume Bakhsh , affluente dell’Amu, la centrale di Rogun, e il Kirghizistan sul fiume Naryn, affluente del Syr, la centrale Kambarata. L’Uzbekistan, il Turkmenistan e il Kazakistan sono invece importanti produttori di cotone, infatti usano il 90% delle acque dei fiumi per irrigare le loro colture, questo sovrasfruttamento dei fiumi ha portato il lago d’Aral ad un importante ridimensionamento ROGUN KAMBARATA SYR TURKMENISTAN AMU KAZAKISTAN UZBEKISTAN LAGO D’ARAL

COMMESSA E OBIETTIVO: VALUTARE LE POSSIBILI DECISIONI DI PIANIFICAZIONE DELLE CENTRALI E TROVARE L’OTTIMA POLITICA DI REGOLAZIONE DELL’INTERO SISTEMA TENENDO CONTO DELLE DIVERSE NECESSITA’ DEI PORTATORI

OBIETTIVI: COMMITTENTE: TAGIKISTAN OBIETTIVI: Massimizzare il beneficio netto della produzione idroelettrica del Tagikistan Minimizzare i deficit irrigui e della città Conservare lo stato attuale del lago Aral Dushambe ROGUN TURKMENISTAN Canale di Karakum Distretto irriguo (Clan Mary) AMU DARYA Città di Ashgabat COMMITTENTE: Governo di Dushambe (Tagikistan) Distretto irriguo UZBEKISTAN LAGO D’ARAL

PORTATORI D’INTERESSE AZIONI STRUTTURALI : - dimensionamento serbatoio e dimensionamento centrale GESTIONALI: - politica serbatoio - politica Canale Karakum - politica canale Uzbekistan PORTATORI D’INTERESSE Governo di Dushambe Governo di Ashgabat Clan Mary Irrigui Uzbekistan Ambiente

TAGIKISTAN Dushambe TURKMENISTAN UZBEKISTAN Canale di Karakum ROGUN TURKMENISTAN Canale di Karakum Distretto irriguo (Clan Mary) AMU DARYA Città di Ashgabat Distretto irriguo UZBEKISTAN

INDICATORI E CRITERI  Massimizzare il beneficio netto (Tagikistan) 1. Governo di Dushambe (Tagikistan)  Massimizzare il beneficio netto Costo di costruzione + costo sociale C q € = Prezzo ombra B = Energia prodotta = Passo temporale

  2. Governo di Ashgabat (Turkmenistan) Minimizzare deficit di fornitura per la città e di fornitura irrigua  Distretto irriguo Ashgabat (Turkmenistan) Minimizzare deficit di fornitura irrigua 

Minimizzare deficit di fornitura irrigua  4. Distretto irriguo Uzbekistan Salvaguardare le condizioni del lago ARAL massimizzando la soddisfazione dell’ambiente  5. Ambiente L’esperto costruisce questa funzione che a partire dall’invaso dà delle informazioni che sono utili a valutare lo stato ambientale del lago

MODELLI DELLE COMPONENTI BACINI IMBRIFERI B1 B2 I due bacini sono correlati spazialmente

B1 B2 S A TAGIKISTAN Dushambe TURKMENISTAN UZBEKISTAN ROGUN TURKMENISTAN Distretto irriguo (Clan Mary) AMU DARYA Città di Ashgabat A Distretto irriguo UZBEKISTAN

SERBATOIO S se altrimenti

B1 B2 S A TAGIKISTAN Dushambe TURKMENISTAN UZBEKISTAN ROGUN TURKMENISTAN Distretto irriguo (Clan Mary) AMU DARYA Città di Ashgabat A Distretto irriguo UZBEKISTAN

PUNTO DI CONFLUENZA C TRAVERSE

B1 B2 S A TAGIKISTAN Dushambe TURKMENISTAN UZBEKISTAN ROGUN TURKMENISTAN Distretto irriguo (Clan Mary) Città di Ashgabat AMU DARYA A Distretto irriguo UZBEKISTAN

LAGO D’ARAL A

B1 B2 S A TAGIKISTAN Dushambe TURKMENISTAN UZBEKISTAN ROGUN TURKMENISTAN Distretto irriguo (Clan Mary) AMU DARYA Città di Ashgabat A Distretto irriguo UZBEKISTAN

Grafo di interazione B1 S B2 I C1 T2 T1 T3 A

MODELLO GLOBALE Aggregazione dei componenti Vettore di stato Vettore dei disturbi Vettore delle uscite Vettore delle variabili interne

Insiemi ammissibili dei controlli e politica

FORMALIZZAZIONE OBIETTIVI

Problema di pianificazione annidato a un problema di controllo! PROBLEMA DI PROGETTO Problema di pianificazione annidato a un problema di controllo!

Con il Metodo dei Pesi dato un vettore λ : PROCESSO ITERATIVO: Fissato un Con il Metodo dei Pesi dato un vettore λ : con Con l’algoritmo di Programmazione Dinamica si risolve il Problema di controllo ottenendo la politica ottima con:

Si ottiene così una coppia con la politica ottima condizionata a quella scelta di pianificazione Variando il vettore dei pesi, le coppie ottenute generano la prima Frontiera di Pareto nello spazio delle alternative. Al variare di (scelto nello spazio dei valori ammissibili) troviamo una serie di curve di Pareto dalle quali possiamo ricavare la frontiera ottima. PROBLEMA CALCOLO IL NUMERO DELLE E’ MOLTO ELEVATO E A OGNI ITERAZIONE DELLA PROCEDURA IO NON SONO MAI SICURO DI AVER TROVATO LA VERA FRONTIERA OTTIMA

Riduciamo il problema ad un solo obiettivo scegliendo dei pesi SECONDA OPZIONE Riduciamo il problema ad un solo obiettivo scegliendo dei pesi Fisso una e la sostituisco nel seguente problema che diventa quindi un problema di controllo: Tramite la programmazione dinamica trovo la politica ottima e che posso così minimizzare : problema di pianificazione

Variando il valore di , utilizzando un particolare algoritmo (es Variando il valore di , utilizzando un particolare algoritmo (es.Fibonacci) che mi permette di sceglierlo sempre più vicino all’ottimo si trova una coppia Pareto efficiente. Variando il valore del vettore dei pesi λ assegnati agli obiettivi troviamo la frontiera di Pareto nello spazio delle alternative che comprende tutte le alternative ottime

La frontiera della alternative ottime non è però nello spazio degli obiettivi bensì in quello delle alternative, per capire quale alternativa è preferibile ad un’altra rispetto ai singoli obiettivi devo stimarne gli effetti Avendo scelto una politica a più valori, alla casualità dei disturbi si somma l’incertezza legata alla scelta del Regolatore (o meglio dei Regolatori) che in ogni istante possono decidere quale controllo applicare. Per stimare gli effetti è possibile utilizzare una simulazione markoviana ricordando che essendo l’orizzonte infinito dobbiamo presupporre che il sistema sia un automa periodico e che tenda ad un ciclo stabile di stati raggiungibili

MARIA FRANCESCA CAGGIANO FINE!!! MARIA FRANCESCA CAGGIANO SOFIA ROSSI