Εισαγωγή στην Τρωτότητα των υπόγειων υδατικών συστημάτων

Transcript

1 Εισαγωγή στην Τρωτότητα των υπόγειων υδατικών συστημάτων

2 Αντικείμενα Πηγές και διάδοση της ρύπανσης Ποιότητα υπόγειου νερού Ρύπανση και μόλυνση Είδη ρύπων Φυσικοχημικές ιδιότητες των ρύπων Πηγές ρύπανσης Μηχανισμοί μεταφοράς των ρύπων Μηχανισμοί εξασθένησης αντιμετώπισης των ρύπων Τρωτότητα των υπόγειων υδροφορέων στη ρύπανση Η έννοια της τρωτότητας Χάρτες τρωτότητας Διακινδύνευση υδροφορέα Μέθοδοι εκτίμησης και χαρτογράφησης της τρωτότητας Ανάλυση της ζώνης υδρομάστευσης ή ανάκτησης Περίμετρος προστασίας υδροληπτικών έργων Επιμέρους εφαρμογές Προστασία και απορρύπανση των υπόγειων υδροφορέων

3 Ποιότητα υπόγειου νερού Όλα τα υπόγεια νερά περιέχουν διαλυμένες ουσίες, εμφανίζουν φυσικά χαρακτηριστικά, όπως οσμή, γεύση και θερμοκρασία και μερικές φορές περιέχουν βιολογικά στοιχεία, όπως βακτήρια. Η τελική φυσική ποιότητα του υπόγειου νερού, το οποίο κινείται μέσα στο γεωλογικό περιβάλλον, είναι αποτέλεσμα: του φυσικού περιβάλλοντος, της προέλευσης και της διαδρομής του. Κατά τη διαδρομή του και στη διάρκεια του υδρολογικού κύκλου δέχεται την επίδραση και το αποτέλεσμα ενός μεγάλου αριθμού χημικών, φυσικών και βιολογικών διεργασιών και αντιδράσεων με πετρώματα, εδάφη και οργανικές ενώσεις. Οι μεταβολές στην ποιότητα των υπόγειων νερών προκαλούνται, αμέσως ή εμμέσως, από φυσικές διεργασίες ή από ανθρώπινες δραστηριότητες. Το υπόγειο νερό υποβαθμίζεται, όταν οι παράμετροι που καθορίζουν την ποιότητά του, μεταβαλλόμενες, υπερβαίνουν τα κατώτερα φυσικά επίπεδα από την είσοδο σε αυτά, ή την κινητοποίηση κάποιων συστατικών.

4 Ποιότητα υπόγειου νερού Η ποιότητα των υπόγειων νερών, καθορίζεται από πολλούς παράγοντες, κυριότεροι εκ των οποίων είναι: η αποσάθρωση και διάλυση των πετρωμάτων, η απόθεση ορυκτών, η οργανική ύλη (έκλυση CO2, αναγωγή Fe, NO3-, SO4-2, μεθανογένεση), η παρουσία βλάστησης (πρόσληψη καλίου, φωσφόρου, αερίων από την ατμόσφαιρα), οι παράμετροι του υδρολογικού κύκλου (μεγάλη εξάτμιση στους αβαθείς υδροφορείς αυξάνει τη συγκέντρωση αλάτων), οι αντιδράσεις ιοντοανταλλαγής, οι ανθρώπινες δραστηριότητες: χρήση φυτοφαρμάκων, εντομοκτόνων και λιπασμάτων στη γεωργία, διάθεση αστικών λυμάτων και βιομηχανικών αποβλήτων στο έδαφος, διαρροές από χωματερές, διαφυγές ρυπαντών κλπ.

5 Ρύπανση και Μόλυνση Η ποιοτική υποβάθμιση των υδατικών συστημάτων εμφανίστηκε στη διεθνή βιβλιογραφία με τους όρους pollution (ρύπανση) και contamination (μόλυνση). Ρύπανση: Οποιαδήποτε υποβάθμιση της φυσικής ποιότητας του νερού. Εισαγωγή μη παραδεκτών ουσιών στο νερό. Μόλυνση: Περιορίζεται στη ρύπανση εκείνη που αποτελεί κίνδυνο για την υγεία του ανθρώπου. Συνδέεται με παθογόνους μικροοργανισμούς. Συνήθως κάτι που δεν υπάρχει στο νερό. Resource contamination: Αφορά το υδατικό σύστημα Source contamination: Αφορά το υδροληπτικό έργο

6 Ρύπανση και Μόλυνση Ρυπαντής ή ρύπος ή ρυπαντική ουσία: Κάθε διαλυτή ή αδιάλυτη στο νερό, ουσία, η οποία όταν εισάγεται στο περιβάλλον από ανθρώπινες δραστηριότητες, προκαλεί δυσμενείς περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Οι πλέον συνηθισμένοι ρυπαντές: Βαρέα μέταλλα (Hg, Pb, Cd κλπ.), Τοξικά στοιχεία και ενώσεις (As, Se, CN- κλπ.), Ανόργανες ενώσεις (NO3-, NO2-, PO4-3 κλπ.), Οργανικές ενώσεις (φαινόλες, απορρυπαντικά, παρασιτοκτόνα, χρώματα βαφής, χλωριωμένοι υδρογονάνθρακες, προϊόντα πετρελαίου κλπ.), Ραδιενεργές ουσίες και Παθογόνοι μικροοργανισμοί (βακτήρια και ιοί). Υφαλμύρινση του γλυκού νερού στους παράκτιους υδροφορείς.

7 Είδη ρύπων Οι ρύποι, σε γενικές γραμμές, χωρίζονται σε τρεις μεγάλες κατηγορίες: Ρύποι οργανικοί. Είναι τα απόβλητα και εκκρίματα, ζωικής, φυτικής και ανθρώπινης προέλευσης, με τη βοήθεια της οργανικής συνθετικής χημείας. Ρύποι χημικοί. Συνήθως οφείλονται σε νοσογόνα και τοξικά προϊόντα (συμπυκνωμένα οξέα, βαρέα μέταλλα, ζιζανιοκτόνα, εντομοκτόνα, λιπάσματα κλπ.) Ρύποι θερμικοί. Αποτέλεσμα της τεχνολογίας υδατικής οικονομίας και υδατικής προστασίας Επιπλέον, οι διαλυμένες ουσίες-ρύποι διακρίνονται σε: συντηρητικές ή αδρανείς (conservative) και ενεργές ή δραστικές (reactive). Στην περίπτωση συντηρητικού ρυπαντή, αυτός ακολουθεί την κίνηση του υπόγειου νερού και μεταφέρεται κατάντη, επεκτείνοντας τη ρύπανση. Στην περίπτωση δραστικών ουσιών, προκαλείται επιβράδυνση της κίνησης του ρύπου, έτσι ώστε δεν μετακινείται, όπως προβλέπει ο ρυθμός μεταφοράς του.

8 Φυσικοχημικές ιδιότητες των ρύπων Κυριότερες φυσικοχημικές ιδιότητες των ρύπων: Διαλυτότητα είναι η μέγιστη ποσότητα που μπορεί να διαλυθεί σε ορισμένη ποσότητα διαλύτη, σε ορισμένες συνθήκες. Πτητικότητα είναι η ικανότητα που έχουν τα μόρια τους να διαφεύγουν από την επιφάνεια του υγρού και να μεταβαίνουν στην αέρια φάση. Προσροφητικότητα είναι η ικανότητα προσρόφησης μιας ουσίας από τα σωματίδια του εδάφους. Βαθμός αποσύνθεσης είναι ο χρόνος που απαιτείται για να αποσυντεθεί μια ουσία (παρασιτοκτόνο) σε άλλες ενώσεις. Συντελεστής κατανομής. Περιγράφει τον τρόπο κατανομής ενός ρύπου μεταξύ δύο μέσων (στερεού-υγρού, ατμών-υγρού). Πίεση των ατμών. Είναι η πίεση που ασκούν οι ατμοί ενός υγρού, όταν το υγρό βρίσκεται σε ισορροπία με τους ατμούς τους (νόμος Raoult). Δείκτης βιοσυγκέντρωσης. Εκφράζει την ποσότητα μιας ουσίας που μπορεί να συσσωρευθεί στους υδρόβιους μηχανισμούς. Τοξικότητα είναι η πρόκληση δυσμενών επιπτώσεων στα οικοσυστήματα, όταν εκτεθούν στους ρύπους.

9 Πηγές ρύπανσης Οι πηγές ρύπανσης ταξινομούνται ανάλογα με: τη γεωμετρία σημειακές (ΧΥΤΑ, χωματερές, βόθροι, υπόγειες δεξαμενές), γραμμικές (δρόμοι, αύλακες) και διάχυτες (νιτρορύπανση, όξινη βροχή). το ρυθμό εκπομπής συνεχούς εκπομπής και επαναλαμβανόμενης (περιοδικά ή όχι). Οι περισσότερες πηγές ρύπανσης του γεωπεριβάλλοντος (έδαφος και υπόγεια νερά), προέρχονται από τις κάτωθι δραστηριότητες: Απόρριψη υγρών και στερεών αποβλήτων (λύματα, σκουπίδια κλπ.) Χρήση λιπασμάτων, φυτοφαρμάκων, εντομοκτόνων Διάθεση βιομηχανικών αποβλήτων Προϊόντα μεταλλευτικής δραστηριότητας Διάθεση πυρηνικών αποβλήτων

10 Μηχανισμοί μεταφοράς των ρύπων Οι βασικοί μηχανισμοί διάδοσης των ρύπων στο εσωτερικό ενός υδατικού σώματος είναι οι εξής: Μεταφορά (advection) ή ρεύματα μεταφοράς, όπου ο ρυπαντής ακολουθεί την κίνηση του υπόγειου νερού στις ίδιες τροχιές, η οποία υπακούει στο νόμο του Darcy (κίνηση από θέσεις υψηλού σε θέσεις χαμηλού υδραυλικού φορτίου). Κατά τη μεταφορά, η συγκέντρωση του ρυπαντή μένει σταθερή σε ένα συγκεκριμένο όγκο νερού (Αρχή Διατήρησης Μάζας). Διασπορά (dispersion), όπου οι ταχύτητες του νερού κατά την κίνησή του στους πόρους ποικίλουν αποκλίνοντας σημαντικά από τη μέση μακροσκοπική ταχύτητα. Η διασπορά διακρίνεται σε μηχανική (επιμήκης και εγκάρσια) και υδροδυναμική. Μοριακή διάχυση (molecular diffusion), όπου τα ιοντικά ή μοριακά συστατικά του νερού κινούνται με την επίδραση της κινητικής τους δράσης κατά τη βαθμίδα της συγκέντρωσής τους (Νόμοι Fick). Διάχυση είναι η διαδικασία κατά την οποία διαλυμένα στο νερό κινούνται από περιοχές υψηλής συγκέντρωσης σε περιοχές χαμηλής συγκέντρωσης. Το φαινόμενο αυτό είναι σημαντικό, όταν οι ταχύτητες κίνησης του νερού είναι πολύ μικρές και επομένως, η μηχανική διασπορά είναι περιορισμένη. Ο ρύπος μπορεί να μεταφερθεί ανεξαρτήτως της διεύθυνσης ροής. Η υδροδυναμική διασπορά (hydrodynamic dispersion) είναι το αποτέλεσμα της μηχανικής διασποράς και της μοριακής διάχυσης.

11 Μηχανισμοί εξασθένησης αντιμετώπισης των ρύπων Η εξασθένηση των ρύπων, καθώς αυτοί ταξιδεύουν διαμέσου της εδαφικής ακόρεστης και κορεσμένης ζώνης επηρεάζεται και επιτυγχάνεται από μια ποικιλία χημικών αντιδράσεων και βιολογικών ή χημικών διεργασιών, με τις οποίες, πολύ συχνά, επέρχονται αλλαγές τόσο στη φυσική κατάσταση όσο και στο χημικό τύπο των ρύπων. Ικανότητα αυτοκαθαρισμού του εδάφους, μείωσης του ρυπαντικού φορτίου και αναγέννηση του ρυπασμένου νερού. Οι βασικές αντιδράσεις και διεργασίες περιλαμβάνουν: Γεωχημικές διεργασίες (προσρόφηση - απορρόφηση, διάλυση - καθίζηση και οξείδωση - αναγωγή, αντιδράσεις οξέων - βάσεων, συσσωμάτωση). Φυσικές διεργασίας (μεταφορά, επιβράδυνση, διασπορά, εξάτμιση, διήθηση, διακίνηση αερίων, ραδιενεργή φθορά). Βιοχημικές διεργασίες (οργανική αποσύνθεση, κυτταρική σύνθεση, διαπνοή). Βιοφυσικές διεργασίες (διήθηση και διακίνηση παθογόνων μικροοργανισμών).

12 Μηχανισμοί εξασθένησης αντιμετώπισης των ρύπων Η εδαφική ζώνη και ιδιαίτερα η ζώνη των ριζών έχει τη μεγαλύτερη ποικιλία και ένταση των φυσικών διεργασιών. Στη ζώνη αυτή σημαντικές ποσότητες χημικών στοιχείων εξασθενούν ή αποικοδομούνται από μικροοργανισμούς ή από χημικές και φυσικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα από τα φυτά. Η ακόρεστη ζώνη διαδραματίζει σημαντικότερο ρόλο στην καθυστέρηση της άφιξης των ρύπων στον υδροφόρο ορίζοντα. Στην κορεσμένη ζώνη λαμβάνουν χώρα οι λιγότερες διεργασίες, καθώς η διάλυση ή αραίωση και η υδροδυναμική διασπορά είναι περισσότερο ενεργές.

13 Η έννοια της Τρωτότητας (Vulnerability) Υπενθυμίζονται 2 βασικές αρχές της Γεωλογίας Περιβάλλοντος, που αφορούν στα υπόγεια νερά: Κάθε ρύπος ή μολυντής, ανεξαρτήτως της φύσης του και του τρόπου διάθεσής του στο περιβάλλον, αργά ή γρήγορα, αμέσως ή εμμέσως, καταλήγει σε έναν υδάτινο αποδέκτη. Η, γενικώς, ρύπανση ή μόλυνση ενός υδατικού συστήματος (resource contamination) διαφέρει από την άφιξη του ρύπου ή του μολυντή σε υδροληπτικό έργο (source contamination), δεδομένου ότι ανάμεσα στο σημείο εισόδου και το υδροληπτικό έργο μεσολαβεί η δράση των μηχανισμών εξουδετέρωσης, εξασθένησης ή αδρανοποίησης των ρύπων και των μολυντών.

14 Η έννοια της Τρωτότητας (Vulnerability) Τρωτότητα ή ρυπαντική επιδεκτικότητα ή ευαλωσιμότητα (vulnerability) υπόγειων νερών ή υδροφορέων είναι η ευαισθησία ή η επιδεκτικότητα απέναντι σε εξωτερικούς ρύπους. Η έννοια της τρωτότητας βασίζεται στην παραδοχή, ότι το φυσικό περιβάλλον μπορεί να προστατεύσει σε κάποιο βαθμό το υπόγειο νερό. Συνεπώς, κάποιες περιοχές είναι πιο ευάλωτες από κάποιες άλλες. Ο Margat (1968) εισήγαγε για πρώτη φορά την έννοια της τρωτότητας για να εκφράσει το βαθμό προστασίας που προσφέρει το φυσικό περιβάλλον εναντίον της ρύπανσης των υπόγειων νερών. Margat Βάθος υπόγειου νερού, διαπερατότητα, ταχύτητα υπόγειου νερού και σχέση υπόγειων και επιφανειακών νερών. Οι Villumsen et al. (1983) θεωρούν την ποιότητα των υπόγειων νερών ως δείκτη τρωτότητας και δίνουν έμφαση στη δυναμική των διαφόρων παραγόντων που επηρεάζουν αυτή. Οι Bachmat & Collin (1987) όρισαν την τρωτότητα ως «την ευαισθησία της ποιότητας των υπόγειων νερών σε επιπτώσεις από τις ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως καταδεικνύεται από τις αλλαγές της ποιότητας των υπόγειων νερών».

15 Η έννοια της Τρωτότητας (Vulnerability) US Environmental Protection Agency EPA (1991) Ευαισθησία του υδροφορέα (aquifer sensitivity) είναι η ευκολία με την οποία ένας ρύπος μεταναστεύει από την επιφάνεια του εδάφους στον υδροφορέα και είναι χαρακτηριστικό των γεωλογικών συνθηκών, της ακόρεστης και κορεσμένης ζώνης (υδρογεωλογικές συνθήκες) και ανεξάρτητη των χρήσεων γης και των χαρακτηριστικών των ρύπων. Η τρωτότητα σχετίζεται με την ευκολία με την οποία ένας ρύπος, που εισάγεται στην επιφάνεια του εδάφους, μπορεί να φτάσει στον υδροφορέα κάτω από συγκεκριμένες πρακτικές διαχείρισης των χρήσεων γης σε μια περιοχή, με καθορισμένα χαρακτηριστικά του ρύπου και της ευαισθησίας του υδροφορέα. Τρωτότητα Ευαισθησία Επιτροπή Εργασίας Διεθνούς Ένωσης Υδρογεωλόγων IAH (1994) Τρωτότητα είναι μια εσωτερική ιδιότητα του υπόγειου υδατικού συστήματος που εξαρτάται από την ευαισθησία του συστήματος σε ανθρωπογενείς ή φυσικές μεταβολές.

16 Η έννοια της Τρωτότητας (Vulnerability) Επομένως, η τρωτότητα είναι συνάρτηση: των χαρακτηριστικών του υδροφορέα, της απόστασης από την πηγή ρύπανσης, των χαρακτηριστικών του ρύπου και άλλων παραγόντων που μπορεί πιθανά να αυξήσουν το ρυπαντικό φορτίο του συγκεκριμένου ρυπαντή. Η εσωτερική ή φυσική (intrinsic or natural) τρωτότητα ή ιδιοτρωτότητα προσδιορίζεται αποκλειστικά σε σχέση με τα υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά του υδροφορέα και του υπερκείμενου εδάφους, χωρίς εξειδίκευση σε κάποιο ρυπαντή. Η ειδική ή ολοκληρωτική (specific or intergrated) τρωτότητα περιλαμβάνει επιπλέον τις δυνητικές ανθρωπογενείς προσβολές, που μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα στο χώρο και στο χρόνο, στη χρήση των υπόγειων νερών. Μπορεί να αναφέρεται σε συγκεκριμένο ρυπαντή ή ομάδα ρυπαντών. Η ειδική τρωτότητα εκφράζει την πιο ολοκληρωμένη αντίληψη Δύσκολη προσέγγιση Απαιτείται συνεργασία επιστημόνων διαφορετικών ειδικοτήτων.

17 Η έννοια της Τρωτότητας (Vulnerability) Προσοχή! Η έννοια της τρωτότητας δε συνδέεται αποκλειστικά μόνο με τη ρύπανση ή τη μόλυνση των υπόγειων νερών αλλά και με την ποσότητα αυτών, καθώς και με την επίδραση ακραίων καιρικών φαινόμενων (ξηρασία στη δίαιτα των υδροφορέων). Συμπερασματικά, η έννοια της τρωτότητας πρέπει να αντιμετωπίζεται σε 3 στάδια: Το στάδιο της δυνητικής εισόδου του ρύπου στο υδατικό σύστημα που συνδέεται με τις υδρογεωλογικές συνθήκες και τη συμπεριφορά του ρύπου. Το στάδιο της παραμονής του ρύπου στο υδατικό σύστημα που συνδέεται με τις φυσικοχημικές ιδιότητες του ρύπου και τις υδρογεωλογικές και υδραυλικές συνθήκες του υδροφορέα. Το στάδιο της άφιξης του ρύπου στο υδροληπτικό έργο, αν γίνεται εκμετάλλευση του υδροφορέα.

18 Χάρτες τρωτότητας Στους χάρτες τρωτότητας αποτυπώνονται οι περιοχές με αυξημένη ή μη πιθανότητα ρύπανσης των υπόγειων υδροφορέων. Οι χάρτες αυτοί είναι μια ειδική κατηγορία υδρογεωλογικών χαρτών και επειδή είναι χρονοεξαρτώμενοι απαιτούν συνεχή ενημέρωση και επικαιροποίηση. Η επιτυχία ενός χάρτη τρωτότητας έγκειται στην υποδιαίρεση μιας περιοχής σε επί μέρους ενότητες που κάθε μία από αυτές παρουσιάζει διαφορετική δυναμική ρύπανσης μόλυνσης για μια ειδική χρήση και σκοπό. Οι χάρτες τρωτότητας συνδυάζονται με χάρτες χρήσεων γης, ποιότητας νερού, πυκνότητας πληθυσμού κλπ. και αποτελούν πολύτιμα εργαλεία στη λήψη αποφάσεων, τη διαχείριση και τη νομοθεσία σε όλα τα επίπεδα της δημόσιας διοίκησης. Διακρίνονται σε: γενικούς, επιτελικούς, συνοπτικούς χάρτες (κλίμακα 1: ή μικρότερης), σχηματικούς (κλίμακα 1: έως 1: ), λειτουργικούς (κλίμακα 1: έως 1:25.000) και ειδικούς ή ειδικής χρήσης (κλίμακα 1: ή μεγαλύτερης).

19 Χάρτες τρωτότητας

20 Διακινδύνευση υδροφορέα Η διακινδύνευση ενός υδροφορέα (pollution risk) R στη ρύπανση είναι συνάρτηση της τρωτότητάς του (vulnerability) και της πιθανότητας εκδήλωσης ενός επεισοδίου ρύπανσης (hazard) σε μια περιοχή. R =V H Η πιθανότητα εκδήλωσης ενός επεισοδίου ρύπανσης H (hazard) σχετίζεται με τις χρήσεις γης και τις πηγές ρύπανσης. Από την υπέρθεση των χαρτών τρωτότητας επάνω στους χάρτες που δείχνουν τις πηγές ρύπανσης ή τις ρυπαντικές δραστηριότητες χρήσεων γης, προκύπτουν οι χάρτες διακινδύνευσης (risk maps) των υπόγειων νερών στη ρύπανση. Είναι δυνατόν ο υδροφορέας να έχει υψηλή τρωτότητα αλλά η διακινδύνευση να είναι μικρή, γιατί δεν υπάρχουν πηγές ρύπανσης ή τα ρυπαντικά φορτία είναι μικρά. Μπορεί να παρατηρηθεί και το αντίθετο.

21 Ιδιαιτερότητες καρστικού μέσου Το θέμα της τρωτότητας και της προστασίας των καρστικών υδροφόρων οριζόντων είναι ιδιαίτερης σημασίας, σε σχέση με τα άλλα μέσα. Το καρστικό μέσο είναι το πλέον τρωτό, το πλέον ευαίσθητο, το πλέον ευάλωτο σε επιβαρύνσεις της ποιότητας του νερού, ιδιαιτέρως στις περιπτώσεις που οι ανθρακικοί σχηματισμοί εκτείνονται μέχρι την επιφάνεια του εδάφους. Η φύση του καρστ είναι τέτοια, ώστε αρκετοί φυσικοί μηχανισμοί αντιμετώπισης ή εξασθένισης των ρύπων να μην εμφανίζονται ή να εμφανίζονται υποβαθμισμένοι (διήθηση, κατακράτηση, προσρόφηση). Αντίθετα, οι μεγάλες ταχύτητες ροής στα καρστικά πεδία οδηγούν σε γρήγορη και μεγάλη αραίωση τους ρύπους και τους μεταφέρουν με μεγάλες ταχύτητες σε μεγάλες αποστάσεις.

22 Μέθοδοι εκτίμησης και χαρτογράφησης της τρωτότητας European Approach (Ευρωπαϊκή μέθοδος) COST Action 620 (2003) Vulnerability and risk mapping for the protection of carbonate (karst) aquifers Μοντέλο Προέλευσης (Origin) Διαδρομής (Pathway) Στόχου (Target) Διαδρομή Υδροφορέας Ακόρεστη ζώνη & Κορεσμένη ζώνη Στόχος Υδατικός πόρος (κορεσμένη ζώνη) ή υδροληπτικό έργο flow Concetration (Συγκέντρωση ροής) Overlying layers (Υπερκείμενα στρώματα) Precipitation (Κατακρημνίσματα)

23 Μέθοδοι εκτίμησης και χαρτογράφησης της τρωτότητας Σε καρστικό μέσο Μέθοδοι σχετιζόμενες με τη διαμορφωθείσα Ευρωπαϊκή μέθοδο (COST Action 620) PI Method (Goldscheider, 2005). Βασίζεται σε μοντέλο πηγή ρύπανσης διαδρομής ρύπου στόχου προστασίας. Protective cover (Προστατευτικό κάλυμμα) & Infiltration conditions (Συνθήκες κατείσδυσης) VULK Method. Overlying layers (Υπερκείμενα στρώματα) & Karst network development (Ανάπτυξη καρστικού συστήματος) LEA Method (Localised European Approach). Overlying layers (Υπερκείμενα στρώματα) & flow Concetration (Συγκέντρωση ροής) COP Method (ΙΓΜΕ Σλοβακίας). flow Concetration (Συγκέντρωση ροής) & Overlying layers (Υπερκείμενα στρώματα) & Precipitation (Κατακρημνίσματα) Time Input Method. Εμπειρική μέθοδος Μέθοδοι ανεξάρτητες από τη διαμορφωθείσα Ευρωπαϊκή μέθοδο (COST Action 620) EPIK Method. Epikarst (Επικάρστ ) & Protective cover (Προστατευτικό κάλυμμα) & Infiltration conditions (Συνθήκες κατείσδυσης) & Karstic network (Καρστικό δίκτυο) German Method. Προσδιορίζει την προστατευτική αποτελεσματικότητα του εδάφους (S) Sintacs Method. Ιταλική σχολή Riske Method. Πολυπαραμετρική μέθοδος προερχόμενη από την EPIK.

24 Μέθοδοι εκτίμησης και χαρτογράφησης της τρωτότητας Σε πορώδες (συνεχές) μέσο Legrand Method. Πρόκειται για ένα σύστημα περιγραφής και σύγκρισης θέσεων διάθεσης αποβλήτων και εκτίμησης της κάθε θέσης ως προς τη δυνητική ρύπανση μόλυνση της τοπικής υπόγειας υδροφορίας. Drastik Method (Aller et al., 1987). Αμερικάνικη μέθοδος D Depth of the water table (Βάθος στάθμης υπόγειου νερού) R Recharge of the aquifer (Τροφοδοσία υδροφόρου ορίζοντα) A Aquifer type (Τύπος υδροφόρου ορίζοντα) S Soil (Έδαφος) T Topography (Κλίση ανάγλυφου) I Impact of the vadose zone (Επίδραση της ακόρεστης ζώνης) C Hydraulic Conductivity (Περατότητα υδροφορέα) Μέσο ασυνεχειών Για τα τυπικά μέσα ασυνεχειών δεν έχουν αναπτυχθεί ειδικά συστήματα εκτίμησης και χαρτογράφησης της τρωτότητας των υδροφόρων οριζόντων.

25 Ανάλυση της ζώνης υδρομάστευσης ή ανάκτησης Στο σχεδιασμό συστημάτων απορρύπανσης υδροφορέων και των ζωνών προστασίας είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί η ζώνη ανάκτησης μιας αντλούμενης γεώτρησης. Η ζώνη υδρομάστευσης ή ανάκτησης ή παγίδευσης ή σύλληψης (capture zone) είναι η περιοχή, η οποία τροφοδοτεί με ρυπασμένο νερό μια γεώτρηση και περιλαμβάνει την περιοχή που αποστραγγίζεται κατά την άντληση, τόσο στα ανάντη όσο και στα κατάντη. Κατά την άντληση μιας γεώτρησης διαμορφώνεται ένας κώνος πτώσης στάθμης, ο οποίος εκτείνεται σε απόσταση ίση με την ακτίνα επίδρασης της γεώτρησης. Η ζώνη ανάκτησης συμπίπτει με τον κώνο πτώσης στάθμης στην περίπτωση επίπεδων, ισότροπων και ομοιογενών υδροφορέων, καθώς και με την περίμετρο προστασίας των γεωτρήσεων ύδρευσης.

26 Ανάλυση της ζώνης υδρομάστευσης ή ανάκτησης Σε κεκλιμένους υδροφόρους, η ζώνη ανάκτησης δε συμπίπτει με τον κώνο πτώσης στάθμης. Πρόκειται για μια επιμηκυμένη περιοχή, η οποία εκτείνεται ελαφρώς προς τα κατάντη και σημαντικά προς τα ανάντη. Σημείο ηρεμίας ή στασιμότητας (stagnation point) είναι η απόσταση από την αντλούμενη γεώτρηση μέχρι του ορίου του υπόγειου υδροκρίτη κατάντη. Μέγιστο πλάτος ζώνης ανάκτησης πάνω ή κάτω από τον άξονα χ, λόγω συμμετρίας.

27 Περίμετρος προστασίας υδροληπτικών έργων Σε κάθε υδροληπτικό έργο καθορίζεται μια περίμετρος προστασίας για την ποιοτική προστασία του υπό εκμετάλλευση υπόγειου υδροφορέα. Οι επιπτώσεις των διαφόρων πηγών ρύπανσης εξαρτώνται από: την απόσταση από το υδροληπτικό έργο, τις ιδιότητες του ρύπου, καθώς και τα υδραυλικά χαρακτηριστικά του υδροφορέα και τη φύση των υλικών πάνω σε αυτόν. Η διακινδύνευση του εκμεταλλευόμενου υδροφορέα είναι μεγαλύτερη, όσο μικραίνει η απόσταση της πηγής ρύπανσης από το υδροληπτικό έργο. Έτσι, η περιοχή προστασίας υποδιαιρείται σε επιμέρους ζώνες, που προσαρμόζονται ανάλογα με την επίδραση που μπορεί να έχει μια πηγή ρύπανσης. Οι ζώνες προστασίας καθορίζονται με βάση τα υδραυλικά χαρακτηριστικά του υδροφορέα και των ανώτερων οριζόντων που τον καλύπτουν, καθώς και την ικανότητα αυτοκαθαρισμού του εδαφικού ορίζοντα και της ακόρεστης ζώνης και είναι οι ακόλουθες: Ζώνη προστασίας I (άμεσης προστασίας ή απαγορευμένη ζώνη) Ζώνη προστασίας II (ζώνη μικροβιολογικής προστασίας ή ζώνη 50 ημερών) Ζώνη προστασίας III (ζώνη χημικής προστασίας ή επιτηρούμενη ζώνη)