Ι Π Λ Ω Μ Α Τ Ι Κ Η Ε Ρ Γ Α Σ Ι Α

Transcript

1 ΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΞΑΝΘΗΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ Επιβλέπων: Πλιάκας Φώτιος Κων/νος Αν. Καθηγητής Ι Π Λ Ω Μ Α Τ Ι Κ Η Ε Ρ Γ Α Σ Ι Α ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΥΠΟΓΕΙΟΥ Υ ΡΟΦΟΡΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΤΟΥ ΠΕ ΙΝΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΞΥΛΑΓΑΝΗΣ ΙΜΕΡΟΥ ΤΟΥ ΝΟΜΟΥ ΡΟ ΟΠΗΣ. ΕΠΙΚΑΙΡΟΠΟΙΗΜΕΝΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ. Γιουτζέλ Εμίνογλου (Α.Μ.: 7614) Ξάνθη 2015

2 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Το θέμα της παρούσας διπλωματικής εργασίας ανατέθηκε από το Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας του Τομέα Γεωτεχνικής Μηχανικής του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του.π.θ. και εκπονήθηκε με την επίβλεψη του κ. Φώτη-Κων/νου Πλιάκα, Αν. Καθηγητή του.π.θ. Η εργασία αυτή αποσκοπεί στην εκτίμηση της τρωτότητας υπόγειου υδροφόρου συστήματος του πεδινού τμήματος Ξυλαγανής Ιμέρου του Ν. Ροδόπης με επικαιροποιημένα στοιχεία του Οι εργασίες της διπλωματικής περιέλαβαν: τη συγκέντρωση, την κριτική επεξεργασία και την παρουσίαση σημαντικών στοιχείων από τη σχετική διεθνή και την ελληνική βιβλιογραφία, που αφορούν: σε ζητήματα εκτίμησης και διαχείρισης της τρωτότητας των υπόγειων νερών, στην καταγραφή και παρουσίαση του γεωμορφολικού και γεωλογικού περιβάλλοντος της περιοχής, στην καταγραφή και παρουσίαση των υδρολογικών αλλά και των υδρογεωλογικών στοιχείων της περιοχής, τη μέτρηση της στάθμης του υπόγειου νερού στο υπό μελέτη υπόγειο υδροφόρο σύστημα και σχεδιασμό αντίστοιχων πιεζομετρικών χαρτών, τη συλλογή δειγμάτων υπόγειου νερού, τη χημική ανάλυσή τους, την επεξεργασία των αποτελεσμάτων τους και το σχεδιασμό ανάλογων υδροχημικών χαρτών, την εφαρμογή της μεθόδου DRASTIC αλλά και της μεθόδου GALDIT, καθώς και τη δημιουργία χαρτών τρωτότητας προσδιορίζοντας υποπεριοχές-ζώνες με μεγάλη ή μη ρυπαντική επιδεκτικότητα των υπόγειων νερών στην περιοχή της Ξυλαγανής - Ιμέρου του Ν. Ροδόπης. Θα πρέπει να επισημάνω την ουσιαστική και καθοριστική βοήθεια που είχα κατά τη διάρκεια της εκπόνησης της εργασίας από κάποιους ανθρώπους που οι γνώσεις τους σε συνδυασμό με την τεχνογνωσία και την εμπειρία τους ήταν σημαντικά πολύτιμες για την ολοκλήρωση της εργασίας. Συγκεκριμένα αισθάνομαι την ανάγκη να ευχαριστήσω θερμά: τον Αν. Καθηγητή του Τομέα Γεωτεχνικής Μηχανικής του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του.π.θ. κ. Φώτη-Κων/νο Πλιάκα, που μου έδωσε την ευκαιρία να ασχοληθώ με ένα τόσο ενδιαφέρον θέμα, για την καθοδήγησή του, την αμέριστη συμπαράσταση και υποστήριξη που μου i

3 παρείχε κατά τη διάρκεια της εν λόγω εργασίας, όπως και για την κατανόηση και φιλική στάση που κράτησε απέναντί μου, τον κ. Ιωάννη Γκιουγκή, γεωλόγο, υποψήφιο διδάκτορα του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών ΠΘ για την πολύτιμη συμβολή του σε εργασίες και μετρήσεις υπαίθρου και εργαστηρίου, τον κ. Κ. Ουζούνη, χημικό, μέλος ΕΤΕΠ του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών.Π.Θ. για τη βοήθειά του στις χημικές αναλύσεις, τον κ. Άρη Μουζαλιώτη, διπλωματούχο πολιτικό μηχανικό.π.θ. για τη βοήθειά του σε εργασίες υπαίθρου, και τον κ. ημήτρη Καρασογιαννίδη, τελειόφοιτο του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών.Π.Θ. για τη βοήθειά του σε εργασίες υπαίθρου. ii

4 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ... i ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... iii ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ... v ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ... viii ΠΕΡΙΛΗΨΗ... xiii ABSTRACT... xiv 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΥΠΟΓΕΙΩΝ Υ ΡΟΦΟΡΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Τρωτότητα υπόγειου νερού σε εξωτερική ρύπανση... 1 Αντικειμενικές Μέθοδοι (Objective methods) Μελέτη της τρωτότητας υδροφόρων με βάση τεχνικές GIS και μεθόδους DRASTIC Βελτιστοποίηση της μεθόδου DRASTIC για τη μελέτη της τρωτότητας των υπόγειων νερών με τη χρήση απλών στατιστικών μεθόδων και τεχνικών GIS Εκτίμηση και χαρτογράφηση της τρωτότητας των υπόγειων νερών Εκτίμηση της τρωτότητας υδροφόρου σε θαλάσσια διείσδυση με τη χρήση της μεθόδου GALDIT ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΙΕΙΣ ΥΣΗ ΣΕ ΠΑΡΑΚΤΙΟΥΣ Υ ΡΟΦΟΡΟΥΣ Γενικά Η περιοχή έρευνας ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΟ ΚΑΙ ΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΓΕΩΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Γενικά iii

5 Πιεζομετρικές γεωτρήσεις Γεωφυσικές διασκοπήσεις Κοκκομετρικά χαρακτηριστικά περιοχής έρευνας - Αποτελέσματα Υ ΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΑΘΜΟΣ ΠΟΡΠΗΣ ΣΤΑΘΜΟΣ ΙΜΕΡΟΥ Υ ΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΟΙΟΤΙΚΟΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΕΣ ΤΩΝ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΝΕΡΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΜΕΘΟ ΟΥ DRASTIC ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ - ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΙΚΤΗ DRASTIC ΧΑΡΤΕΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΜΕΘΟ ΟΥ GALDIT ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΧΑΡΤΕΣ ΚΑΤΑΝΟΜΗΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΙΚΤΗ GALDIT ΧΑΡΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ iv

6 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ Σχήμα 1.1. Σχεδιάγραμμα της μεθόδου GOD (Foster, 1987) Σχήμα 1.2. ιακυμάνσεις και οι αντίστοιχες τιμές για το βάθος που συναντάμε το νερό (Civita and De Maio, 2004) Σχήμα 1.3. Σχηματική αναπαράσταση των διαδικασιών που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό μέσω DRASTIC ενός χάρτη εγγενούς τρωτότητας και ενός χάρτη διακινδύνευσης σε ρύπανση του υπόγειου νερού (Panagopoulos et al., 2006) Σχήμα 1.4. Μήκος (L) του ποδιού της διεπιφάνειας μεταξύ θαλασσινού και γλυκού νερού, σε παράκτιο υδροφόρο Σχήμα 1.5. Παθητική (I) και ενεργητική (ΙΙ) διείσδυση της θάλασσας (Fetter, 2001) Σχήμα 1.6. Χάρτης με τις περιοχές διείσδυσης της θάλασσας στην Ελλάδα ( ιαμαντής και Πλιάκας, 2010) Σχήμα 1.7. Παράκτιες περιοχές με διείσδυση της θάλασσας σε υφιστάμενους υδροφόρους της Αν. Μακεδονίας και Θράκης ( ιαμαντής και Πλιάκας, 2010).. 42 Σχήμα 1.8. Η περιοχή έρευνας (Ιμάμ, 2011) Σχήμα 2.1. Τοπογραφικός χάρτης της περιοχής έρευνας και γεωτρήσεις παρατήρησης στο πλαίσιο του ερευνητικού προγράμματος που εκπονήθηκε για λογαριασμό του Υπουργείου Γεωργίας το διάστημα (Σακκάς κ.ά., 1998) Σχήμα 2.2 Γεωλογικός χάρτης ευρύτερης περιοχής έρευνας (πηγή γεωλογικός χάρτης ΙΓΜΕ 1: , Σακκάς κ.ά., 1998) Σχήμα 2.3 Τοπογραφικός χάρτης με τις θέσεις και τις λιθολογικές τομές των πιεζομετρικών γεωτρήσεων (Σακκάς κ.ά., 1998) Σχήμα 2.4. Χάρτης γεωηλεκτρικών διασκοπήσεων και διευθύνσεις των αξόνων των γεωηλεκτρικών τομών στην περιοχή έρευνας (Σακκάς κ.ά., 1998) Σχήμα 2.5.Γεωηλεκτρικές τομές διεύθυνσης Β-Ν (Σακκάς κ.ά., 1998) Σχήμα 2.6.Γεωηλεκτρικές τομές διεύθυνσης Α- (Σακκάς κ.ά., 1998) Σχήμα 2.7 Τοπογραφικός χάρτης με τις θέσεις που έγινε δειγματοληψία για τις κοκκομετρικές αναλύσεις (Σακκάς κ.ά., 1998) Σχήμα Ιστόγραμμα μέσων ετήσιων βροχοπτώσεων βροχομετρικών σταθμών του Ν. Ροδόπης για την περίοδο (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) v

7 Σχήμα 3.2. Ιστόγραμμα των μέσων, μέγιστων και ελάχιστων μηνιαίων βροχοπτώσεων του σταθμού Πόρπης για την περίοδο (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Σχήμα 3.3. ιακύμανση της ετήσιας βροχόπτωσης στο σταθμό Πόρπης κατά το διάστημα (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Σχήμα 4.1. ιαγράμματα μεταβολής του υψομέτρου της στάθμης του υπόγειου νερού σε γεωτρήσεςι της περιοχής έρευνας (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Σχήμα 4.2. Πιεζομετρικοί χάρτες του υδροφόρου της περιοχής έρευνας Μαρτίου 2003, 2006 και Οκτωβρίου 2003, 2006 (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Σχήμα 4.3. Πιεζομετρικός χάρτης του υδροφόρου της περιοχής έρευνας ( ) Σχήμα 5.1. Χάρτης με τις θέσεις των γεωτρήσεων, στην περιοχή έρευνας (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Σχήμα 5.2. Χάρτης με τις θέσεις των γεωτρήσεων, στην περιοχή έρευνας στο πλαίισο της διπλωματικής εργασίας (2015) Σχήμα 5.3. Χάρτης με την κατανομή της ηλεκτραγωγιμότητας του υπόγειου υδροφόρου συστήματος (8/7/2003) (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007). 80 Σχήμα 5.4. Χάρτης με την κατανομή της ηλεκτραγωγιμότητας του υπόγειου υδροφόρου συστήματος (20/7/2006) (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Σχήμα 5.5. Χάρτης με την κατανομή της συγκέντρωσης ιόντων χλωρίου Cl (Ιούλιος 2015) Σχήμα 5.6. Χάρτης με την κατανομή της ηλεκτραγωγιμότητας EC του υπόγειου υδροφόρου συστήματος (Ιούλιος, 2015) Σχήμα 6.1. Κατανομή του βάθους στάθμης του υπόγειου νερού (m) (Depth to groundwater table), Σχήμα 6.2. Κατανομή του βάθους στάθμης του υπόγειου νερού (m) (Depth to groundwater table), (Ιμάμ, 2011) Σχήμα 6.3. Κατανομή του δείκτη τρωτότητας (DVI) στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου (Οκτώβριος, 2015) Σχήμα 6.4. Κατανομή του δείκτη ειδικής τρωτότητας (DVI) στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου (Οκτώβριος, 2015) Σχήμα 6.5. Κατανομή του δείκτη τρωτότητας (DVI) στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου (2006) (Ιμάμ, 2011) vi

8 Σχήμα 6.6. Κατανομή του δείκτη ειδικής τρωτότητας (DVI) στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου (2006) (Ιμάμ, 2011) Σχήμα 6.7. Κατανομή της συγκέντρωσης των νιτρικών ιόντων (ΝΟ 3- ) σε mg/l στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου, Ιούλιος Σχήμα 6.8. Κατανομή της συγκέντρωσης των νιτρικών ιόντων (ΝΟ 3- ) σε mg/l στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου, Ιούλιος 2006 (Ιμάμ, 2011) Σχήμα 7.1. Kατανομή των τιμών του πάχους του κορεσμένου υδροφόρου (Τhickness of the saturated aquifer) (Ιμάμ, 2011) Σχήμα 7.2. Κατανομή του καθεστώτος θαλάσσιας διείσδυσης στην περιοχή (Impact of existing status of seawater intrusion in the area), (Ιμάμ, 2011) Σχήμα 7.3. Κατανομή του καθεστώτος θαλάσσιας διείσδυσης στην περιοχή (Impact of existing status of seawater intrusion in the area), Ιούλιος, Σχήμα 7.4. Κατανομή του δείκτη τρωτότητας (GVI) στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου (2006) (Ιμάμ, 2011) Σχήμα 7.5. Κατανομή των τιμών του δείκτη Revelle στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου (Ιμάμ, 2011) Σχήμα 7.6. Κατανομή του δείκτη τρωτότητας (GVI) στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου (2015) Σχήμα 7.7. Κατανομή των τιμών του δείκτη Revelle στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου ( ) vii

9 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 1.1. Πληροφορίες που απαιτούνται για τη χαρτογράφηση της τρωτότητας των υπόγειων νερών (Καλλέργης, 2000)... 4 Πίνακας 1.2. Κατηγορίες και τιμές βαθμονόμησης για την παράμετρο υλικού υδροφόρου (Chenini et al., 2015) Πίνακας 1.3. Βαρύτητα κάθε παραμέτρου στη μεθοδολογία DRASTIC Πίνακας 1.4. Ρεαλιστικός ορισμός των σχετικών κατηγοριών τρωτότητας σε ρύπανση υδροφόρου σε οποιαδήποτε δεδομένη τοποθεσία από τις δραστηριότητες στην αμέσως υπερκείμενη επιφάνειας γης Πίνακας 1.5. Βαθμονόμηση για την παράμετρο: Παρουσία Υπόγειου Νερού / Τύπος Υδροφόρου Πίνακας 1.6. Βαθμονόμηση για την παράμετρο: Υδραυλική Αγωγιμότητα Υδροφόρου Πίνακας 1.7. Βαθμονόμηση για την παράμετρο: Φορτίο της στάθμης του υπόγειου νερού πάνω από τη μέση στάθμη της θάλασσας Πίνακας 1.8. Βαθμονόμηση για την παράμετρο: Απόσταση από την ακτή Πίνακας 1.9. Βαθμονόμηση για την παράμετρο: Επίδραση της διείσδυσης του θαλασσινού νερού Πίνακας Βαθμονόμηση για την παράμετρο: Πάχος Υδροφόρου (κορεσμένου) Πίνακας Κατάταξη ευπάθειας σύμφωνα με το δείκτη GALDIT Πίνακας 3.1. Μέσες ετήσιες βροχοπτώσεις βροχομετρικών σταθμών του Ν. Ροδόπης, για την περίοδο (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Πίνακας 3.2. Μηνιαίες, ετήσιες, μέσες, μέγιστες και ελάχιστες μηνιαίες τιμές βροχόπτωσης του σταθμού Πόρπης για την περίοδο (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Πίνακας 3.3. Μέσες μηνιαίες τιμές βροχόπτωσης (mm) του σταθμού Ιμέρου για την περίοδο Πίνακας 3.4. Μέσες μηνιαίες τιμές θερμοκρασίας ( 0 C) του σταθμού Ιμέρου για την περίοδο Πίνακας 5.1. Ανώτατα επιτρεπτά όρια διαφόρων χημικών στοιχείων και ενώσεων στο πόσιμο νερό ΦΕΚ 630, , ΦΕΚ 2075, , ΦΕΚ 3322, , Καλλέργης, 2000) viii

10 Πίνακας 5.2(α). Σημεία νερού ύδρευσης και ποιοτικοί χαρακτήρες τους που παρουσιάζουν τιμές πέραν των ανωτάτων επιθυμητών ή επιτρεπομένων ή αποδεκτών ορίων (8/7/2003) (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Πίνακας 5.2(β). Σημεία νερού ύδρευσης και ποιοτικοί χαρακτήρες τους που παρουσιάζουν τιμές πέραν των ανωτάτων επιθυμητών ή επιτρεπομένων ή αποδεκτών ορίων (8/7/2003) (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Πίνακας 5.3(α). Σημεία νερού ύδρευσης και ποιοτικοί χαρακτήρες τους που παρουσιάζουν τιμές πέραν των ανωτάτων επιθυμητών ή επιτρεπομένων ή αποδεκτών ορίων (20/7/2006) (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Πίνακας 5.3(β). Σημεία νερού ύδρευσης και ποιοτικοί χαρακτήρες τους που παρουσιάζουν τιμές πέραν των ανωτάτων επιθυμητών ή επιτρεπομένων ή αποδεκτών ορίων (20/7/2006) (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Πίνακας 5.4(α). Σημεία νερού ύδρευσης και ποιοτικοί χαρακτήρες τους που παρουσιάζουν τιμές πέραν των ανωτάτων επιθυμητών ή επιτρεπομένων ή αποδεκτών ορίων (δειγματοληψία Ιούλιος, 2015) Πίνακας 5.4(β). Σημεία νερού ύδρευσης και ποιοτικοί χαρακτήρες τους που παρουσιάζουν τιμές πέραν των ανωτάτων επιθυμητών ή επιτρεπομένων ή αποδεκτών ορίων (δειγματοληψία: Ιούλιος, 2015) Πίνακας 6.1. Βάθος στάθμης του υπόγειου νερού (m) στις γεωτρήσεις παρακολούθησης της περιοχής έρευνας για διάφορες ημερομηνίες Πίνακας 6.2. Bαθμός βαρύτητας του βάθους στάθμης Dr του υπόγειου νερού (Ιμάμ, 2011) Πίνακας 6.3. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Dr Dw για κάθε γεώτρηση (2015) Πίνακας 6.4. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Dr Dw για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας 6.5. Bαθμός βαρύτητας του εμπλουτισμού Rr (Ιμάμ, 2011) Πίνακας 6.6. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Rr Rw για κάθε γεώτρηση (2015) Πίνακας 6.7. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Rr Rw για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας 6.8. Bαθμός βαρύτητας Ar του υλικού του υδροφόρου και συσχέτιση με την υδραυλική αγωγιμότητα C (Ιμάμ, 2011, Καλλέργης, 1999, Todd and Mays, 2005, Domenico and Schwartz, 1998) Πίνακας 6.9. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Αr Αw για κάθε γεώτρηση (2015) ix

11 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Αr Αw για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Βαθμός βαρύτητας του εδαφικού υλικού Sr (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Sr Sw για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2015) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Sr Sw για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2015) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Sr Sw για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Sr Sw για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Bαθμός βαρύτητας Tr της κλίσης του αναγλύφου (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Τr Τw για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2015) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Τr Τw για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2015) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Τr Τw για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Τr Τw για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Βαθμός βαρύτητας της ακόρεστης ζώνης Ιr (Ιμάμ. 2011) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Ir Iw για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2015) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Ir Iw για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2015) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Ir Iw για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Ir Iw για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Βαθμός βαρύτητας της υδραυλικής αγωγιμότητας Cr (Ιμάμ, 2011). 111 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Cr Cw για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2015) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Cr Cw για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2015) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Cr Cw για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011) x

12 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Cr Cw για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Χαρακτηρισμός Τρωτότητας με βάση τις τιμές του δείκτη DVI Πίνακας 6.32.Tιμές του δείκτη DRASTIC για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2015) Πίνακας Tιμές του δείκτη DRASTIC για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2015) Πίνακας Tιμές του δείκτη DRASTIC για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Tιμές του δείκτη DRASTIC για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Tιμές του δείκτη DRASTIC σε σχέση με τις τιμές συγκέντρωσης νιτρικών ιόντων (NO 3- ) σε mg/l, Ιούλιος 2015 (Γενική Τρωτότητα, 2015) Πίνακας Tιμές του δείκτη DRASTIC σε σχέση με τις τιμές συγκέντρωσης νιτρικών ιόντων (NO 3- ) σε mg/l, Ιούλιος 2015 (Ειδική Τρωτότητα, 2015) Πίνακας Tιμές του δείκτη DRASTIC σε σχέση με τις τιμές συγκέντρωσης νιτρικών ιόντων (NO 3- ) σε mg/l, Ιούλιος 2006 (Γενική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Tιμές του δείκτη DRASTIC σε σχέση με τις τιμές συγκέντρωσης νιτρικών ιόντων (NO 3- ) σε mg/l, Ιούλιος 2006 (Ειδική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας 7.1. Bαθμός βαρύτητας R1 του τύπου του υδροφόρου (Ιμάμ, 2011) Πίνακας 7.2. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W1 R1 για κάθε γεώτρηση (2015) Πίνακας 7.3. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W1 R1 για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας 7.4. Bαθμός βαρύτητας R2 της υδραυλικής αγωγιμότητας του υδροφόρου σε συσχέτιση με το υλικό του υδροφόρου (Καλλέργης, 1999, Todd and Mays, 2005, Domenico and Schwartz, 1998) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας 7.5. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W2 R2 για κάθε γεώτρηση (2015) Πίνακας 7.6. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W2 R2 για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας 7.7. Bαθμός βαρύτητας R3 του υψομέτρου της στάθμης υπόγειου νερού (Ιμάμ, 2011) Πίνακας 7.8. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W3 R3 για κάθε γεώτρηση (μέτρηση ) xi

13 Πίνακας 7.9. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W3 R3 για κάθε γεώτρηση (μέτρηση ) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Bαθμός βαρύτητας R4 της απόστασης από την ακτή (Ιμάμ, 2011). 140 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W 4 R 4 για κάθε γεώτρηση (2015) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W 4 R 4 για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Χαρακτηρισμός βαθμού ρύπανσης νερού από τη διείσδυση της θάλασσας (Καλλέργης, 2000) Πίνακας Bαθμός βαρύτητας R5 της επίδρασης του καθεστώτος θαλάσσιας διείσδυσης στην περιοχή (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W5 R5 για κάθε γεώτρηση (2015) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W5 R5 για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Bαθμός βαρύτητας R6 του πάχους κορεσμένου υδροφόρου (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W6 R6 για κάθε γεώτρηση (2015) Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W6 R6 για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Χαρακτηρισμός Τρωτότητας με βάση τις τιμές του δείκτη DVI Πίνακας 7.21.Tιμές του δείκτη GALDIT για κάθε γεώτρηση (2015) Πίνακας 7.22.Tιμές του δείκτη GALDIT για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011) Πίνακας Tιμές του δείκτη GALDIT σε σχέση με τις τιμές του δείκτη Revelle για κάθε γεώτρηση (Ιούλιος, 2015) Πίνακας Tιμές του δείκτη GALDIT σε σχέση με τις τιμές του δείκτη Revelle για κάθε γεώτρηση (Ιούλιος, 2006) (Ιμάμ, 2011) xii

14 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη διερεύνηση της τρωτότητας υπόγειου υδροφόρου συστήματος του πεδινού τμήματος Ξυλαγανής - Ιμέρου του Ν. Ροδόπης στο πλαίσιο της διαχείρισης των υπόγειων νερών της περιοχής. Οι εργασίες στο πλαίσιο της διπλωματικής, εκτός από τη συγκέντρωση, ανάλυση και σύνθεση σχετικού βιβλιογραφικού υλικού περιέλαβαν και τη συγκέντρωση και αξιολόγηση γεωλογικών, υδρολογικών και υδρογεωλογικών στοιχείων από προγενέστερες έρευνες στην ίδια περιοχή, που αφορούσαν σε σχετικές μετρήσεις πεδίου, εργαστηριακές μετρήσεις και αναλύσεις, όπως και εργασίες γραφείου. Οι θέσεις των γεωτρήσεων παρακολούθησης προέρχονται από λεπτομερή καταγραφή προηγούμενης έρευνας που έγινε με πραγματικές συντεταγμένες και με την ανάπτυξη βάσης δεδομένων με τη βοήθεια Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών (GIS), ενώ ο σχεδιασμός των χαρτών κατανομής διαφόρων παραμέτρων έγινε με τη χρήση σχετικών λογισμικών (Surfer 9). Οι χημικές αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του.π.θ., σε προηγούμενη έρευνα. Πιο αναλυτικά, στο Κεφάλαιο 1 γίνεται βιβλιογραφική προσέγγιση στο θέμα της τρωτότητας- διακινδύνευσης ρύπανσης υπόγειων υδροφόρων συστημάτων αλλά και στο πρόβλημα της διείσδυσης της θάλασσας σε παράκτια υδροφόρα στρώματα. Στο Κεφάλαιο 2 παρουσιάζεται το γεωλογικό και γεωμορφολογικό περιβάλλον της περιοχής έρευνας. Το Κεφάλαιο 3 παρουσιάζει τα βασικά υδρολογικά στοιχεία της περιοχής έρευνας. Στο Κεφάλαιο 4 αναφέρονται οι υδρογεωλογικές συνθήκες της περιοχής έρευνας και παρατίθενται τα αποτελέσματα και η ερμηνεία των αποτελεσμάτων από σχετικές μετρήσεις προηγούμενων ερευνών στην περιοχή. Το Κεφάλαιο 5 αφορά στην παράθεση ποιοτικών χαρακτηριστικών δειγμάτων νερού από τον υδροφόρο της περιοχής έρευνας που εκτιμήθηκαν σε προηγούμενες έρευνες. Στο Κεφάλαιο 6 καταγράφονται τα αποτελέσματα από την εφαρμογή της μεθόδου DRASTIC με τον λεπτομερή υπολογισμό των τιμών του δείκτη τρωτότητας DRASTIC, παρουσιάζονται χάρτες τρωτότητας - διακινδύνευσης ρύπανσης των υπόγειων νερών της περιοχής έρευνας κυρίως από το έδαφος προς τον υδροφόρο και μέσω της ακόρεστης της περιοχής και συγκρίνονται τα αποτελέσματα αυτά με τη συγκέντρωση των νιτρικών ιόντων στην περιοχή για την αποτίμηση της αξιοπιστίας της μεθόδου. Στο Κεφάλαιο 7 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα από την εφαρμογή της μεθόδου GALDIT με τον λεπτομερή υπολογισμό των τιμών του δείκτη τρωτότητας GALDIT, παρουσιάζονται χάρτες τρωτότητας-διακινδύνευσης ρύπανσης των υπόγειων νερών της περιοχής έρευνας, της περιοχής από θαλάσσια διείσδυση και συγκρίνονται τα αποτελέσματα αυτά με τις τιμές του δείκτη Revelle στην περιοχή έρευνας για την αποτίμηση της αξιοπιστίας της μεθόδου. Τέλος στο Κεφάλαιο 8 παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας στην υπό εξέταση περιοχή καθώς και προτάσεις για περαιτέρω έρευνα στην περιοχή, όπως και διαχειριστικές προτάσεις που θα μπορούσαν να εφαρμοστούν από τους αρμόδιους φορείς. xiii

15 ABSTRACT The thesis discusses the research of the vulnerability of an aquifer system in Xilagani Imeros palin region of Rhodope Prefecture, in the framework of the groundwater management in the region. The work in this thesis, apart from the collection, analysis and synthesis of relevant bibliographic material, included the collection and analysis of geological, hydrological and hydrogeological data from previous research in the study area which concerned field measurements, laboratory measurements and analysis, as well as office work. The locations of monitoring wells came up from detailed previous research, done with real coordinates and the development of a database with the use of Geographic Information System (GIS), while the design of the relevant maps of various parameters distribution was done with the use of relevant software (Surfer 9). The chemical analysis was carried out, in a previous research, at the Laboratory of Engineering Geology in the Department of Civil Engineering, Democritus University of Thrace. In detail, Chapter 1 includes a bibliographic approach to vulnerability - risk of pollution of aquifer systems and the problem of seawater intrusion in coastal aquifers. Chapter 2 presents the geological and geomorphological environment of the study area. Chapter 3 presents the main hydrological elements of the study area. In Chapter 4 the hydrogeological conditions of the study area are stated, as well as the results and interpretation of results from related measurements of previous researches in the region. Chapter 5 deals with the quoting of groundwater quality data of the study area as estimated in previous surveys. In Chapter 6, the results recorded by applying the DRASTIC method for the detailed calculation of the DRASTIC index of vulnerability are presented. Vulnerability maps are also presented, concerning the risk of pollution of groundwater in the study area mainly from the ground to the aquifer through the unsaturated zone and these results are compared with the concentration of nitrates in the region to assess the reliability of the method. Chapter 7 presents the results of the GALDIT method by the detailed calculation of the values of the GALDIT index of vulnerability. Vulnerability maps are also presented concerning the risk of groundwater pollution from sea water intrusion and these results are compared with those of the Revelle index in the study area, so as to assess the reliability of the method. Finally, Chapter 8 presents the conclusions drawn from the development of this thesis in the examined region and suggestions for further research in the area, as well as management proposals that could be implemented by relevant institutions and stakeholders. xiv

16 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1. ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΥΠΟΓΕΙΩΝ Υ ΡΟΦΟΡΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Τρωτότητα υπόγειου νερού σε εξωτερική ρύπανση (κύριες βιβλιογραφικές πηγές: Aller et al., 1987, Βουδούρης, 2009, Ιμάμ, 2011, Καλλέργης, 2000, 2001, Στουρνάρας, 2007). Η έννοια της τρωτότητας Τρωτότητα ή ρυπαντική επιδεκτικότητα ή ευαλωσιμότητα (vulnerability) υπόγειων νερών ή υδροφορέων είναι η ευαισθησία ή η επιδεκτικότητα απέναντι στους ρύπους. Η έννοια της τρωτότητας εισήχθη για πρώτη φορά από τον Margat το 1968 στη Γαλλία για να εκφράσει τον βαθμό προστασίας που προσφέρει το φυσικό περιβάλλον εναντίον της ρύπανσης των υπόγειων νερών. Οι βασικές παράμετροι που έλαβε υπόψη ο Margat ήταν το βάθος του υπόγειου νερού, η διαπερατότητα, η ταχύτητα του υπόγειου νερού και η σχέση υπόγειων και επιφανειακών νερών. Έκτοτε ο ορισμός της τρωτότητας άλλαξε. Οι Olmer & Rezac (1974) ορίζουν την τρωτότητα «ως τον βαθμό έκθεσης των υπόγειων νερών σε κίνδυνο υποβάθμισης από φυσικές ουσίες». Οι Villumsen et al. (1983) θεωρούν την ποιότητα των υπόγειων νερών ως δείκτη τρωτότητας και δίνει 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». 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. Η τρωτότητα σχετίζεται με την ευκολία με την οποία ένας ρύπος, που εισάγεται στην επιφάνεια του εδάφους, μπορεί να φθάσει στον υδροφορέα κάτω από συγκεκριμένες πρακτικές διαχείρισης των χρήσεων γης σε μια περιοχή, με καθορισμένα χαρακτηριστικά του ρύπου και της ευαισθησίας του υδροφορέα. Έτσι η τρωτότητα του υπόγειου νερού είναι συνάρτηση τόσο των χαρακτηριστικών του υδροφόρου συστήματος, όσο και της απόστασης από την πηγή ρύπανσης, των χαρακτηριστικών του ρύπου και άλλων παραγόντων που μπορεί πιθανά να αυξήσουν το ρυπαντικό φορτίο του συγκεκριμένου ρυπαντή. Αντίθετα 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 και ανεξάρτητη των χρήσεων γης και των χαρακτηριστικών του ρύπου. Με βάση τους ανωτέρω ορισμούς προκύπτει ότι, η τρωτότητα δεν ταυτίζεται με την ευαισθησία. 1

17 Η τρωτότητα διακρίνεται σε: ειδική (specific) που αναφέρεται σε συγκεκριμένο ρυπαντή ή ομάδα ρυπαντών και σε γενική ή ιδιοτρωτότητα (intrinsic) που σχετίζεται αποκλειστικά με τα υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά του υδροφορέα και του υπερκείμενου εδάφους, χωρίς εξειδίκευση σε κάποιο ρυπαντή. Σύμφωνα με τους Rao and Alley (1993) η ευαισθησία του υδροφορέα (aquifer sensitivity) ταυτίζεται με τη γενική τρωτότητα (intrinsic vulnerability). Πρέπει να τονισθεί ότι η έννοια της τρωτότητας δεν 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 φαινομένων π.χ. ξηρασιών στη δίαιτα των υδροφόρων. Η ακόρεστη ζώνη παίζει σημαντικό ρόλο στη μείωση της ρύπανσης, λόγω της βραδείας κίνησης του νερού και λόγω διαφόρων διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα σε αυτήν, όπως: προσρόφηση και ανταλλαγή κατιόντων, χημικές αντιδράσεις, μείωση παθογόνων μικρο-οργανισμών κ.ά. Ο βαθμός εξασθένησης των ρύπων στην ακόρεστη ζώνη εξαρτάται από τη λιθολογία της, την κοκκομετρία, το πάχος, τα χαρακτηριστικά του ρύπου και τη συγκέντρωσή του κ.λπ. Στην εδαφική ζώνη και ιδιαίτερα στη ζώνη των ριζών μεγάλες ποσότητες χημικών στοιχείων εξασθενούν και αποδομούνται από μικροοργανισμούς. Συμπερασματικά η έννοια της τρωτότητας πρέπει να αντιμετωπίζεται σε τρία στάδια (Στουρνάρας, 1997): 1) Το στάδιο της δυνητικής εισόδου του ρύπου στο υδατικό σύστημα, που συνδέεται με τις υδρογεωλογικές συνθήκες και τη συμπεριφορά του ρύπου. 2) 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. 3) Το στάδιο της άφιξης του ρύπου στο υδροληπτικό έργο, αν γίνεται εκμετάλλευση του υδροφόρου ορίζοντα. Τρωτότητα υδροφόρων σε εξωτερική ρύπανση Η τρωτότητα του υπόγειου νερού σε εξωτερική ρύπανση είναι συνάρτηση: Του πάχους και της φύσης της ακόρεστης ζώνης. Είναι μεγαλύτερη, όταν το πάχος της ακόρεστης ζώνης είναι μικρό και συντίθεται από αμμώδη και γενικά από χοντρόκοκκα υλικά, ενώ είναι μικρότερη, όταν το πάχος της ακόρεστης ζώνης είναι μεγαλύτερο και συντίθεται από λεπτόκοκκα, ιδιαίτερα από αργιλικά, υλικά. Του τύπου του υδροφόρου. Είναι ασήμαντη στους αρτεσιανούς υδροφόρους και μεγάλη στους ελεύθερους, ρηχούς, κυρίως, υδροφόρους. Ιδιαίτερα τρωτοί είναι οι υδροφόροι σε καρστικά ή σε υδροφόρα διαρρηγμένες βραχομάζες. Της παρουσίας φυσικών οργανικών υλικών στο έδαφος. Η παρουσία φυσικής οργανικής ύλης στην ακόρεστη ζώνη μειώνει την τρωτότητα και αυξάνει την ικανότητα αφομοίωσης της ρύπανσης. 2

18 Του βαθμού ευκολίας ή δυσκολίας βιοδιάσπασης των ρύπων. Της απόστασης του υδροφόρου ή του υδροληπτικού έργου από την πηγή ρύπανσης και του χρόνου παραμονής του νερού στο έδαφος μέχρι να φτάσει στον υδροφόρο ή στο έργο υδροληψίας. Του ρυθμού εμπλουτισμού του υδροφόρου. Υψηλοί ρυθμοί εμπλουτισμού αυξάνουν την τρωτότητα των υδροφόρων. Της έντασης της εξατμισοδιαπνοής, η οποία μπορεί να μειώσει το ρυθμό κατείσδυσης ρύπων προς την κορεσμένη ζώνη. Χάρτες τρωτότητας Σε πολλές χώρες συντάσσονται χάρτες τρωτότητας σε κλίμακα νομού ή περιφερειακή κλίμακα ή σε ολόκληρη τη χώρα, στους οποίους φαίνονται 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 ενημέρωση σε τακτά χρονικά διαστήματα. Οι βασικές πληροφορίες που απαιτούνται για τη χαρτογράφηση της τρωτότητας των υπόγειων νερών παρουσιάζονται στον Πίνακα 1.1 που ακολουθεί. Οι πληροφορίες για την ποιότητα των νερών συλλέγονται κυρίως από σταθμούς ελέγχου (monitoring stations), που εγκαθίστανται κατόπιν υδρογεωλογικής έρευνας και αναγνώρισης των αιτιών ρύπανσης. Οι χάρτες τρωτότητας συνδυάζονται με χάρτες χρήσεων γης, ποιότητας νερού, πυκνότητας πληθυσμού κ.α. και αποτελούν πολύτιμα εργαλεία στη λήψη αποφάσεων, τη διαχείριση και τη νομοθεσία σε όλα τα επίπεδα της δημόσιας διοίκησης. Η παρουσίαση των αποτελεσμάτων γίνεται τελευταία με τη χρήση των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (GIS) και του διεθνούς κώδικα χρωμάτων, όπου οι επιμέρους χάρτες είναι τα θεματικά επίπεδα. Η συλλογή δεδομένων τροφοδοτεί τη βάση και η επεξεργασία γίνεται με τα λογισμικά Arc/Info, Map/Info κ.ά. Η έλλειψη αξιόπιστων δεδομένων, τυποποιημένης παρουσίασης αλλά και επικαιροποίησης, αποτελούν τους βασικούς περιορισμούς στη χρήση και την αξιοπιστία των χαρτών. Η ιεθνής Ένωση Υδρογεωλόγων (ΙΑΗ) έχει κάνει κάποιες προσπάθειες για την τυποποίηση των χαρτών (Vrba-Zaporozec, 1994). Οι χάρτες τρωτότητας θα μπορούσαν να καταταγούν στους περιβαλλοντικούς χάρτες υπό την ευρύτερη έννοιά τους. Οι κλίμακες των χαρτών ποικίλουν ανάλογα με τη χρήση τους και κυμαίνovται από 1:5.000 μέχρι 1: (σπανιότερα και μέχρι 1: ). Οι Vrba-Zaporozec (1994) διακρίνουν τους εξής τέσσερις τύπους χαρτών τρωτότητας: 3

19 Πίνακας 1.1. Πληροφορίες που απαιτούνται για τη χαρτογράφηση της τρωτότητας των υπόγειων νερών (Καλλέργης, 2000) ΠΕ ΙΑ ΒΑΣΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΒΛΑΣΤΗΣΗ ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑ Ε ΑΦΗ Υ ΡΟΛΟΓΙΑ Υ ΡΟΓΕΩΛΟΓΙΑ (ι) ακόρεστη ζώνη (ii) κορεσμένη ζώνη ΧΡΗΣΕΙΣ ΝΕΡΟΥ ΧΗΜΕΙΑ (i) υδροχημεία (ii) χαρακτηριστικά ρύπων ΑΝΘΡΩΠΙΝΕΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΤΥΠΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ Υψόμετρα, μεταβολές μορφολογιών κλίσεων, πυκνότητα και κατανομή υδρογραφικού δικτύου. Χρήσεις γης, διαδρομές υπεδαφικού νερού, περιοχές τροφοδοσίας και εκφόρτισης, ιχνογράφηση ασυνεχειών και γραμμικών στοιχείων. Βροχομετρικά δεδομένα, μέση θερμοκρασία αέρα, υγρασία, ηλιακή ακτινοβολία, εξατμισοδιαπνοή, εκτίμηση της ενεργής βροχόπτωσης. Πάχη, ιστός, δομή, ορυκτολογική σύσταση, χημικές και φυσικές ιδιότητες, πορώδες, διαπερατότητα, υγρασία, ικανότητα κατείσδυσης. Παροχές υδρορευμάτων, ανάλυση υδρογραφημάτων, βασική ροή, λόγος ροής, ανταλλαγές νερού με υποκείμενα υδροφόρα συστήματα. Βάθος υπόγειου νερού, πάχος, λιθοστρωματογραφία, ορυκτολογία, γεωμετρία, δείκτης ρωγμών, δείκτης ανάπτυξης καρστ, ενεργό πορώδες και βαθμός κορεσμού, ταχύτητα ροής, ρυθμός κατείσδυσης, τροφοδοσία. Λιθοστρωματογραφία, γεωλογική δομή, γεωμετρία, ενεργό πορώδες, τύπος διαπερατότητας (πρωτογενές ή δευτερογενές πορώδες), μεταβιβαστικότητα, αποθηκευτικότητα και υδραυλική αγωγιμότητα των υδροφόρων οριζόντων, τύπος υδροφορέα (ελεύθερος, ημιελεύθερος, υπό πίεση), μεταβολές στάθμης υπόγειου νερού, υδραυλική κλίση, κατεύθυνση ροής, ενεργή ταχύτητα ροής και εκφόρτιση, τύποι υπόγειου νερού, ανταλλαγές με επιφανειακά σώματα νερού ή άλλα υδροφόρα συστήματα, Σημεία υδροληψίας (πηγές, γεωτρήσεις) και θέσεις υδροληπτικών έργων, επιφανειακοί και υπόγειοι υδατικοί πόροι, κατανομή τους και χρήση, παροχή και πτώσεις στάθμης των υδροφόρων πεδίων, θέση και ρυθμοί τροφοδοσίας των διαφόρων συστημάτων. Φυσικές και χημικές ιδιότητες επιφανειακών και υπόγειων νερών, χημικοί δείκτες, ισότοπα, ηλικία υπόγειου νερού και χρόνος παραμονής του στα υδροφόρα, χαρακτηριστικοί λόγοι, κατανομή ποιότητας επιφανειακών και υπόγειων νερών. Αλλαγές στην ποιότητα του υπόγειου νερού, παρουσία ρύπων, φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά ρύπων, συγκέντρωση, ημιζωή, κινητικότητα, ικανότητα ιοντο-ανταλλαγής, προσρόφησης, βιοαποδόμησης, κ.ά. Έκταση αστικών περιοχών, θέση και τύπος των βιομηχανιών, παρουσία και δυναμικότητα ρυπογόνων πηγών, δυνητικές είσοδοι ρύπων. 4

20 Συνοπτικοί γενικής επισκόπησης (General Overview synoptical) κλίμακας < 1: οι οποίοι είναι στρατηγικής κυρίως σημασίας για τη χάραξη πολιτικής της προστασίας των υδροφόρων. Σχηματικοί (Schematic) κλίμακας 1: έως 1: για των προγραμματισμό και την προστασία των υδροφόρων σε διαχειριστικό επίπεδο. Επιχειρησιακοί (Operational) κλίμακας 1: : , για τον προγραμματισμό των χρήσεων γης και το σχεδιασμό προγραμμάτων προστασίας των υδροφόρων. Ειδικών χρήσεων (Specific Special Purpose) κλίμακας >1: για τοπικό προγραμματισμό και προστασία υδρογεωτρήσεων. Οι πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την κατασκευή των χαρτών αυτών είναι τοπογραφικές, φυτοκάλυψης, κλιματολογικές, εδαφολογικές, υδρολογικές, υδρογεωλογικές (κορεσμένη και ακόρεστη ζώνη), χρήσης νερού, υδροχημικές και πιθανών πηγών ρύπανσης. H διακινδύνευση ενός υδροφορέα (risk pollution) R στη ρύπανση είναι συνάρτηση της τρωτότητάς του (vulnerability) και της πιθανότητας (hazard) εκδήλωσης ενός επεισοδίου ρύπανσης σε μια περιοχή. Η συνάρτηση υπολογισμού της διακινδύνευσης είναι η κάτωθι: R = V H όπου: R: η διακινδύνευση, V: η τρωτότητα του υδροφορέα και H: η πιθανότητα να συμβεί ένα επιβλαβές επεισόδιο σε μια περιοχή σε κάποια χρονική περίοδο. Η εκτίμηση της πιθανότητας Η (hazard) είναι δύσκολη και για το λόγο αυτόν εφαρμόζονται μέθοδοι τεχνικής νοημοσύνης, όπως η ασαφής λογική (fuzzy logic) (Uricchio et al., 2004). Έτσι επιπλέον από τους χάρτες τρωτότητας σε μια περιοχή κατασκευάζονται και χάρτες διακινδύνευσης των υπόγειων νερών στη ρύπανση. Μέθοδοι χαρτογράφησης τρωτότητας υδροφόρων (βιβλιογραφική πηγή: Chenini et al., 2015) Η τρωτότητα των υδροφόρων μπορεί να αξιολογηθεί και να χαρτογραφηθεί με δύο τρόπους: τη γενική (ή εγγενή) τρωτότητα, που βασίζεται στα υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά του υδροφόρου (Civita, 1994). την ειδική τρωτότητα, που σχετίζεται με συγκεκριμένους ρυπαντές και χαρακτηρίζει την ευαισθησία του υδροφόρου σε ρύπανση από ειδικούς ρυπαντές. Η εκτίμηση της γενικής τρωτότητας προκύπτει από την επικάλυψη των διαφόρων χαρτών, που εκφράζουν διάφορες υδρογεωλογικές παραμέτρους. Ο τελικός χάρτης τρωτότητας απεικονίζει ζώνες του υδροφόρου, που αντιστοιχούν συγκεκριμένες τιμές τρωτότητας (Farjad et al., 2012). Υπάρχει μια ποικιλία μοντέλων για την εκτίμηση και χαρτογράφηση της τρωτότητας των υπόγειων νερών. Κάποια από αυτά είναι: 1. προσέγγιση με τους δείκτες τρωτότητας 5

21 2. χαρτογράφηση τρωτότητας με τη χρήση ηλεκτρονικού υπολογιστή (Marcolongo and Pretto, 1987, Schnebelen et al., 2002) 3. μέθοδοι που βασίζονται σε στατιστική προσέγγιση (Antonakos and Lambrakis, 2007). Η μέθοδος χαρτογράφησης που βασίζεται στον γενικό δείκτη τρωτότητας πραγματοποιείται με τη χρήση γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών (GIS) για την αξιολόγηση και χαρτογράφηση όλων των σχετικών υδρογεωλογικών παραμέτρων. Η ουσία της μεθόδου είναι η απόδοση ενός δείκτη σε κάθε υδρογεωλογική παράμετρο. Χρησιμοποιούνται μέθοδοι προσομοίωσης που λαμβάνουν υπόψη όλες τις φυσικές και δυναμικές ιδιότητες του υδροφόρου βασισμένοι στην επίλυση των εξισώσεων μεταφοράς ρύπου. Η μέθοδος αυτή απαιτεί διάφορα υδρογεωλογικά δεδομένα, τα οποία συνήθως δεν είναι διαθέσιμα. Η εκτίμηση της γενικής τρωτότητας και η χαρτογράφηση συνδέεται άμεσα με τις φυσικές ιδιότητες του υπόγειου ταμιευτήρα και την υδροδυναμικότητα του υπόγειου νερού στο υδροφόρο σύστημα. Τα πιο συνήθη μοντέλα για τη χαρτογράφηση τρωτότητας είναι τα ακόλουθα: DRASTIC, SINTACS, GOD, AVI, SYNTACS, SI, EPIK. Κάποιες ειδικές μέθοδοι χρησιμοποιούνται στους παραθαλάσσιους υδροφόρους, όπως το μοντέλο GALDIT (Chachadi and Lobo-Ferreira, 2005). Για τη χαρτογράφηση τρωτότητας σε καρστικούς υδροφόρους, χρησιμοποιείται το μοντέλο EPIK (Doerfliger et al., 1999), ενώ για ρωγματωμένους υδροφόρους, το μοντέλο DRASTIC-Fm (Denny et al., 2007). Η γενική τρωτότητα των υπόγειων νερών και η ευαισθησία των υπόγειων υδροφόρων συστημάτων σε ρύπανση, παρουσιάζονται σε έναν χάρτη. Οι ζώνες τρωτότητας των υδροφόρων μαζί με τους αντίστοιχους δείκτες τρωτότητας χρησιμοποιούνται από τους μελετητές και τους υπεύθυνους για τη λήψη αποφάσεων και διαμόρφωσης πολιτικής προστασίας και διαχείρισης των υδατικών πόρων. Είναι σημαντική η αξιολόγηση της αξιοπιστίας των χαρτών με την εφαρμογή τουλάχιστον περισσότερο απο δύο μοντέλων και με την ανάλυση αλλά και την επιβεβαίωση της ορθότητας των δεδομένων που χρησιμοποιήθηκαν για τη χαρτογράφηση των υδρογεωλογικών παραμέτρων (Stigter et al., 2006). Παρακάτω αναφέρονται κάποια παραδείγματα απο την βιβλιογραφία για την διαδικασία συγκριτικής αξιολόγησης μεθόδων χαρτογράφησης τρωτότητας: Οι Banton και Villeneuve (1989) χρησιμοποίησαν το σύστημα αξιολόγησης DRASTIC και το μοντέλο PRZM για την προσομοίωση της τρωτότητας. Οι τελικοί χάρτες τρωτότητας αναλύθηκαν για τον προσδιορισμό της συσχέτισης μεταξύ των δεικτών DRASTIC και της μεθόδου PRZM. 6

22 Οι Antonakos και Lambrakis (2007) εφάρμοσαν τρία μοντέλα για την ανάλυση της τρωτότητας του υδροφόρου σε νιτρορύπανση, χρησιμοποιώντας τροποποιημένες προσεγγίσεις DRASTIC. Οι Ravbar και Goldscheider (2009) χρησιμοποίησαν τέσσερις μεθόδους για να μελετήσουν και να χαρτογραφήσουν την τρωτότητα ενός καρστικού συστήματος στη Σλοβενία. Οι Jose et al. (2012) προσπάθησαν να αξιολογήσουν την τρωτότητα των υπόγειων νερών στην περιοχή Oaxa Central Valleys με την εφαρμογή της μεθόδου SINTACS. Η δεύτερη μέθοδος, που χρησιμοποιήθηκε ήταν η μέθοδος Geographic Weighted Regression. Η σύγκριση των αποτελεσμάτων των δύο μεθόδων αποτέλεσε θέμα σχετικής επιστημονικής ανάλυσης. Οι Abbasi et al. (2013) πρότειναν την εφαρμογή του μοντέλου DRASTIC βασισμένο στη μέθοδο Analytical Element. Η στατιστική μοντελοποίηση των υδρογεωλογικών δεδομένων με την εφαρμογή της μεθόδου Weights of Evidence χρησιμοποιείται για τη μελέτη της τρωτότητας των υπόγειων νερών. Οι Yu et al. (2014) πρότειναν την εκτίμηση της τρωτότητας χρησιμοποιώντας μοντέλα μεταφοράς και μοντέλα χρονολόγησης υπόγειων νερών με μια αντίστοιχη εφαρμογή στην πεδιάδα του Πεκίνου, στην Κίνα. Εκτίμηση της τρωτότητας (βιβλιογραφική πηγή: Chenini et al., 2015) Έχοντας υπόψη ότι η τρωτότητα των υπόγειων νερών δεν είναι ένα φυσικό μέγεθος μετρήσιμο στο πεδίο (NRC, 1993) και ότι κάποιες περιοχές είναι πιο ευαίσθητες στη ρύπανση των υπόγειων νερών σε σχέση με άλλες (Vrba και Zaporozec, 1994), σύμφωνα με τους Gogu και Dassargues (2000), οι τρωτές περιοχές μπορούν να χωριστούν σε: φυσικά τρωτές περιοχές, όπου ούτε το έδαφος/υπέδαφος, ούτε το βραχώδες υπόβαθρο δεν προσφέρει επαρκή προστασία σε ρύπανση των υπόγειων νερών (π.χ. περιοχές εμπλουτισμού ρηχών υδροφόρων) περιοχές προστασίας γεωτρήσεων, όπου ο ρύπος μπορεί γρήγορα να φτάσει και να αναμειχθεί με το αντλούμενο υπόγειο νερό περιοχές πιθανών προβλημάτων (π.χ. περιοχές κοντά σε μη σημειακές ή διάσπαρτες πηγές ρύπων). Λαμβάνοντας υπόψη το είδος των παραμέτρων που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της τρωτότητας των υπόγειων νερών σε ρύπανση, τρείς κύριες προσεγγίσεις μπορούν να διακριθούν (Gogu and Dassargues, 2000): η προσέγγιση που λαμβάνει υπόψη μόνο το έδαφος και τις ιδιότητες της ακόρεστης ζώνης χωρίς να λαμβάνει υπόψη κάποια διαδικασία μεταφοράς μέσα στην κορεσμένη ζώνη (σε αυτήν την περίπτωση, η μελέτη είναι καθαρά περιορισμένη στη σχετική πιθανότητα ότι οι προβληματικές συγκεντρώσεις ρύπων φτάνουν στην κορεσμένη ζώνη) 7

23 η προσέγγιση στην οποία η ροή των υπόγειων νερών και η διαδικασία μεταφοράς ρύπων μέσα στην κορεσμένη ζώνη θεωρείται ότι έχει κάποια εξάπλωση (συνήθως χρησιμοποιείται για την οριοθέτηση ζωνών προστασίας γεωτρήσεων) η προσέγγιση, που λαμβάνει υπόψη το έδαφος, την ακόρεστη ζώνη, την κορεσμένη ζώνη και τις ιδιότητες του ρύπου. Στη συνέχεια, όλες οι μέθοδοι εκτίμησης της τρωτότητας των υπόγειων νερών, οι οποίες βασίζονται σε μία από τις προσεγγίσεις που αναφέρονται παραπάνω, διακρίνονται σε δύο κύριες κατηγορίες (Focazio et al., 2002, Arthur et al., 2007) : Υποκειμενικά μοντέλα - subjective models (μοντέλα που βασίζονται στη γνώση) Αντικειμενικά μοντέλα - objective models (μοντέλα που βασίζονται στα δεδομένα). Υποκειμενικές μέθοδοι Οι υποκειμενικές μέθοδοι περιλαμβάνουν μεθόδους επικάλυψης, δεικτών και υβριδικές μεθόδους παράγοντας έτσι μια υποκειμενική κατηγοριοποίηση τρωτότητας. Οι μέθοδοι επικάλυψης και δεικτών μπορούν να διακριθούν σε δύο κύριες κατηγορίες (Gogu and Dassargues, 2000): Μέθοδοι Hydrological Complex and Settings (HCS) Μέθοδοι παραμετρικού συστήματος - Parametric System (περιλαμβάνονται το Σύστημα Πινάκων - Matrix System, το Σύστημα Βαθμονόμησης - Rating System και το Σύστημα Σημειακών Μετρήσεων - Point Count System) Μεθόδοι HCS Οι μέθοδοι HCS χρησιμοποιούνται γενικά για την εκτίμηση τρωτότητας υδροφόρων/υπόγειων νερών σε χωρική κλίμακα για μεγέθη εύρους απο μεσαίο (π.χ. Ferrara, 1990) έως ευρύτερο (π.χ. Margat, 1968). Τέτοιες μέθοδοι είναι κυρίως βασισμένες στην αναγνώριση ομοιογενών ζωνών, που χαρακτηρίζονται από παρόμοιες υδρογεωλογικές,υδρογραφικές και γεωμορφολογικές ιδιότητες.ο βαθμός τρωτότητας της κάθε ομοιογενούς ζώνης τότε αξιολογείται ποιοτικά λαμβάνοντας υπόψη τη σχετική σπουδαιότητα της κάθε παραμέτρου που επιδρά στην τρωτότητα των υπόγειων νερών. Ένα παράδειγμα της μεθόδου HCS είναι η βασική μέθοδος GNDCI CNR (Civita, 1987), η οποία παρέχει μια ποιοτική περιγραφή των βασικών υδρογεωλογικών δεδομένων, που υπάρχουν στην Ιταλία μαζί με την αντίστοιχη τιμή της γενικής τρωτότητας. Λιθολογικοί, δομικοί, πιεζομετρικοί και υδροδυναμικοί δείκτες χρησιμοποιούνται για την αναγνώριση των κύριων υδρογεωλογικών δεδομένων, που αργότερα χαρακτηρίζονται από τους κύριους παράγοντες ελέγχου της τρωτότητας των υπόγειων νερών (π.χ. βάθος υπόγειου νερού, πορώδες, δείκτης ρωγμάτωσης, 8

24 δείκτης καρστ, υδραυλική επικοινωνία μεταξύ ρέματος και υδροφόρου). Στη συνέχεια, παρατηρώντας τις δυναμικές και τη συχνότητα ρύπανσης των υπόγειων νερών στην Ιταλία και εκτός Ιταλίας, μια διαφορετική βαθμονόμηση τρωτότητας, που κατανέμεται σε έξι κατηγορίες, απο ασήμαντη-πολύ χαμηλή έως πολύ υψηλή, συσχετίζεται με κάθε αντίστοιχο υδρογεωλογικό δεδομένο από αυτά που αναφέρθηκαν πριν. Μέθοδοι παραμετρικού συστήματος (Parametric System methods) Οι μέθοδοι παραμετρικού συστήματος περιλαμβάνουν τα εξής: το Σύστημα Πινάκων - Matrix System (MS), το Σύστημα Βαθμονόμησης - Rating System (RS) και το Σύστημα Σημειακών Μετρήσεων - Point Count System (PCSM). Όλες αυτές οι μέθοδοι βασίζονται σε αρκετά παρόμοιες μεθόδους, οι οποίες με τη βοήθεια κρίσεων ειδικών, επιτρέπουν την εκτίμηση του βαθμού της τρωτότητας των ζωνών του υδροφόρου. Οι ζώνες αυτές μπορούν να θεωρηθούν ως ομοιογενείς για κάποιους συνδυασμούς των κατηγοριών των διαφορετικών παραμέτρων. Γενικά, οι παράμετροι που θα χρησιμοποιηθούν, επιλέγονται υποκειμενικά, κατατάσσονται σε κατηγορίες και βαθμονομούνται ανάλογα με τη σημαντικότητα του ελέγχου της τρωτότητας των υπόγειων νερών στην εξεταζόμενη περιοχή. Οι μέθοδοι MS χρησιμοποιούν έναν περιορισμένο και πολύ προσεκτικά επιλεγμένο αριθμό παραμέτρων, ταξινομημένων σε κατηγορίες, βαθμονομημένων και στο τέλος συνδυασμένων με ποικίλες στρατηγικές ειδικά ανεπτυγμένες για τοπικές έρευνες. (π.χ. Goossens and Van Damme, 1987, Carter et al., 1987). Οι μέθοδοι RS χρησιμοποιούν έναν μεταβλητό αριθμό παραμέτρων (ανάλογα με την επιλεγόμενη μέθοδο), οι οποίες ταξινομούνται σε προκαθορισμένες κατηγορίες, βαθμονομημένες με σταθερό εύρος τιμών χωρισμένων σύμφωνα με τη διακύμανση των τιμών της κάθε παραμέτρου. Τέλος, συνδυάζονται πάλι με έναν προκαθορισμένο τρόπο ώστε να καταλήξουμε σε δείκτες τρωτότητας, που αντιστοιχούν σε διάφορους βαθμούς τρωτότητας. Οι μέθοδοι GOD και AVI είναι δύο κατηγορίες των RS μεθόδων, οι οποίες και οι δύο βασίζονται στη θεώρηση μιας γενικής ρύπανσης. Η μέθοδος GOD (Foster, 1987) λαμβάνει υπόψη τρεις παραμέτρους: την ύπαρξη υπόγειου νερού, το βάθος του υπόγειου νερού και τη λιθολογία των υπερκείμενων στρωμάτων (μόνο στην περίπτωση ελεύθερων υδροφορέων). Οι παράμετροι, στη συνέχεια, κατανέμονται σε κατηγορίες, βαθμονομημένες και συνδυασμένες σύμφωνα με το σχήμα 1.1, ώστε να υπολογιστεί για κάθε ομοιογενή ζώνη, ο δείκτης τρωτότητας εκφράζοντας τον αντίστοιχο βαθμό τρωτότητας. Η μέθοδος AVI (Van Stempvoort et al., 1993) λαμβάνει υπόψη μόνο δύο παραμέτρους: το πάχος και την υπολογισμένη υδραυλική αγωγιμότητα της κάθε ιζηματογενούς ζώνης πάνω από την κορεσμένη ζώνη. Αυτές οι δύο παράμετροι χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της υδραυλικής αντίστασης C, για κάθε ομοιογενή ζώνη με τον τύπο: 9

25 όπου τα d i και k i είναι αντίστοιχα το πάχος και η υδραυλική αγωγιμότητα του στρώματος i. Η υδραυλική αντίσταση (C), τότε, σχετίζεται με έναν ποιοτικό δείκτη τρωτότητας του υδροφόρου με έναν πίνακα συσχέτισης, ο οποίος επιτρέπει να υπολογίσουμε διάφορες ζώνες AVI, κάθε μια από τις οποίες χαρακτηρίζεται από έναν διαφορετικό βαθμό τρωτότητας. Τα μοντέλα PCS (γνωστά επίσης ως μέθοδοι βαρύτητας παραμέτρων και βαθμονόμησης) είναι μέθοδοι RS, που εισάγουν τη χρήση συντελεστών βαρύτητας, που συχνά αναφέρονται ως ακολουθίες βαρύτητας για να αντικατοπτρίσουν ορθότερα τη σχετική σημασία κάθε παραμέτρου στον έλεγχο της τρωτότητας των υπόγειων νερών με αναφορά σε ειδικές χρήσεις γης ή/και ειδικές υδρογεωλογικές συνθήκες. Η μέθοδος DRASTIC (Aller et al., 1987) αναπτύχθηκε από την US EPA και είναι η πιο διαδεδομένη παγκοσμίως μέθοδος για την εκτίμηση της τρωτότητας των υπόγειων νερών σε ποικίλες κλίμακες, από εθνικό επίπεδο (Kellogg et al., 1997) έως τοπικό (Shukla et al., 2000). Η μέθοδος DRASTIC υποθέτει ότι ο ρύπος κατεισδύει από την επιφάνεια προς το υπόγειο υδροφόρο σύστημα με τις κατακρημνίσεις και έχει την ίδια κινητικότητα-ροή με το νερό. Λαμβάνει υπόψη επτά παραμέτρους: βάθος νερού, ενεργή κατείσδυση, υλικό υδροφόρου, υλικό εδάφους, τοπογραφία, επίδραση ακόρεστης ζώνης και υδραυλική αγωγιμότητα του υδροφόρου. Σε κάθε κατηγορία της κάθε παραμέτρου αποδίδεται μια τιμή από 1 έως 10 σύμφωνα με τους προκαθορισμένους πίνακες, όπως παρακάτω (Πίνακας 1.2). Η μέθοδος DRASTIC, τροποποιημένη, έχει εφαρμοσθεί στον ελληνικό χώρο (Βουδούρης & Μανδηλαράς, 2005, Γκεμιτζή κ.ά, 2005, Panagopoulos et al., 2006) και περιγράφεται παρακάτω. Η μεθοδολογία DRASTIC (Aller et al., 1987) ανήκει στις μεθόδους δεικτών και χρησιμοποιείται ευρύτατα για την εκτίμηση του κινδύνου ρύπανσης των υπόγειων νερών με βάση υδρογεωλογικές παραμέτρους. Το μοντέλο DRASTIC θεωρεί ότι: 1) κάθε ρύπος εισάγεται από την επιφάνεια του εδάφους, 2) ο ρύπος εισάγεται στο υπόγειο νερό από την κατείσδυση του νερού της βροχόπτωσης και 3) ο ρύπος έχει την ταχύτητα του νερού. Η λέξη DRASTIC προκύπτει από τα ακρωνύμια των: D (Depth) βάθος της στάθμης του υπόγειου νερού, R (Recharge) ενεργή κατείσδυση, A (Aquifer) υδροφορέας, S (Soil) έδαφος, T (Topography) κλίση αναγλύφου, I (Impact of the vadose zone) επίδραση της ακόρεστης ζώνης, 10

26 C (Hydraulic Conductivity of the aquifer) συντελεστής υδραυλικής αγωγιμότητας ή υδροπερατότητας. Σχήμα 1.1. Σχεδιάγραμμα της μεθόδου GOD (Foster, 1987). Ο δείκτης DRASTIC (DI) υπολογίζεται από την κάτωθι σχέση: DI=DrDw + RrRw + ArAw + SrSw + TrTw + IrIw + CrCw όπου ο δείκτης r εκφράζει την τιμή της παραμέτρου και ο δείκτης w τη βαρύτητα καθεμιάς. Για κάθε παράμετρο υπάρχουν δύο τιμές βαρύτητας. Η πρώτη είναι για την εφαρμογή της μεθόδου στην περίπτωση οικιακών και βιομηχανικών ρύπων (γενική, Typical DRASTIC) και η δεύτερη είναι για τη χρήση φυτοφαρμάκων σε αρδευόμενες περιοχές (ειδική, Pesticide DRASTIC). 11

27 Πίνακας 1.2. Κατηγορίες και τιμές βαθμονόμησης για την παράμετρο υλικού υδροφόρου (Chenini et al., 2015). Τυπική Κατηγορία Τιμή τιμή Σχιστόλιθος Μεταμορφωσιγενή/πυριγενή Αποσαθρωμένα μεταμορφωσιγενή/πυριγενή Παγετώνες Στρωματοποιημένος ψαμμίτης/ασβεστόλιθος αργιλικός σχιστόλιθος Ψαμμίτης Ασβεστόλιθος Άμμος και χαλίκια Βασάλτης Καρστικοποιημένος ασβεστόλιθος Η βαρύτητα κάθε παραμέτρου φαίνεται στον κάτωθι Πίνακα 1.3, απ όπου προκύπτει ότι οι παράμετροι με τη μεγαλύτερη βαρύτητα (5) είναι το βάθος της στάθμης του υπόγειου νερού, η επίδραση της ακόρεστης ζώνης και το έδαφος (στην ειδική περίπτωση των φυτοφαρμάκων), γιατί θεωρούνται οι πλέον σημαντικοί. Οι τιμές των παραμέτρων κυμαίνονται από 1 (ελάχιστο δυναμικό ρύπανσης) έως 10 (μέγιστο δυναμικό ρύπανσης). Η τεχνική DRASTIC είναι ευέλικτη και ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να την τροποποιήσει προσθέτοντας παραμέτρους ή αλλάζοντας τις τιμές βαρύτητας (Al-Adamat et al., 2003). Πίνακας 1.3. Βαρύτητα κάθε παραμέτρου στη μεθοδολογία DRASTIC. Παράμετρος Βαρύτητα (Γενική) Βαρύτητα (Ειδική) D Βάθος της στάθμης του υπόγειου νερού 5 5 R Ενεργή κατείσδυση 4 4 A Υδροφορέας 3 3 S Έδαφος 2 5 T Κλίση αναγλύφου 1 3 I Επίδραση της ακόρεστης ζώνης 5 3 C Συντελεστής υδραυλικής αγωγιμότητας

28 Ο δείκτης DRASTIC Di κυμαίνεται από 23 έως 226 και συνήθως διαιρείται σε μεσοδιαστήματα, το καθένα απο τα οποία αντιστοιχεί σε έναν διαφορετικό βαθμό τρωτότητας. Αρκετές τροποποιήσεις της μεθόδου DRASTIC, όπως η Fuzzy DRASTIC (Shouyu and Guangtao, 2003) και η Visual DRASTIC (Bojorquez-Tapia et al., 2009), έχουν προταθεί απο διάφορους μελετητές στην προσπάθεια επίτευξης καλύτερων αποτελεσμάτων. Η μέθοδος SINTACS (Civita, 1994) λαμβάνει υπόψη επτά παραμέτρους: βάθος μέχρι τη στάθμη του υπόγειου νερού, ενεργή κατείσδυση, ικανότητα αραίωσης της ακόρεστης ζώνης, υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά του υδροφόρου, τιμές υδραυλικής αγωγιμότητας του υδροφόρου και υδρολογικός ρόλος τοπογραφικής κλίσης. Για κάθε κατηγορία από τις παραμέτρους που αναφέρθηκαν, δίνεται μια τιμή βαθμονόμησης από 1 έως 10 από τα προκαθορισμένα διαγράμματα (σχ. 1.2). Σχήμα 1.2. ιακυμάνσεις και οι αντίστοιχες τιμές για το βάθος που συναντάμε το νερό (Civita and De Maio, 2004). Η μέθοδος SINTACS παρέχει πέντε διαφορετικές ακολουθίες βαρύτητας, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε σειρές ή παράλληλα για μια συγκεκριμένη περίπτωση υδρογεωλογικής ή εδαφικής κατάστασης, επιτρέποντας έτσι να παρατηρήσουμε τη διαφορετική επίδραση της κάθε παραμέτρου σε πέντε διαφορετικές περιπτώσεις κατάστασης υδρογεωλογικών και εδαφικών συνθηκών. Για κάθε ομοιογενή ζώνη, ο δείκτης τρωτότητας SINTACS Iv, υπολογίζεται ως εξής: 13

29 όπου D (1,7) είναι οι τιμές βαθμονόμησης κάθε παραμέτρου και W 1,n είναι οι αντίστοιχες τιμές βαρύτητες, ενώ n είναι ο αριθμός των ακολουθιών βαρύτητας που χρησιμοποιήθηκαν. Ο δείκτης SINTACS κυμαίνεται από 26 έως 260 και μετά χωρίζεται σε 6 μεσοδιαστήματα, το καθένα από τα οποία αντιστοιχεί σε διαφορετικό βαθμό τρωτότητας (Civita, 1994), που κυμαίνεται στο τέλος από πολύ χαμηλό έως πάρα πολύ υψηλό. Η μέθοδος EPIK (Doerfiger and Zwahlen, 1995) ανεπτύχθηκε κυρίως για την εκτίμηση της τρωτότητας σε υδροφόρους καρστικού τύπου. Λαμβάνει υπόψη τέσσερις παραμέτρους: το επικάρστ, την προστατευτική επικάλυψη, τις συνθήκες κατείσδυσης και την ανάπτυξη του δικτύου του καρστ. Για κάθε κατηγορία παραμέτρων δίνουμε μια τιμή βαθμονόμησης και μια προκαθορισμένη ακολουθία βαρύτητας χρησιμοποιείται για να ισορροπήσει τη σπουδαιότητά τους. Ο δείκτης τρωτότητας EPIK Fp υπολογίζεται ως εξής: όπου E i είναι η τιμή βαθμονόμησης για την παράμετρο του επικάρστ, P j είναι η τιμή για την παράμετρο της προστατευτικής επικάλυψης, I k είναι η τιμή για τις συνθήκες κατείσδυσης και K l είναι η τιμή για την παράμετρο ανάπτυξης του δικτύου καρστ. Ο δείκτης EPIK κυμαίνεται από 9 έως 24 και στη συνέχεια χωρίζεται σε τρία μεσοδιαστήματα, το καθένα από τα οποία αντιστοιχούν σε διαφορετικό βαθμό τρωτότητας (υψηλό, μέτριο και χαμηλό). Ένας τέταρτος βαθμός, που αντιστοιχεί στην πολύ χαμηλή τρωτότητα, παρατηρείται όταν υπάρχει μια προστατευτική εδαφική κάλυψη αποσαθρωμένου υλικού, η οποία έχει πολύ χαμηλή υδραυλική υδροπερατότητα και πάχος τουλάχιστον 8 m. Υποκειμενικές Υβριδικοί Μέθοδοι (Subjective Hybrid methods) Οι υποκειμενικές υβριδικές μέθοδοι συνδυάζουν διαφορετικά στοιχεία των μεθόδων επικάλυψης και δεικτών και μεθόδους βασισμένες σε στατιστικές και φυσικές διαδικασίες, ώστε να παρέχουν υποκειμενικές, συνήθως ειδικές για ένα συγκεκριμένο έργο κατηγορίες τρωτότητας. Ένα παράδειγμα υποκειμενικών υβριδικών μεθόδων είναι η συνδυασμένη Ιταλική προσέγγιση (Civita and De Maio, 2004), που συνδυάζει τη SINTACS (Civita, 1994) και τη βασική μέθοδο GNDCI-CNR (Civita, 1987), ώστε να καλύψει απέραντες εκτάσεις, όπου η SINTACS μόνη της δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί λόγω έλλειψης δεδομένων. Αντικειμενικές Μέθοδοι (Objective methods) 14

30 Οι αντικειμενικές μέθοδοι παρέχουν αντικειμενικές, περιορισμένες με την περιοχή κατηγορίες τρωτότητας υπόγειων νερών και περιλαμβάνουν: μεθόδους βασισμένες σε φυσικές διαδικασίες στατιστικές μεθόδους υβριδικούς μεθόδους (κυρίως μεθόδους που βασίζονται σε φυσικές διαδικασίες, που περιλαμβάνουν στατιστικά στοιχεία για την προσομοίωση πολύπλοκων φυσικών και χημικών διαδικασιών). Μέθοδοι βασισμένες σε φυσικές διαδικασίες (Physically process-based methods) Οι μέθοδοι βασισμένες σε φυσικές διαδικασίες, είτε προσομοιώνουν, είτε χρησιμοποιούν μία η παραπάνω φυσικές και χημικές διαδικασίες της ροής του υπόγειου νερού και τη διαδικασία μεταφοράς και εξασθένησης των σχετικών ρύπων με σκοπό την εκτίμηση της τρωτότητας των υπόγειων νερών (Focazio et al, 2002). Έτσι, περιλαμβάνουν και τη χρήση και των ντετερμινιστικών μοντέλων προσομοίωσης και των τεχνικών βασισμένων στις φυσικές διαδικασίες, όπως επι τόπου παρατηρήσεις περιβαλλοντικών ιχνηθετών ή/και ισοτοπικές αναλύσεις, οι οποίες συνήθως χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό της πηγής και της ηλικίας των υπόγειων νερών (π.χ. Coplen et al., 1999). Ντετερμινιστικά μοντέλα περιλαμβάνουν αναλυτικές ή/και αριθμητικές λύσεις μαθηματικών εξισώσεων, που συνήθως λύνονται με προγράμματα υπολογιστών, όπως το SEEP, το MODFLOW και το SWAT. Οι μέθοδοι που βασίζονται σε φυσικές διαδικασίες εφαρμόζονται τυπικά σε μικρές κλίμακες, κυρίως για τον εντοπισμό ζωνών προστασίας γεωτρήσεων και όχι για τον εντοπισμό τρωτότητας σε μεγάλες κλίμακες. Στατιστικές Μέθοδοι Οι στατιστικές μέθοδοι κυμαίνονται απο τη χρήση απλής παραστατικής στατιστικής (π.χ. Welch et al., 2000) έως και πιο πολύπλοκες τεχνικές όπως η παλινδρόμηση (π.χ. Eckardt and Stackelberg, 1995) και οι υποθετικές αναλύσεις πιθανότητας (π.χ. Alberti et al., 2001, Worral and Besian, 2005, Masetti et al., 2009), επιτρέποντας τον αντικειμενικό εντοπισμό της σημαντικότητας του κάθε παράγοντα πρόβλεψης που ελέγχει την τρωτότητα. Οι στατιστικές μέθοδοι συσχετίζουν για ποικίλες χωρικές κλίμακες, εμφανίσεις ρύπων στη δοσμένη περιοχή έρευνας με εγγενείς ιδιότητες υδροφορέα και πιθανές πηγές ρύπανσης στην προσπάθεια να προβλέψουμε τη συγκέντρωση ρύπων (π.χ. Gardner and Vogel, 2005) ή τις πιθανότητες ρύπανσης με μία (π.χ. Tesoriero and Voss, 1997) ή περισσότερες εισόδους (Mueller et al., 1997, Greene et al., 2005, Masetti et al., 2009). Όταν υπάρχουν αρκετά δεδομένα για την ποιότητα του νερού, η ανάλυση Logistic Regression (Hosmer and Lameshow, 1989) είναι η πιο συχνή χρησιμοποιούμενη στατιστική μέθοδος για την εκτίμηση της τρωτότητας συσχετιζόμενης με την πιθανότητα εμφάνισης ρύπων. 15

31 Η βασική θεώρηση είναι ότι ο φυσικός λογάριθμος της αναλογίας πιθανοτήτων είναι γραμμικά συσχετιζόμενη με τις ερμηνευτικές μεταβλητές, που λαμβάνονται υπόψη (Afifi and Clark, 1984). Έτσι, αφού βρούμε τις στατιστικά σημαντικές διευκρινιστικές μεταβλητές (p < 0,05), η πιθανότητα P ότι η συγκέντρωση του ρύπου ξεπερνά ένα συγκεκριμένο όριο, που εκφράζεται ως log(p/1 P), μπορεί να υπολογιστεί ως εξής: όπου b 0 είναι μια κλιμακούμενη παράμετρος, b i είναι ένας στατιστικά προερχόμενος συντελεστής και X i είναι η τιμή της διευκρινιστικής μεταβλητής i Μελέτη της τρωτότητας υδροφόρων με βάση τεχνικές GIS και μεθόδους DRASTIC (κύρια βιβλιογραφική πηγή: Sener et al., 2009) Σήμερα, οι υπόγειοι υδατικοί πόροι παίζουν σημαντικό ρόλο στην ικανοποίηση των αναγκών για παροχή νερού λόγω περιφερειακών κλιματικών αλλαγών και πενιχρών επιφανειακών πηγών νερού ή ακαταλληλότητάς τους. Η ρύπανση των υπόγειων νερών είναι ένα σημαντικό θέμα, διότι οι υδροφόροι και τα υπόγεια νερά είναι εγγενώς ευπαθή στη μόλυνση από τη χρήση της γης και άλλες ανθρωπογενείς επιπτώσεις (Thirumalaivasan et al., 2003). Υπάρχουν πολλοί τύποι ρύπων που φαίνεται να κυριαρχούν στα υπόγεια νερά, όπως βαρέα μέταλλα, θρεπτικές ουσίες, τα φυτοφάρμακα και άλλες οργανικές χημικές ουσίες, και τα λιπάσματα. Η διαρροή των διαφόρων ρύπων μέσω της ακόρεστης ζώνης και η μεταφορά τους μέσω της κορεσμένης ζώνης του υπόγειου νερού προκαλεί μόλυνση στις ζώνες αυτές. Οι διαδικασίες αυτές διαφέρουν από τη μία περιοχή στην άλλη (Baalousha, 2006). Συχνά, οι μελέτες τρωτότητας των υδροφόρων πραγματοποιούνται σε περιοχές με τους υδατικούς πόρους τους να υπόκεινται σε πιέσεις που προέρχονται από βιομηχανικές και γεωργικές δραστηριότητες. Ως εκ τούτου, οι έρευνες τρωτότητας μπορούν να παράσχουν πολύτιμες πληροφορίες για τους παράγοντες που εργάζονται για την πρόληψη περαιτέρω υποβάθμισης του περιβάλλοντος (Mendoza and Barmen, 2006). Επιπρόσθετα, οι μελέτες τρωτότητας των υδροφόρων είναι χρήσιμες για την αξιολόγηση των οικονομικών επιπτώσεων της διάθεσης των αποβλήτων σε ιδιαίτερα ευάλωτες περιοχές. Επιπλέον, παρέχουν προκαταρκτικές πληροφορίες και κριτήρια για τη λήψη αποφάσεων σε τομείς όπως ο καθορισμός των ελέγχων χρήσης γης, η οριοθέτηση των δικτύων παρακολούθησης, η διαχείριση των υδατικών πόρων στο πλαίσιο του περιφερειακού σχεδιασμού που σχετίζονται με την προστασία της ποιότητας των υπογείων υδάτων (Bachmat and Collin, 1990). 16

32 Η έννοια της τρωτότητας των υπόγειων νερών σε μόλυνση εισήχθη στη δεκαετία του 1960 στη Γαλλία από τον Margat (1968). Στη συνέχεια, υπήρξαν αρκετές προσεγγίσεις για την ανάπτυξη χαρτών εκτίμησης τρωτότητας των υδροφόρων, όπως το DRASTIC (Aller et al., 1987), GOD (Foster, 1987), AVI (Van Stempvoort et al., 1993), και SINTACS (Civita, 1994). Μια ενδελεχής επισκόπηση των υφιστάμενων μεθόδων δίνεται από τους Vrba και Zaporozec (1994) και τους Gogu και Dassargues (2000). Αυτές οι μέθοδοι έχουν εφαρμοστεί κυρίως για την προστασία των υπόγειων νερών υδάτων σε πορώδεις υδροφόρους, με εξαίρεση το EPIK (Doerfliger and Zwahlen, 1998, Doerfliger et al., 1999), PI (Goldscheider et al., 2000), και COP (Vias et al., 2006), μέθοδοι, οι οποίες αναπτύχθηκαν ειδικά για την αξιολόγηση της της τρωτότητας σε καρστικές περιοχές. Συμβατικές μέθοδοι (π.χ. DRASTIC, AVI, GOD, SINTACS) είναι σε θέση να διακρίνουν βαθμούς της τρωτότητας σε περιφερειακή κλίμακα, όπου υπάρχουν διαφορετικές λιθολογικές καταστάσεις (Vias et al., 2005). Η μέθοδος DRASTIC είναι μια οικεία μέθοδος που αναπτύχθηκε από την Αμερικανική Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος (US Environmental Protection Agency, USEPA) από τους Aller et al. (1987) και αυτή η μέθοδος έχει εφαρμοστεί σε αρκετές περιοχές από διάφορους ερευνητές (Merchant, 1994, Melloul and Collin, 1998, Kim and Hamm, 1999, Cameron and Peloso, 2001, Al-Zabet, 2002, Al-Adamat et al., 2003, Baalousha, 2006, Jamrah et al., 2007). Μερικοί από τους ερευνητές τροποποίησαν τη μέθοδο DRASTIC και πρόσθεσαν διαφορετικές παραμέτρους (Secunda et al., 1998, Lee, 2003, Mendoza and Barmen, 2006, Wang et al., 2007), όπως ο δείκτης χρήσης γης, το πάχος του υδροφόρου, και η επίδραση του ρύπου. Οι Thirumalaivasan et al. (2003) ανέπτυξαν ένα πακέτο λογισμικού AHP-DRASTIC με το οποίο μπορούν για να παραχθούν αξιολογήσεις και βάρη τροποποιημένων παραμέτρων του μοντέλου DRASTIC. Η μέθοδος DRASTIC υποθέτει ότι: (1) κάθε ρύπος εισάγεται στην επιφάνεια του εδάφους, (2) ο ρύπος διηθείται προς τον υδροφόρο μέσω της κατείσδυσης μέρους των βροχοπτώσεων, (3) ο ρύπος ακολουθεί τη ροή του υπόγειου νερού, (4) οι περιοχές που αξιολογούνται χρησιμοποιώντας το DRASTIC έχουν έκταση 0,4 km 2 ή μεγαλύτερη (Rosen, 1994). Το σύστημα DRASTIC αποτελείται από δύο βασικά μέρη: (1) τον καθορισμό των χαρτογραφήσιμων ενοτήτων, που χαρακτηρίζονται ως υδρογεωλογικές διατάξεις-ρυθμίσεις και (2) την εφαρμογή ενός αριθμητικού συστήματος σχετικής βαθμονόμησης των υδρογεωλογικών παραγόντων (Lee, 2003). Οι υδρογεωλογικοί παράγοντες συμβάλλουν στην αξιολόγηση του δυναμικού της σχετικής ρύπανσης οποιασδήποτε υδρογεωλογικής διάταξης. Υδρογεωλογική διάταξη είναι μια σύνθετη περιγραφή όλων των γεωλογικών και υδρολογικών παραγόντων που ελέγχουν τη ροή του υπόγειου νερού, μέσα σε μια περιοχή είτε μέσω της περιοχής αυτής είτε έξω από αυτήν (Kim and Hamm, 1999). Πρόσφατα, τεχνικές συστημάτων γεωγραφικών πληροφοριών (GIS) έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως για τη χαρτογράφηση της τρωτότητας των υδροφόρων (Hrkal, 2001, Rupert, 2001, Lake et al,. 2003, Panagopoulos et al., 2006, Jamrah et al., 2007, Rahman, 2008). Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της χαρτογράφησης με βάση 17

33 το GIS είναι ο συνδυασμός των επιπέδων δεδομένων και η ταχεία μεταβολή των παραμέτρων των δεδομένων που χρησιμοποιούνται στην ταξινόμηση της τρωτότητας (Wang et al., 2007) Βελτιστοποίηση της μεθόδου DRASTIC για τη μελέτη της τρωτότητας των υπόγειων νερών με τη χρήση απλών στατιστικών μεθόδων και τεχνικών GIS (κύρια βιβλιογραφική πηγή: Panagopoulos et al., 2006) Η εγγενής τρωτότητα (intrinsic vulnerability) ενός υδροφόρου μπορεί να οριστεί η ευκολία με την οποία η εισαγωγή ρύπων στην επιφάνεια του εδάφους μπορεί να φθάσει και να διαχυθεί στο υπόγειο νερό (Margat, 1968, Vrba and Zaporozec, 1994). Είναι μια σχετική, αδιάστατη και μη μετρήσιμη ιδιότητα που εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του υδροφόρου ορίζοντα καθώς και τα χαρακτηριστικά του ευρύτερου γεωλογικού και υδρολογικού περιβάλλοντος (ακόρεστη ζώνη, εδαφικός ορίζοντας, ανάγλυφο, εμπλουτισμός, κ.λπ.). Ως ειδική τρωτότητα (specific vulnerability) μπορεί να εκφρασθεί η πιθανότητα ότι ένας υδροφόρος μπορεί να ρυπανθεί από ρύπους που εισάγονται στην επιφάνεια του εδάφους. Αυτό καθορίζεται από την εγγενή τρωτότητα του υδροφόρου και το ρυπαντικό φορτίο που εφαρμόζεται στο συγκεκριμένο σημείο της υδρογεωλογικής λεκάνης ή ακόμα και σε μια ευρύτερη περιοχή γύρω από αυτό το σημείο. Το ρυπαντικό φορτίο καθορίζεται από την ποσότητα, τις φυσικοχημικές ιδιότητες και τον τρόπο με τον οποίο οι διάφοροι ρύποι απελευθερώνονται στο περιβάλλον. Η μελέτη της τρωτότητας των υπόγειων νερών σε ρύπανση έχει αποτελέσει αντικείμενο εντατικών ερευνών κατά τη διάρκεια των τελευταίων ετών και ποικίλες μέθοδοι έχουν αναπτυχθεί. Η απλούστερη μέθοδος για να εφαρμοστεί, και για το λόγο αυτό η πιο διαδεδομένη, είναι τα μοντέλα βαθμονόμησης. Οι μέθοδοι αυτές κατατάσσουν κάθε παράμετρο, που ενδεχομένως επηρεάζει την πιθανότητα ρύπανσης του υδροφόρου, και οδηγεί σε ένα αποτέλεσμα που ορίζει την τρωτότητα του υπόγειου νερού (Legrand, 1964, Foster, 1987, U.S. Environmental Protection Agency, 1993). Προϊόν εξέλιξης αυτών των μεθόδων είναι τα μοντέλα συστημάτων μέτρησης σημείων (point count system models, PCSM) ή μέθοδοι στάθμισης και βαθμονόμησης, οι οποίες, εκτός από την ταξινόμηση των διαφόρων παραμέτρων, εισάγουν επίσης σχετικούς συντελεστές βαρύτητας για κάθε παράγοντα. Η πιο διαδεδομένη μέθοδος PCSM της αξιολόγησης της εγγενούς τρωτότητας, είναι η μέθοδος DRASTIC (Aller et al., 1987). Η μέθοδος αυτή, λαμβάνοντας υπόψη επτά παραμέτρους του γεωλογικού και υδρολογικού περιβάλλοντος, αναπτύχθηκε στις ΗΠΑ, όπου έχει εφαρμοστεί αρκετές φορές (Durnford et al., 1990, Evans and Myers, 1990, Halliday and Wolfe, 1991, Rundquist et al., 1991, Fritch et al., 2000, Shukla et al., 2000), αλλά και σε πολλές άλλες περιοχές του κόσμου (Lobo-Ferreira 18

34 and Oliveira, 1997, Lynch et al., 1997, Melloul and Collin, 1998, Johansson et al., 1999, Kim and Hamm, 1999, Zabet, 2002). Η πρόβλεψη του βαθμού ρύπανσης ενός υδροφόρου, όπως για παράδειγμα από νιτρικά άλατα, χρησιμοποιώντας στοιχεία από το γεωλογικό και ανθρωπογενές περιβάλλον, αποτελεί θέμα προτεραιότητας, καθώς και μεγάλης πρακτικής σημασίας. Η εγγενής τρωτότητα εκτιμάται με χρήση της μεθόδου DRASTIC. Η μέθοδος αυτή περιλαμβάνει ένα σύνολο υδροχημικών δεδομένων καθώς και την καταγραφή των ανθρωπογενών επιβαρύνσεων στα υπόγεια νερά, σύμφωνα με την κατανομή της χρήσης γης και του ρυπαντικού φορτίου που κάθε χρήση γης εισάγει στο φυσικό περιβάλλον. Η μέθοδος DRASTIC θεωρεί επτά παραμέτρους, οι οποίες στο σύνολό τους, σχηματίζουν το ακρωνύμιο DRASTIC (σχ. 1.3): το βάθος των υπόγειων υδάτων (Depth to groundwater), ο εμπλουτισμός (Recharge), ο τύπος του υδροφόρου (Aquifer type), ο τύπος του εδάφους (Soil type), η τοπογραφία (Topography), επίδραση της ακόρεστης ζώνης (Impact of the vadose zone), η υδραυλική αγωγιμότητα (hydraulic Conductivity). Οι παράμετροι αυτές εισάγονται σε μια απλή γραμμική εξίσωση αφού έχουν μειωθεί από το φυσικό μέγεθος σε μια σχετική κλίμακα δέκα βαθμών. Κάθε παράμετρος πολλαπλασιάζεται επί ένα συντελεστή στάθμισης που έχει καθοριστεί ποιοτικά, όχι με ποσοτικά κριτήρια, με βάση την κρίση των συντακτών της μεθόδου αυτής. Η μείωση της φυσικής κλίμακας στη σχετική κλίμακα δέκα μονάδων γίνεται με την ίδια φιλοσοφία. Η γραμμική εξίσωση προσδιορισμού έχει την ακόλουθη μορφή: V(intrinsic) = D λd + R λr + A λa + S λs + T λt + I λi + C λc όπου V (intrinsic) είναι η εγγενής τρωτότητα, D είναι το βάθος του υπόγειου νερού, R είναι ο εμπλουτισμός, Α είναι ο τύπος του υδροφόρου, S είναι το είδος του εδάφους, T είναι η μορφολογία του εδάφους, Ι είναι η επίδραση της ακόρεστης ζώνης, C είναι η υδραυλική αγωγιμότητα και λ είναι ο συντελεστής στάθμισης για κάθε παράγοντα. Το μεγαλύτερο μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι η υποκειμενικότητα του καθορισμού της κλίμακας διαβάθμισης και των συντελεστών στάθμισης. Αμφιβολίες έχουν επίσης εκφραστεί για την επιλογή των συγκεκριμένων παραμέτρων και τον αποκλεισμό των άλλων. Εν συντομία, η μέθοδος DRASTIC έχει επικριθεί για τα ακόλουθα σημεία: Πολλές μεταβλητές λαμβάνονται υπόψη κατά τον υπολογισμό του τελικού δείκτη, που κρίσιμες παράμετροι τρωτότητας των υπόγειων νερών μπορεί να υποσκελιστούν από άλλες παραμέτρους που δεν έχουν καμία επίπτωση στην τρωτότητα για μια συγκεκριμένη υδρογεωλογική διάταξη (Vrba and Zaporozec, 1994, Merchant, 1994). Η επιλογή των παραμέτρων βασίζεται σε ποιοτικά κριτήρια και όχι σε ποσοτικές έρευνες (Garrett et al., 1989). 19

35 Πολλοί σημαντικοί παράγοντες, επιστημονικά ορισμένοι, π.χ. ικανότητα εισρόφησης, χρόνος μετακίνησης, αραίωση, δεν λαμβάνονται υπόψη άμεσα (Rosen, 1994). Το σύστημα έχει την τάση να υπερεκτιμά την τρωτότητα των πορωδών υδροφόρων σε σύγκριση με υδροφόρους σε ρωγματωμένα μέσα (Rosen, 1994). Μια δοκιμή της ακρίβειας του μοντέλου είναι πολύ δύσκολο να πραγματοποιηθεί, διότι απαιτεί ότι ο ρύπος με τις ιδιότητες που θεωρήθηκαν για το μοντέλο (εισαγωγή στην επιφάνεια του εδάφους, διήθηση προς τον υδροφόρο μέσω της κατείσδυσης μέρους των κατακρημνισμάτων και κινητικότητα του νερού) θα αποτεθεί σε όλο το χώρο δοκιμής με μια ενιαία συγκέντρωση και για σημαντική περίοδο πολλών ετών που θα επιτρέψουν στην υδρογεωλογική διάταξη να ανταποκριθεί κατάλληλα (Rosen, 1994). Σχήμα 1.3. Σχηματική αναπαράσταση των διαδικασιών που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό μέσω DRASTIC ενός χάρτη εγγενούς τρωτότητας και ενός χάρτη διακινδύνευσης σε ρύπανση του υπόγειου νερού (Panagopoulos et al., 2006). Παρά τις επικρίσεις αυτές, έχουν αναγνωριστεί πολλά πλεονεκτήματα της μεθόδου DRASTIC και άλλων παρόμοιων μεθόδων: Η μέθοδος έχει χαμηλό κόστος εφαρμογής και μπορεί να εφαρμοστεί σε εκτεταμένες περιοχές, λόγω των σχετικά λίγων, και εύκολα να συγκεντρωθούν, στοιχείων που απαιτούνται (Aller et al., 1987). 20

36 Η επιλογή πολλών παραμέτρων και η αλληλεξάρτησή τους, μειώνουν την πιθανότητα να αγνοηθούν ορισμένες σημαντικές παράμετροι, περιορίζουν την επιρροή ενός τυχαίου σφάλματος στον υπολογισμό μιας παραμέτρου και έτσι ενισχύεται η στατιστική ακρίβεια του μοντέλου (Rosen, 1994). Η μέθοδος δίνει σχετικά ακριβή αποτελέσματα για εκτεταμένες περιοχές με περίπλοκη γεωλογική δομή, παρά την απουσία ειδικών μετρήσεων που οι πιο εξειδικευμένες μέθοδοι θα απαιτούσαν (Kalinski et al., 1994, McLay et al., 2001). Βελτιώσεις του μοντέλου DRASTIC έχουν προταθεί από αρκετούς ερευνητές. Οι περισσότεροι από αυτούς προτείνουν την αφαίρεση παραγόντων που περιλαμβάνονται στο μοντέλο (Evans and Myers, 1990, Rupert, 1999) ή την ένταξη πρόσθετων παραγόντων, όπως τη χρήση της γης ή τον τύπο της άρδευσης και την έντασή της (Secunda et al., 1998, Rupert, 1999, McLay et al., 2001). Τέλος, έχουν γίνει προτάσεις για την ενσωμάτωση του DRASTIC σε άλλες διαδικασίες ή μοντέλα, όπως η οριοθέτηση της ζώνης σύλληψης γεωτρήσεων ή μοντέλα ροής πεπερασμένων στοιχείων και μεταφοράς (Foster, 1987, Merchant, 1994). Λιγότερες προσπάθειες έχουν γίνει για την επικύρωση και την επαλήθευση της επίδοσης του μοντέλου. Στις περισσότερες περιπτώσεις, χρησιμοποιήθηκε για το σκοπό αυτό, η συσχέτιση των αποτελεσμάτων του μοντέλου με το πραγματικό περιστατικό ρύπανσης (Kalinski et al., 1994, Rupert, 1999, McLay et al., 2001). Ο Rupert (1999) χρησιμοποιεί την ίδια βασική ιδέα και το ίδιο απλές στατιστικές μεθόδους για τη βελτίωση της αξιολόγησης της τρωτότητας των υπόγειων υδάτων, όμως, υπάρχουν αρκετά ζητήματα που αφορούν τη συνολική διαδικασία που χρησιμοποιεί: Το αρχικό μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε για τη βελτίωση δεν είναι στην πραγματικότητα το DRASTIC αλλά τροποποιήσεις του DRASTIC στο οποίο έχουν αποκλειστεί αυθαίρετα, σημαντικοί παράγοντες του μοντέλου, όπως οι επιπτώσεις της ακόρεστης ζώνης και το είδος του υδροφόρου. Οι βελτιώσεις οι οποίες επιλέχθηκαν υποκειμενικά αφορούσαν μόνο σε παράγοντες διαβάθμισης και όχι σε παράγοντες βάρους. Οι τύποι χρήσης γης δεν χρησιμοποιήθηκαν ως δείκτης ρυπαντικού φορτίου, αλλά ως ο σημαντικότερος παράγοντας που επηρεάζει τον εμπλουτισμό του υπόγειου νερού. Η συσχέτιση μεταξύ των πραγματικών περιστατικών ρύπανσης και του βαθμού τρωτότητας που προέρχονται από το μοντέλο ήταν μερικώς ποσοτική, αφού ο βαθμός τρωτότητας εκφράζεται σε τάξεις (χαμηλή, μεσαία, υψηλή) και όχι σε απόλυτες τιμές Εκτίμηση και χαρτογράφηση της τρωτότητας των υπόγειων νερών (κύριες βιβλιογραφικές πηγές: Vrba, 2007, Foster, 2007) 21

37 Μια εικόνα μιλάει περισσότερο από χίλιες λέξεις και ένας χάρτης περισσότερο από χίλιες εικόνες. Οι χάρτες, συνεπώς, αποτελούν ένα σημαντικό εργαλείο για τους επιστήμονες, τα στελέχη, όσους καθορίζουν πολιτικές, τους φορείς λήψης αποφάσεων και το κοινό. Η τεχνική της χαρτογράφησης της τρωτότητας των υπόγειων νερών έχει εξελιχθεί ιστορικά από τη γεωλογική και την υδρογεωλογική χαρτογράφηση. Η έννοια της εκτίμησης της τρωτότητας των υπόγειων νερών βασίζεται στην υπόθεση ότι: 1. το φυσικό περιβάλλον μπορεί να παρέχει κάποιο βαθμό προστασίας για τα υπόγεια νερά έναντι των φυσικών και ανθρώπινων επιπτώσεων, και 2. ορισμένες περιοχές γης είναι πιο ευάλωτες από άλλες. Η τρωτότητα των υπόγειων νερών, όπως απεικονίζεται σε ένα χάρτη, καταδεικνύει διάφορες ομοιογενείς ζώνες, όπως κελιά ή πολύγωνα, που έχουν διαφορετικά επίπεδα τρωτότητας. Η διαφοροποίηση μεταξύ των κελιών είναι, ωστόσο, αυθαίρετη διότι οι χάρτες τρωτότητας παρουσιάζουν τη σχετική τρωτότητα ορισμένων περιοχών σε σχέση με άλλες και δεν παρουσιάζουν απόλυτες τιμές. Η τρωτότητα των υπόγειων νερών αποτελεί μια σχετική, μη μετρήσιμη, αδιάστατη ιδιότητα. Η συγκέντρωση μιας σειράς βασικών χαρακτηριστικών τρωτότητας σε μία κατηγορία τρωτότητας (δείκτη), περιλαμβάνει τα διάφορα στάδια της επιλογής, κλιμάκωσης (μετατροπή χαρακτηριστικών σε αδιάστατα μέτρα), βαθμονόμησης και στάθμισης. Μια τελική κατηγορία τρωτότητας των υπόγειων νερών είναι ένα μαθηματικό άθροισμα των επιμέρους χαρακτηριστικών μεταξύ των διαφόρων μονάδων μέτρησης, έτσι ώστε το τελικό αποτέλεσμα εκτίμησης της τρωτότητας να είναι αδιάστατο. Ένας γενικά αναγνωρισμένος και αποδεκτός ορισμός της τρωτότητας των υπόγειων νερών δεν έχει ακόμη αναπτυχθεί. Ωστόσο, δεν υπάρχουν σημαντικές διαφορές όσον αφορά στη διαμόρφωση μοντέλων τρωτότητας των υπόγειων νερών μεταξύ των διαφόρων συγγραφέων. Η τρωτότητα των υπόγειων νερών διατυπώνεται κυρίως ως "μία εγγενής ιδιότητα (χαρακτηριστικά) ενός υπόγειου υδροφόρου συστήματος που εξαρτάται από την ευαισθησία του συστήματος αυτού στις ανθρώπινες ή/και στις φυσικές επιπτώσεις", ή "η ευαισθησία του υδροφόρου να επηρεάζεται αρνητικά από ένα επιβαλλόμενο φορτίο ρύπου", ή "η εγγενής ευαισθησία του υδροφόρου στη μόλυνση". Υπάρχουν γενικά δύο τύποι εκτίμησης και χαρτογράφησης της τρωτότητας των υπόγειων νερών: εγγενείς και ειδικοί. Η εγγενής τρωτότητα (intrinsic vulnerability) βασίζεται στη μελέτη φυσικών κλιματολογικών, γεωλογικών και υδρογεωλογικών χαρακτηριστικών. Η ειδική τρωτότητα (specific vulnerability) σχετίζεται με ένα συγκεκριμένο τύπο ρυπαντή, κατηγορία ρύπων, ή με ανθρώπινη δραστηριότητα και εκτιμάται κυρίως όσον αφορά στον κίνδυνο του συστήματος των υπόγειων νερών να εκτίθεται σε φορτία ρύπων. Ο εμπλουτισμός, οι ιδιότητες του εδάφους, η λιθολογία, το πάχος της ακόρεστης ζώνης και το βάθος της στάθμης του υπόγειου νερού είναι τα βασικά χαρακτηριστικά της εγγενούς και της ειδικής τρωτότητας. Ωστόσο, ρύποι από σημειακές πηγές εισέρχονται συχνά στο σύστημα των υπόγειων νερών κάτω 22

38 από την επιφάνεια του εδάφους (π.χ. υπόγειες δεξαμενές πετρελαίου, σηπτικές δεξαμενές) και ο ρόλος του εδάφους ως ένα μέσο εξασθένισης στη συνέχεια παρακάμπτεται. Μερικοί συγγραφείς περιλαμβάνουν τον κορεσμένο υδροφόρο στις διαδικασίες εκτίμησης της τρωτότητα, ενώ άλλοι συγγραφείς όχι. Ωστόσο, ο υδροφόρος δεν μπορεί να θεωρηθεί ως ένα ομοιογενές μέσο. Η τρωτότητά του ίσως διαφέρει σημαντικά από τόπο σε τόπο. Οι περιοχές εμπλουτισμού είναι πάντα ιδιαίτερα τρωτές και οι περιοχές εκφόρτισης, ιδίως στην περίπτωση των υπό πίεση υδροφόρων, είναι χαμηλής τρωτότητας. Η υδραυλική αγωγιμότητα του υδροφόρου, περιλαμβάνεται σε πολλές διαδικασίες εκτίμησης της τρωτότητας των υπόγειων νερών. Οι παρατηρήσεις πεδίου και εργαστηρίου, ωστόσο, καταδεικνύουν ότι η υδραυλική αγωγιμότητα του υδροφόρου μπορεί να αλλάζει σημαντικά όταν το γλυκό νερό αντικαθίσταται από ρυπασμένο νερό. Ο χρόνος διάδοσης των ρύπων θα πρέπει να συμπεριλαμβάνεται στα χαρακτηριστικά της ειδικής τρωτότητα. Μερικοί συγγραφείς, ωστόσο, υποστηρίζουν ότι ο υδροφόρος είναι εξίσου ευάλωτος σε περίπτωση που ο χρόνος διάδοσης του ρύπου είναι ένα έτος ή εκατό χρόνια και, κατά συνέπεια, το χαρακτηριστικό του χρόνου διάδοσης θα πρέπει να αποκλείεται από τη διαδικασία εκτίμησης της τρωτότητας. Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό για την εκτίμηση της ειδικής τρωτότητας των υπόγειων νερών είναι η ικανότητα εξασθένισης του φυσικού περιβάλλοντος (του εδάφους και των πετρωμάτων) σε σχέση με τις ιδιότητες των μεμονωμένων ρύπων. Ωστόσο, η ικανότητα εξασθένισης, θα μειωθεί με τον καιρό, με αποτέλεσμα τη μεταβολή της τρωτότητας του συστήματος των υπόγειων νερών. Στην περίπτωση των συνεχών και κινούμενων ρύπων, ο χρόνος διάδοσής τους εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το πάχος και την κατακόρυφη διαπερατότητα της ακόρεστης ζώνης. Η ποσότητα του νερού που αποθηκεύεται στον υδροφόρο και ο καθαρός εμπλουτισμός, ελέγχουν την αραίωση των ρύπων στον υδροφόρο. Οι χάρτες τρωτότητας των υπόγειων νερών χαρακτηρίζονται ως εξειδικευμένοι περιβαλλοντικοί χάρτες που προκύπτουν από ένα βασικό υδρογεωλογικό χάρτη. Οι χάρτες τρωτότητας χρησιμοποιούνται για το σχεδιασμό της προστασίας των υπόγειων νερών, τη διαχείριση και λήψη αποφάσεων, για τον εντοπισμό περιοχών ευαίσθητων σε ρύπανση και για την ενημέρωση και την εκπαίδευση του κοινού. Βασικά υπάρχουν δύο τύποι χαρτών τρωτότητας. Οι εγγενείς χάρτες (intrinsic vulnerability maps) χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση της εγγενούς τρωτότητας των υπόγειων νερών σε ένα γενικότερο συντηρητικό ρύπο. Οι χάρτες ενός και πολλαπλού σκοπού (single purpose and multipurpose vulnerability maps) είναι οι κύριες κατηγορίες των ειδικών χαρτών τρωτότητας (specific vulnerability maps). Στους χάρτες ενός σκοπού, η τρωτότητα εκτιμάται σε σχέση με ένα μόνο είδος ρυπαντή ή ομάδα ρυπαντών με παρόμοιες ιδιότητες. Οι χάρτες πολλαπλού σκοπού επικεντρώνονται στην παρουσίαση διαφόρων ομάδων ρυπαντών διαφορετικών ιδιοτήτων, που έχουν εντοπιστεί στην χαρτογραφημένη περιοχή. Το GIS 23

39 χρησιμοποιείται ευρέως για να παρουσιάσει διάφορα σενάρια τρωτότητας στους χάρτες αυτούς. Η συνολική χρησιμότητα ενός χάρτη τρωτότητας εξαρτάται από την κλίμακα με την οποία έχει συνταχθεί ο χάρτης. Η επιλογή της βέλτιστης κλίμακας για συγκέντρωση και παρουσίαση πληροφοριών για την τρωτότητα των υπόγειων υδάτων εξαρτάται από τη διαθεσιμότητα των δεδομένων και την αξιοπιστία τους, τις πληροφορίες που απαιτούνται από το χρήστη και το σκοπό του χάρτη. Οι χάρτες είναι τόσο καλοί όσο και καλές είναι πληροφορίες και τα στοιχεία στα οποία βασίζονται, αλλά και η γνώση και η εμπειρία των υπεύθυνων για τη χάραξη του χάρτη. Είναι σημαντικό να εμφανίζονται στους χάρτες, ενημερώνοντας το χρήστη, επισημάνσεις σχετικά με το επίπεδο ακρίβειας των πληροφοριών που παρουσιάζονται, και για τα όρια του χάρτη και τυχόν περιορισμούς όσον αφορά την προβλεπόμενη χρήση. Οι χάρτες τρωτότητας είναι ζωντανά έγγραφα. Χωρίς περιοδική ανανέωση, ο βαθμός της πιθανής κακής χρήσης και παρερμηνείας του χάρτη αυξάνει. Πολλοί υδρογεωλόγοι συμφωνούν όσον αφορά στο ποια χαρακτηριστικά τρωτότητας είναι σχετικά, αλλά χρησιμοποιούν διαφορετικές μεθόδους για να συνδυάσουν αυτά τα χαρακτηριστικά σε μια μελέτη τρωτότητας. Ούτε η ορολογία ούτε η προσέγγιση είναι τυποποιημένη. Με δοσμένη την ίδια βάση δεδομένων, διαφορετικοί συντάκτες δεν θα καταλήξουν στα ίδια συμπεράσματα. Τα διάφορα συστήματα των υπόγειων νερών είναι πάρα πολύ πολύπλοκα και ετερογενή για να υποβληθούν σε τυποποιημένη εκτίμηση τρωτότητας. Ωστόσο, φαίνεται σημαντικό και επίκαιρο για να ξεκινήσει η διαδικασία της επισημοποίησης με τις παρακάτω ενέργειες: 1. Καθορισμός ενός συνεπούς και ευρέως αποδεκτού ορισμού της τρωτότητας των υπόγειων νερών. 2. Ανάπτυξη, τυποποίηση και εφαρμογή των μεθόδων και των διαδικασιών εκτίμηση της τρωτότητας του υπόγειου νερού. 3. Ενοποίηση των συμβόλων τρωτότητας και των υπομνημάτων των σχετικών χαρτών και τυποποίηση των κατηγοριών τρωτότηταςς στους χάρτες, και να καταστήσουν τους χάρτες τρωτότητας διεθνώς συγκρίσιμους. 4. Ορισμός του γενικού περιεχομένου των χαρτών τρωτότητας τόσο των εγγενών όσο και των ειδικών. 5. Ανάπτυξη ή βελτίωση των δικτύων παρακολούθησης των διαφόρων χαρακτηριστικών του υπόγειου νερού για την απόκτηση δεδομένων για ακριβέστερη εκτίμηση της τρωτότητας και χαρτογράφησης. ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΕΝΝΟΙΑΣ ΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΡΥΠΑΝΣΗ Σε έναν "ιδανικό κόσμο" ο κίνδυνος για τα υπόγεια νερά από κάθε δραστηριότητα που δυνητικά ρυπαίνει θα πρέπει να αποτελέσει αντικείμενο ατομικής έρευνας - αλλά αυτό δεν είναι ρεαλιστικό, οικονομικά αποδοτικό, ούτε επαρκές για τις ανησυχίες στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων. Η έκφραση τρωτότητα του υδροφόρου σε ρύπανση άρχισε να χρησιμοποιείται διαισθητικά για να μεταφέρει τις ανησυχίες 24

40 σχετικά με τη ρύπανση από την επιφάνεια της γης κατά γενικό τρόπο από τις αρχές της δεκαετίας του στη Γαλλία αρχικά (Albinet & Margat 1970). Από τα τέλη της δεκαετίας του 1980, υπήρχαν διάφορες προσπάθειες για να επισημοποιηθεί ο ορισμός της έκφρασης και για την ανάπτυξη των σχετικών συστημάτων χαρτογράφησης (DRASTIC, GOD, SINTACS, etc.) (Aller et al. 1987, Foster 1987, Foster & Hirata 1988, Civita 1994). Αυτά όλα προσπάθησαν να απεικονίσουν πολύπλοκες διεργασίες με απλό τρόπο, οι οποίες είχαν επιστημονική βάση, αλλά περιελάμβαναν διαφορετικού εύρους παραγόντες που μπορούσαν να συμβάλουν, ποικίλους βαθμούς απλοποίησης και υποκειμενική επαγγελματική κρίση. Το κρίσιμο ερώτημα που αντιμετωπίζει η εν λόγω απόπειρα απλοποίησης είναι η εγκυρότητα της χρήσης ενός ενιαίου "ολοκληρωμένου δείκτη τρωτότητας", λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι (στην επιστημονική πραγματικότητα) κάθε κατηγορία των πιθανών ρύπων των υπόγειων υδάτων επηρεάζεται σε διαφορετικό βαθμό από διάφορες διεργασίες εξασθένησης που λειτουργούν φυσικά στο εδάφους και στην ακόρεστη ζώνη (Foster & Hirata 1988). Ωστόσο, αν περιορίσουμε τη χρήση του όρου "τρωτότητα" στη θεώρηση μόνο δυνητικά ρυπογόνων δραστηριοτήτων στην αμέσως-υπερκείμενη επιφάνεια της γης και γίνει χρήση "έξυπνων ορισμών" για τις διάφορες κατηγορίες τρωτότητας (Πίνακας 1.4), τότε αυτό το πρόβλημα μπορεί να ξεπεραστεί σε μεγάλο βαθμό και η χρήση του ολοκληρωμένου δείκτη είναι να αιτιολογημένη. Αυτό στη συνέχεια ευνοεί σε μεγάλο βαθμό, την πρακτική εφαρμογή της έννοιας. Πίνακας 1.4. Ρεαλιστικός ορισμός των σχετικών κατηγοριών τρωτότητας σε ρύπανση υδροφόρου σε οποιαδήποτε δεδομένη τοποθεσία από τις δραστηριότητες στην αμέσως υπερκείμενη επιφάνειας γης. Κατηγορία τρωτότητας Αντίστοιχος Ορισμός Ακραία Τρωτότητα στους περισσότερους ρύπους στο νερό με σχετικά ραγδαίες επιπτώσεις, σε πολλά σενάρια ρύπανσης Υψηλή Τρωτότητα σε πολλούς ρύπους, εκτός από αυτούς που απορροφώνται πλήρως ή μετασχηματίζονται, σε πολλά σενάρια ρύπανσης Μέτρια Τρωτότητα σε ορισμένους ρύπους, αλλά μόνον όταν συνεχώς εκφορτίζονται ή αποπλένονται Χαμηλή Τρωτότητα μόνο σε συντηρητικούς ρύπους μακροπρόθεσμα όταν συνεχώς και ευρέως εκφορτίζονται ή αποπλένονται Αμελητέα Παρουσία περιοριστικών στρώσεων χωρίς σημαντική κατακόρυφη ροή υπόγειου νερού (διαρροή) 25

41 ΠΛΑΙΣΙΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ΕΡΓΑΛΕΙΩΝ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ Παρόλο που γίνεται σημαντική απλούστευση, οι χάρτες τρωτότητας έχουν καταστεί πολύτιμα εργαλεία στα πλαίσια των ακόλουθων πρακτικών: γνωστοποίηση θεμάτων σχετικών με το δυνητικό επίπεδο κινδύνου ρύπανσης των υπόγειων νερών στην κοινωνία και το ευρύ κοινό (ουσιαστικά καθιστώντας τα υπόγεια νερά πιο ορατά) παροχή επιστημονικά τεκμηριωμένων δεδομένων σε σχεδιασμούς χρήσης γης και στις διαδικασίες ελέγχου της εκφόρτισης εκροών τυποποίηση διαδικασιών αποτίμησης του κινδύνου ρύπανσης των υπόγειων νερών, ειδικά όπου τα δίκτυα παρακολούθησης της ποιότητας του υπόγειου νερού εξακολουθούν να είναι ανεπαρκή (Directive 2000/60/EC, Directive 2006/112/EC). Για όλες τις παραπάνω εφαρμογές ο πιο σημαντικός παράγοντας για την επιλογή ή τον σχεδιασμό ενός συστήματος χαρτογράφησης τρωτότητας υδροφόρου σε ρύπανση θα πρέπει να είναι η "καταλληλότητα για τον επιδιωκόμενο σκοπό", έτσι ώστε οι "ζώνες τρωτότητας" που ορίζονται να έχουν μεγάλη συνάφεια με τις διαδικασίες λήψης αποφάσεων για το περιβάλλον και τη διαχείριση χρήσης γης. Στην τελευταία από τις παραπάνω τρεις εφαρμογές, οι χάρτες τρωτότητας της ρύπανσης υδροφόρων θα πρέπει να απεικονίζουν κατά προτίμηση μόνο τις μεταβολές στο χώρο των εγγενών χαρακτηριστικών του εδάφους καθορίζοντας δυνητικές κατακόρυφες διαδρομές των ρύπων δεδομένου, ότι πρέπει να είναι σε θέση να αλληλεπιδρούν άμεσα με: έρευνες του φορτίου ρυπαντών στο υπέδαφος (ή πιέσεις πάνω στο σύστημα των υπόγειων νερών), αποτελέσματα αριθμητικής προσομοίωσης του υδροφόρου που οριοθετούν την έκταση των υπόγειων νερών για άντληση ή την πιθανή οριζόντια διαδρομή ρύπων για διάφορους αποδέκτες. ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΡΥΠΑΝΣΗ ΚΑΙ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ Η κεντρική προσέγγιση σε όλα τα συστήματα εκτίμησης της τρωτότητας υδροφόρων είναι η κατάταξη των (κυρίως εγγενών) χαρακτηριστικών των υπερκείμενων στρωμάτων του κορεσμένα υδροφόρο ορίζοντα (ακόρεστη ζώνη ή περιριστικές στρώσεις), σύμφωνα με: τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά για τη διατήρηση και την υποβάθμιση των πιθανών ρυπαντών του νερού και, κατά συνέπεια, τη συνεισφορά στην ικανότητα εξασθένισης των ρύπων, τις φυσικές ιδιότητες που μπορούν να μειώσουν το ρυθμό κατείσδυσης του νερού. 26

42 Έχει αναγνωριστεί ότι μεγάλη έμφαση πρέπει να δοθεί στην πιθανότητα επιλεκτικών διαδρομών ροής που αναπτύσσονται στην ακόρεστη ζώνη (συνήθως ως αποτέλεσμα των διαφόρων ρωγματώσεων) (Foster 1997, Foster et al. 2002), λόγω της σημασίας τους στην αύξηση της τρωτότητας σε ρύπανση του υδροφόρου σε ορισμένες από τις σοβαρότερες κατηγορίες ρύπανσης (π.χ. από παθογόνους οργανισμούς και αναμίξιμες οργανικές ενώσεις). ΠΡΑΚΤΙΚΟΙ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ ΤΗΣ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΡΥΠΑΝΣΗ Πρέπει να αναγνωριστεί ότι οποιοδήποτε σχέδιο εκτίμησης της τρωτότητας του υδροφόρου και χαρτογράφησης, υπόκειται στους αναπόφευκτους περιορισμούς όσον αφορά στη δυσκολία επαρκώς αντιπροσωπευτικής παρουσίασης της πολύπλοκων καταστάσεων της υπαίθρου, ιδιαίτερα σε περιπτώσεις (Foster et al. 2002) όπως: η παρουσία μερικώς υπό πίεση υδροφόρων - όπου σημαντική προσοχή θα απαιτηθεί για τον προσδιορισμό της έκτασης του υδροφόρου που ενδιαφέρει για παροχή πόσιμου νερού, όπως και για την εκτίμηση της ικανότητας εξασθένισης των ρύπων των υπερκείμενων μερικώς περιοριστικών στρώσεων, λαμβάνοντας υπόψη ότι αυτά μπορεί να είναι γεωλογικά ασυνεχή, η κατάσταση κατά μήκος της επιφάνειας των υδατορευμάτων - οι οποίες έχουν συχνά περίπλοκες υδραυλικές σχέσεις με τον υποκείμενο υδροφόρο και άγνωστες ιδιότητες εξασθένισης ρύπων των υλικών της κοίτης τους. Επιπλέον, τα συστήματα χαρτογράφησης της τρωτότητας σε ρύπανση των υδροφόρων, συνήθως δεν λαμβάνουν υπόψη μεγάλης κλίμακας φυσικές οχλήσεις, εξαιτίας της ανθρώπινης παρέμβασης, της ακόρεστης ζώνης (όπως μπορεί να συμβεί σε περιοχές ορυχείων ή λόγω της εντατικής ανάπτυξης των αστικών υποδομών) - τέτοιες καταστάσεις θα πρέπει να εντοπίζονται σε αρχικό στάδιο και να χαρτογραφούνται αναλόγως. Παρά τις σημαντικές προόδους της έρευνας στην κατανόηση της μεταφοράς των υποεπιφανειακών ρύπων και των μηχανισμών εξασθένησης, εξακολουθεί να υπάρχει σημαντική αβεβαιότητα σχετικά με τη συμπεριφορά ορισμένων σημαντικών τύπων ρύπανσης (π.χ. ΜΤΒΕ, PCB, κ.λπ.) σε ορισμένες κατηγορίες πορωδών υλικών (Foster 1998 ). ΑΠΟ ΤΗΝ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑ ΣΕ ΡΥΠΑΝΣΗ ΣΤΗΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΟΥ ΚΙΝ ΥΝΟΥ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΤΩΝ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΝΕΡΩΝ Για τη μετάβαση από τους χάρτες τρωτότητας των υδροφόρων στην εκτίμηση του κινδύνου ρύπανσης των υπόγειων νερών, η συστηματική καταγραφή της αλληλεπίδρασης υπόγειου ρυπαντικού φορτίου (τόσο των υφιστάμενων όσο και των πιθανών μελλοντικών) είναι απαραίτητη (Foster & Hirata 1988). Στους κύκλους EC, 27

43 το σωρευτικό φορτίο είναι γνωστό ως "πίεση των ρύπων στο σύστημα των υπόγειων νερών υδάτων". Αυτό είναι συχνά ένα παραμελημένο συμπληρωματικό στοιχείο της εκτίμησης του κινδύνου ρύπανσης των υπόγειων νερών, και τυποποιημένες τεχνικές γραφείου και πεδίου είναι χρήσιμες για τις απαιτούμενες εργασίες έρευνας (Foster et al. 2002). Σημαντική εμπειρία και γνώση απαιτείται για μια ισορροπημένη έρευνα και οι διάχυτες πηγές ρύπανσης συνήθως παρουσιάζουν περισσότερες δυσκολίες στην εκτίμησή τους παρά οι σημειακές πηγές ρύπανσης. Μια άλλη βασική πτυχή της εκτίμησης κινδύνου ρύπανσης, είναι η οριοθέτηση ζωνών προστασίας γύρω από εγκαταστάσεις δημόσιας διάθεσης υπόγειου νερού, οι οποίες παρέχουν μια πρόσθετη προτεραιότητα για τη διαδικασία αξιολόγησης των κινδύνων. Η οριοθέτηση των ζωνών αυτών θεωρείται ο καλύτερος τρόπος αντιμετώπισης της ικανότητας των υδροφόρων για τη μεταφορά των ρύπων, την αραίωση και την εξασθένηση στην κορεσμένη ζώνη (Foster et al. 2002). Επίσης, παρέχουν την επιστημονική βάση για την προστασία της ποιότητας των πόσιμων υπόγειων νερών, και απαιτούνται για την εφαρμογή του πλαισίου της κοινοτικής οδηγίας για τα ύδατα του 2000 (EC Water Framework Directive of 2000). Αλλά έχουν και τους περιορισμούς τους ως αποτέλεσμα της ασταθούς γεωμετρίας όπου: το καθεστώς άντλησης των υδροφόρων είναι υδραυλικά ασταθές, εκτίνονται καρστικοί υδροφόροι με ρηχά κοιλώματα και σπήλαια, εντοπίζονται επάλληλοι υδροφόροι μερικώς υπό πίεση. ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΟΥ ΚΙΝ ΥΝΟΥ ΡΥΠΑΝΣΗΣ ΤΩΝ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΝΕΡΩΝ ΣΤΗΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥΣ Η εκτίμηση του κινδύνου σε ρύπανση των υπόγειων νερών παρέχει μια σαφέστερη εκτίμηση των δράσεων που απαιτούνται για την προστασία της ποιότητας των υπόγειων νερών και σε διεθνές επίπεδο θα πρέπει να αποτελέσει βασική συνιστώσα των βέλτιστων πρακτικών στον τομέα της διαχείρισης του περιβάλλοντος - το κρίσιμο βήμα είναι να "καταστεί ορατή" η σχέση μεταξύ της χρήσης των δεδομένων εκτάσεων γης και της ποιότητας των υπόγειων νερών (των πόρων και της διάθεσης) (Foster et al. 2002). Για την προστασία των υδροφόρων από τη ρύπανση, είναι αναγκαίο να περιοριστεί η χρήση γης και να ελεγχθεί η εκφόρτιση των εκροών από συστήματα επεξεργασίας λυμάτων και οι μέθοδοι διάθεσης των αποβλήτων - και η διαδικασία της διαίρεσης σε ζώνες της εδαφικής επιφάνειας θα καθορίσει την ανάγκη για τον καθορισμό συγκεκριμένων περιοχών ως ιδιαίτερα κρίσιμων για τη διατήρηση της ποιότητας των υπόγειων νερών και την προστασία της διάθεσης. Η νομική σκοπιμότητα αυτής της προσέγγισης θα πρέπει επίσης να μελετηθεί. Σε ορισμένους νομικούς κώδικες είναι δυνατός ο έλεγχος των δραστηριοτήτων χρήσης γης, προς όφελος της ποιότητας των υπόγειων νερών, προσφέροντας ένα επιτακτικό "δημόσιο συμφέρον" ή μπορεί να καταδειχθεί μια "στρατηγική ανάγκη" - ακόμη και χωρίς την καταβολή αποζημίωσης στους θιγόμενους ιδιοκτήτες γης. Όμως, σε μερικές άλλες αρμοδιότητες που θα είναι πιο περιορισμένες, και σε ορισμένους νομικούς κώδικες θα είναι πιο ενδεδειγμένη η χρήση πληροφοριών για τις ζώνες 28

44 προστασίας των υπόγειων νερών, ως δεδομένα εισόδου στον σχεδιασμό διαδικασιών χρήσεων γης, τουλάχιστον όσον αφορά στον έλεγχο των νέων πηγών ρύπανσης των υπόγειων νερών. Ακόμη κι εκεί όπου δεν υπάρχει φαινομενικά νομική βάση για τον σχεδιασμό χρήσεων γης προς την κατεύθυνση της προστασίας του υπόγειου νερού, οι διαδικασίες για την εκτίμηση της επικινδυνότητας των υπόγειων νερών συνιστούν ένα αποτελεσματικό μέσο για την κινητοποίηση και συμμετοχή των ενδιαφερομένων. Η τελική ευθύνη για την προστασία των υπόγειων νερών από τη ρύπανση πρέπει να βαρύνει το σχετικό περιβάλλον ή τον αρμόδιο οργανισμό υδατικών πόρων των εθνικών ή τοπικών κυβερνήσεων. Με το δεδομένο ότι όλοι οι προηγούμενοι φέρουν την ευθύνη να συμμορφώνονται με τους κώδικες ορθολογιστικών τεχνικών και πρακτικών, μια υποχρέωση πρέπει επίσης να φέρουν και οι εταιρείες παροχής νερού έτσι ώστε να μεριμνούν για την προώθηση μελετών επικινδυνότητας σε ρύπανση των υπόγειων νερών για όλες τους υπόγειους υδατικούς πόρους τους (Foster et α1, 2002), και να παρέχουν μια σταθερή βάση για δυναμικά διαβήματα που πρέπει να γίνονται για την εφαρμογή των απαραίτητων μέτρων ελέγχου της ρύπανσης και της προστασίας των υδροφόρων. Είναι σχεδόν βέβαιο ότι η έννοια της τρωτότητας των υδροφόρων είναι ένα εξαιρετικά πολύτιμο εργαλείο για την προστασία της ποιότητας των υπόγειων νερών, όταν είναι "ευαίσθητα προσαρμοσμένα" στις ειδικές ανάγκες της συγκεκριμένης εφαρμογής. Οι χάρτες τρωτότητας των υδροφόρων σε ρύπανση θα διαδραματίζουν ολοένα και σημαντικότερο ρόλο ως βασική συνιστώσα των εμπειρικών μεθόδων ανίχνευσης για την μελέτη του κινδύνου σε ρύπανση των υπόγειων νερών, οι οποίες είναι απαραίτητες για να καταστεί δυνατή η εφαρμογή των EC Water Framework & Groundwater Protection Directives, ιδίως σε περιοχές όπου η πραγματική παρακολούθηση της ποιότητας των υπόγειων νερών είναι περιορισμένη και / ή όπου η πιθανή χρονική υστέρηση των επιπτώσεων της ρύπανσης για τα υπόγεια νερά είναι πολύ μεγάλη Εκτίμηση της τρωτότητας υδροφόρου σε θαλάσσια διείσδυση με τη χρήση της μεθόδου GALDIT (κύριες βιβλιογραφικές πηγές: Lobo Ferreira et al., 2005 a, b) Ορισμός του προβλήματος Η συνεχιζόμενη ανθρώπινη παρέμβαση στα παράκτια υδρολογικά συστήματα έχει οδηγήσει στη ρύπανση των παράκτιων υπόγειων υδροφόρων συστημάτων από τη διείσδυση του θαλασσινού νερού. Η συχνότητα εμφάνισης αυτού του είδους ρύπανσης των υπόγειων νερών έχει αυξηθεί πολλαπλά τις τελευταίες δύο δεκαετίες. Η μεταβολή της στάθμης των υπόγειων νερών σε σχέση με το μέσο υψόμετρο της θάλασσας κατά μήκος της ακτής επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την έκταση της 29

45 θαλάσσιας διείσδυσης στους παράκτιους υδροφόρους. Όσο μικρότερη είναι η πτώση της στάθμης των υπόγειων νερών, τόσο μικρότερη η διείσδυση θαλασσινού νερού. Με άλλα λόγια, το μέγεθος της μεταβολής της στάθμης της θάλασσας θα είχε την ίδια επίδραση στη διείσδυση του θαλάσσιου νερού εάν η στάθμη των υπόγειων νερών παρέμενε σταθερή. Στο γεωλογικό παρελθόν, η στάθμη της θάλασσας έχει αλλάξει με τις αλλαγές στις φυσικές κλιματικές συνθήκες πολλές φορές κατά τη διάρκεια των παγετώνων και των μεσοπαγετωνικών περιόδων. Ωστόσο, στο γεωλογικό παρόν, το κλίμα επηρεάζεται σημαντικά από την ανθρώπινη παρέμβαση με τη μορφή της ρύπανσης της ατμόσφαιρας και των υδάτων και αυτό έχει οδηγήσει σε μια ατμοσφαιρική θερμική ανισορροπία με συνέπεια την τήξη των πολικών πάγων που οδηγεί σε άνοδο της στάθμης της θάλασσας. Οι παράκτιες υποδομές, ο τουρισμός, καθώς και άλλες οικονομικές δραστηριότητες όπως η διερεύνηση για πετρέλαιο βρίσκονται επίσης σε κίνδυνο. Ο τουρισμός στις παράκτιες περιοχές εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη διαθεσιμότητα των παραλιών. Αν η στάθμη της θάλασσας ανέβει, τότε οι παραλίες αυτές υπόκεινται σε βύθιση και μορφολογικές αλλαγές, εκτός από την καταστροφή των εγκαταστάσεων υποδομής κοντά στην ακτή. Ο σκοπός της παρούσας έρευνας είναι η μελέτη των επιπτώσεων της ανόδου της στάθμης της θάλασσας στην έκταση της επιφανειακής κατάκλυσης θαλασσινού νερού κατά μήκος των ακτών και της διείσδυσης θαλασσινού νερού στον παράκτιο υδροφόρο στην παράκτια ζώνη του Algarve στα νότια της Πορτογαλίας, συγκρίνοντάς την με τη μελέτη που αναπτύχθηκε για την ακτή της North Goa, κάνοντας χρήση της μεθόδου GALDIT που αναπτύχθηκε από τους CHACHADI και LOBO-FERREIRA (2001) και παρουσιάστηκε από τους CHACHADI και LOBO- FERREIRA (2005). ΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝ ΥΠΟΓΕΙΩΝ Υ ΑΤΩΝ ΣΕ ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΙΕΙΣ ΥΣΗ Ακολουθώντας τις βασικές έννοιες που παρουσιάζονται από τους LOBO- FERREIRA και CABRAL (1991) για τον ορισμό της τρωτότητας των υπόγειων νερών σε ρύπανση, πιστεύουμε ότι ο πιο χρήσιμος ορισμός της τρωτότητας στη διείσδυση θαλασσινού νερού είναι αυτός που αναφέρεται στα εγγενή χαρακτηριστικά του υδροφόρου, τα οποία είναι σχετικά στατικά και ως επί το πλείστον πέρα από τον ανθρώπινο έλεγχο. Ως εκ τούτου, προτείνεται ότι η τρωτότητα των υπόγειων νερών στη διείσδυση του νερού της θάλασσας πρέπει να ορισθεί ως "η ευαισθησία της ποιότητας των υπόγειων νερών σε επιβαλλόμενη άντλησή τους ή σε άνοδο της θαλάσσιας στάθμης ή και στα δύο στην παράκτια ζώνη, η οποία καθορίζεται από τα εγγενή χαρακτηριστικά του υδροφόρου". ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΚΤΙΜΗΣΗΣ ΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ ΤΟΥ ΕΙΚΤΗ GALDIT 30

46 Εγγενή σε κάθε υδρογεωλογικό σύστημα είναι τα φυσικά χαρακτηριστικά που επηρεάζουν τη δυνητική διείσδυση της θάλασσας. Οι σημαντικότεροι χαρτογραφήσιμοι παράγοντες που ελέγχουν τη διείσδυση της θάλασσας διαπιστώθηκε ότι είναι (σε παρένθεση ο ελληνικός ορισμός των παραγόντων): Groundwater Occurrence (Παρουσία του υπόγειου νερού - τύπος υδροφόρου, ελεύθερος, υπό πίεση υδροφόρος, υδροφόρος με διαρροή) Aquifer Hydraulic Conductivity. (Υδραυλική αγωγιμότητα υδροφόρου) Height of Groundwater Level above Sea Level. (Υδραυλικό φορτίο του γλυκού υπόγειου νερού πάνω από τη στάθμη της θάλασσας) Distance from the Shore (distance inland perpendicular from shoreline). (Απόσταση από την ακτή μετρημένη κάθετα προς την ακτογραμμή) Impact of existing status of seawater intrusion in the area. (Επιπτώσεις της υφιστάμενης κατάστασης της θαλάσσιας διείσδυσης στην περιοχή) Thickness of the aquifer, which is being mapped. (Πάχος του υδροφόρου, ο οποίος χαρτογραφείται) Το αρκτικόλεξο GALDIT σχηματίζεται από επισημασμένα γράμματα -στον αγγλικό τους ορισμό- των παραμέτρων για ευκολία αναφοράς. Οι παράγοντες αυτοί, σε συνδυασμό, καθορίζονται έτσι ώστε να περιλαμβάνουν τις βασικές απαιτήσεις που χρειάζονται για την εκτίμηση της δυνατότητας διείσδυσης θαλασσινού νερού σε κάθε υδρογεωλογική διάταξη. Οι παράγοντες GALDIT αποτελούν μετρήσιμες παραμέτρους για τις οποίες τα δεδομένα είναι εν γένει διαθέσιμα από διάφορες πηγές, χωρίς λεπτομερή αναγνώριση. Ένα αριθμητικό σύστημα βαθμονόμησης για την εκτίμηση της δυνατότητας διείσδυσης στις υδρογεωλογικές διατάξεις, έχει διαμορφωθεί με τη χρήση των συντελεστών GALDIT. Το σύστημα περιλαμβάνει τρία σημαντικά τμήματα: βαρύτητες, διακυμάνσεις και σημασία των βαθμονομήσεων. Κάθε παράγοντας GALDIT έχει εκτιμηθεί σε σχέση με τους άλλους για να καθοριστεί η σχετική σοβαρότητα του κάθε παράγοντα. Η βασική παραδοχή που διατυπώθηκε στην ανάπτυξη του εργαλείου περιλαμβάνει: ότι ο πυθμένας του υδροφόρου βρίσκεται κάτω από τη μέση στάθμη της θάλασσας. Οι διάφορες παράμετροι που υιοθετήθηκαν στην εξέλιξη του δείκτη GALDIT περιλαμβάνουν: Προσδιορισμός όλων των δεικτών που επηρεάζουν το φαινόμενο της διείσδυσης της θάλασσας. Η εργασία αυτή έχει επιτευχθεί με εκτενείς συζητήσεις και διαβουλεύσεις με τους εμπειρογνώμονες, ακαδημαϊκούς κλπ. Βαρύτητα δεικτών: Οι βαρύτητες των δεικτών απεικονίζουν τη σχετική σημασία του δείκτη στη διαδικασία της θαλάσσιας διείσδυσης. Μετά τον προσδιορισμό των δεικτών, ζητήθηκε από μια ομάδα ανθρώπων, που αποτελείται από γεωλόγους, υδρογεωλόγους, περιβαλλοντολόγους, σπουδαστές και ειδικούς, να σταθμίσει τα κριτήρια αυτά κατά σειρά σπουδαιότητας στη διαδικασία της θαλάσσιας διείσδυσης. Οι πληροφορίες αξιολόγησης από όλες αυτές τις αλληλεπιδράσεις αναλύθηκαν στατιστικά και ο τελικός κατάλογος των δεικτών βαρύτητας ήταν έτοιμος. Οι πιο σημαντικοί δείκτες έχουν βαρύτητα της τάξης του 4 και οι λιγότερο σημαντικοί της τάξης του 1, που 31

47 αντιστοιχεί σε παράμετρο ελάχιστης σημασίας στη διαδικασία της θαλάσσιας διείσδυσης. Οι βαρύτητες που προέκυψαν από ενδελεχείς συζητήσεις και διαβουλεύσεις μεταξύ των ειδικών, ακαδημαϊκών, ερευνητών, κτλ., πρέπει να θεωρούνται ως σταθερές και δεν θα πρέπει να υπόκεινται σε μεταβολές υπό κανονικές συνθήκες. Καθορισμός των τιμών βαθμονόμησης με βάση μια κλίμακα από 2,5 έως 10: Υψηλότερη βαθμολογία δείχνει μεγάλη ευαισθησία στη διείσδυση θαλασσινού νερού. Κριτήριο απόφασης: Είναι το συνολικό άθροισμα των επιμέρους βαθμολογιών των δεικτών που προκύπτει από τον πολλαπλασιασμό των τιμών βαθμονόμησης με τους αντίστοιχους συντελεστές βαρύτητας, όπου οι υψηλότερες τιμές του δείκτη GALDIT που προκύπτουν, αντιστοιχούν σε περισσότερο τρωτούς υδροφόρους στη διείσδυση θαλασσινού νερού. GALDIT ΕΝΑ ΜΟΝΤΕΛΟ ΑΝΟΙΚΤΟΥ ΤΥΠΟΥ Το σύστημα που παρουσιάζεται επιτρέπει στο εξής στο χρήστη να καθορίσει μια αριθμητική τιμή για κάθε υδρογεωφυσική διάταξη με τη χρήση ενός προσθετικού μοντέλου. Το μοντέλο αυτό είναι ανοιχτού τύπου, που επιτρέπει την προσθήκη και τη διαγραφή ενός ή περισσοτέρων δεικτών. Ωστόσο, υπό κανονικές περιστάσεις, οι δείκτες που παρουσιάζονται πιο κάτω δεν πρέπει να διαγραφούν και οποιαδήποτε προσθήκη δείκτη θα απαιτήσει εκ νέου προσδιορισμό των βαρών και του πίνακα κατάταξης. Παράμετροι Βαρύτητα 1. Groundwater Occurrence (Aquifer Type) 1 2. Aquifer Hydraulic Conductivity 3 3. Height of Groundwater Level above Sea Level 4 4. Distance from the Shore 4 5. Impact of existing status of Seawater Intrusion 1 6. Thickness of Aquifer being Mapped 2 Σημείωση: Οι ορισμοί των παραμέτρων αναφέρονται στο πρώτο μέρος της ανάλυσης των δεικτών GALDIT ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΕΙΚΤΩΝ Παρουσία του υπόγειου νερού - Τύπος Υδροφόρου (Groundwater Occurrence - Aquifer Type) Στη φύση, το υπόγειο νερό εντοπίζεται γενικά σε γεωλογικά υδροφόρα στρώματα που φιλοξενούν υδροφόρους ελεύθερους, υπό πίεση, επάλληλους, υπό πίεση με διαρροές ή να περιορίζονται από ένα ή περισσότερα όρια. Η έκταση της θαλάσσιας διείσδυσης εξαρτάται από αυτό το βασικό χαρακτήρα της παρουσίας των υπόγειων νερών. Για παράδειγμα, ένας ελεύθερος υδροφόρος, υπό φυσιολογικές συνθήκες, θα μπορούσε να πληγεί από τη διείσδυση του θαλάσσιου νερού περισσότερο σε 32

48 σύγκριση με ένα υπό πίεση υδροφόρο, αφού στους υπό πίεση υδροφόρους πίεση είναι μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική πίεση. Ομοίως, ένας υπό πίεση υδροφόρος μπορεί να είναι πιο επιρρεπής στη διείσδυση θαλασσινού νερού σε σύγκριση με ένα υπό πίεση υδροφόρο με διαρροή, αφού ο τελευταίος διατηρεί την ελάχιστη υδραυλική πίεση μέσω διαρροών από γειτνιάζοντες υδροφόρους. Ως εκ τούτου, κατά τον καθορισμών των σχετικών τιμών βαρύτητας για την παράμετρο G του GALDIT, πρέπει κανείς να μελετήσει προσεκτικά τη διάταξη και το είδος των υδροφόρων στην περιοχή μελέτης. O υπό πίεση υδροφόρος είναι πιο ευάλωτος λόγω του μεγαλύτερου κώνου κατάπτωσης και της άμεσης απελευθέρωσης νερού στις αντλούμενες γεωτρήσεις και ως εκ τούτου, επιτυγχάνει υψηλή βαθμολόγηση. Σε περίπτωση πολλαπλού υπόγειου υδροφόρου συστήματος σε μια περιοχή, μπορεί να υιοθετηθεί η υψηλότερη βαθμονόμηση. Για παράδειγμα, σε μια περιοχή εμφανίζονται και οι τρεις τύποι υδροφόρων, τότε η βαθμολογία 10 ενός υπό πίεση υδροφόρου μπορεί να επιλεγεί. Τα δεδομένα που σχετίζονται με την παρουσία του υπόγειου νερού / τύπο υδροφόρου, μπορούν να ληφθούν από την ανάλυση των αντλητικών δοκιμασιών ή/και λιθολογικών καταγραφών. Ο παρακάτω Πίνακας 1.5 παρέχει τις βαθμονομήσεις για διάφορες υδρογεωλογικές συνθήκες: Πίνακας 1.5. Βαθμονόμηση για την παράμετρο: Παρουσία Υπόγειου Νερού / Τύπος Υδροφόρου είκτης Βαρύτητα Μεταβλητές του δείκτη Βαθμονόμηση Παρουσία Υπό πίεση υδροφόρος 10 υπόγειου νερού / Ελεύθερος υδροφόρος 7,5 Τύπος Υπό πίεση με διαρροές υδροφόρος 5 υδροφόρου (Groundwater Occurrence - Aquifer Type) 1 Περιορισμένος πλευρικά υδροφόρος (εμπλουτισμός ή/και αδιαπέρατο όριο παράλληλο με την ακτογραμμή) 2,5 Υδραυλική αγωγιμότητα υδροφόρου (Aquifer Hydraulic Conductivity) Η παράμετρος της υδραυλικής αγωγιμότητας υδροφόρων, χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ταχύτητας ροής του νερού στον υδροφόρο και κατά συνέπεια προς τη θάλασσα. Εξ ορισμού, η υδραυλική αγωγιμότητα του υδροφόρου είναι η ικανότητα του υδροφόρου να μεταβιβάζει νερό. Η υδραυλική αγωγιμότητα είναι το αποτέλεσμα των διασυνδεδεμένων πόρων (ενεργό πορώδες) στα ιζήματα και των ρωγματώσεων στα σκληρά πετρώματα. Το μέγεθος της κίνησης του μετώπου του θαλασσινού νερού επηρεάζεται από την υδραυλική αγωγιμότητα του υδροφόρου. Όσο μεγαλύτερη είναι η αγωγιμότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η κίνηση αυτή του μετώπου του θαλασσινού νερού προς στην ενδοχώρα. Η υψηλή αγωγιμότητα οδηγεί επίσης σε ευρύτερο κώνο κατάπτωσης κατά τη διάρκεια της άντλησης. Σε αυτήν την περίπτωση, ο χρήστης 33

49 πρέπει να λάβει υπόψη τους υδραυλικούς φραγμούς, όπως αργιλικές στρώσεις, και πιθανές αδιαπέρατες τάφρους παράλληλες προς την ακτογραμμή, που μπορεί να λειτουργήσουν ως αναχώματα κατά της διείσδυσης θαλασσινού νερού. Υπάρχει μια σχέση ανάμεσα στο μήκος (L) της διείσδυσης του θαλάσσιου νερού και τη ροή (q) του γλυκού υπόγειου νερού προς στη θάλασσα (σχ. 1.4). Η ροή του γλυκού νερού προς τη θάλασσα είναι η διαφορά μεταξύ του φυσικού εμπλουτισμού (W) προς τον υδροφόρο και τη συνολική απόληψη νερού. Σύμφωνα με τους BEAR και VERRUJIT (1987), οι εξισώσεις που διέπουν το μήκος (L) του ποδιού της διεπιφάνειας μεταξύ θαλασσινού και γλυκού νερού για υπό πίεση και ελεύθερους υδροφόρους δίνονται από: Σχήμα 1.4. Μήκος (L) του ποδιού της διεπιφάνειας μεταξύ θαλασσινού και γλυκού νερού, σε παράκτιο υδροφόρο. Για υπό πίεση υδροφόρο L= KB 2 / 2q (δ) for L > B (1) όπου, K είναι η υδραυλική αγωγιμότητα του υδροφόρου, B είναι το πάχος του κορεσμένου υδροφόρου και το δ δίνεται από τη σχέση: δ = {ρ γλυκού νερού /[ρ θαλασσινού νερού - ρ γλυκού νερού ]} 40 όπου ρ είναι η πυκνότητα του νερού. Για ελεύθερο υδροφόρο 34

50 q = [KB 2 /2L] [(1+δ)/δ 2 ] WL/2 όπου W είναι ο φυσικός εμπλουτισμός. Η διείσδυση της θάλασσας κυριαρχεί ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια των άνυδρων εποχών, όταν ο εμπλουτισμός από βροχοπτώσεις είναι μηδενικός. Ως εκ τούτου, για W=0 η παραπάνω σχέση καταλήγει στην: q = [KB 2 /2L] [(1+δ)/δ 2 ] ή L= [KB 2 /2q] 0,0257 (2) Με την αντικατάσταση πανομοιότυπων τιμών του Κ, Β, και q στις εξισώσεις (1) και (2), το μήκος (L) του υπολογιζόμενου ποδιού του θαλασσινού νερού θα είναι σχεδόν ταυτόσημο. Η τιμές βαθμονόμησης για την παράμετρο Α της GALDIT, που έχουν τροποποιηθεί από τους ALLER et al. (1987), φαίνονται στον Πίνακα 1.6. Πίνακας 1.6. Βαθμονόμηση για την παράμετρο: Υδραυλική Αγωγιμότητα Υδροφόρου είκτης (m/day) Υδραυλική Αγωγιμότητα Υδροφόρου (Aquifer Hydraulic Conductivity) Βαρύτητα Μεταβλητές του δείκτη Βαθμονόμηση Χαρακτηρισμός υδραυλικής ιακύμανση (m/day) αγωγιμότητας Υψηλή >40 10 Μέση ,5 3 Χαμηλή Πολύ χαμηλή <5 2,5 Η υδραυλική αγωγιμότητα του υδροφόρου μπορεί να εκτιμηθεί από τα δεδομένα αντλητικών δοκιμασιών, καθώς και από λιθολογικές καταγραφές. Φορτίο της στάθμης του υπόγειου νερού πάνω από τη στάθμη της θάλασσας (Height of Groundwater Level above Sea Level) Η στάθμη των υπόγειων νερών σε σχέση με το μέσο υψόμετρο της θάλασσας είναι ένας πολύ σημαντικός παράγοντας για την αποτίμηση της διείσδυσης της θάλασσας σε μια περιοχή κυρίως διότι από αυτό εξαρτάται η διαθέσιμη υδραυλική πίεση για να πιέσει εκ νέου πίσω το μέτωπο θαλασσινού νερού. Όπως προκύπτει από τη σχέση Ghyben-Herzberg, για κάθε μέτρο του γλυκού νερού που 35

51 αποθηκεύεται πάνω από τη μέση ανύψωση της θάλασσας, 40 m του γλυκού νερού αποθηκεύονται κάτω από αυτή μέχρι τη διεπιφάνεια. Με άλλα λόγια, εάν η στάθμη του υπόγειου νερού παραμείνει σταθερή, η αλλαγή της στάθμης της θάλασσας μπορεί να προκαλέσει το ίδιο αποτέλεσμα. Όταν η στάθμη της θάλασσας αυξάνεται η ποσότητα της εκροής q του γλυκού νερού προς τη θάλασσα μειώνεται, όπως φαίνεται στις εξισώσεις (1) και (2) και ως εκ τούτου, το μήκος L του ποδιού της διεπιφάνειας αυξάνεται. Για την καταχώρηση των τιμών βαθμονόμησης για την παράμετρο L της GALDIT πρέπει κανείς να εξετάσει τη διαχρονική διακύμανση της στάθμης των υπόγειων νερών στην περιοχή. Σε γενικές γραμμές, οι τιμές που αφορούν στην ελάχιστη στάθμη των υπόγειων νερών πάνω από τη θάλασσα μπορούν να θεωρηθούν, καθώς αυτό θα μπορούσε να προσφέρει τον υψηλότερο δυνατό κίνδυνο τρωτότητας. Οι τιμές βαθμονόμησης για το L είναι οι παρακάτω, στον Πίνακα 1.7. Πίνακας 1.7. Βαθμονόμηση για την παράμετρο: Φορτίο της στάθμης του υπόγειου νερού πάνω από τη μέση στάθμη της θάλασσας είκτης (m) Φορτίο της στάθμης του υπόγειου νερού πάνω από τη μέση στάθμη της θάλασσας (Height of Groundwater Level above Mean Sea Level) Βαρύτητα Μεταβλητές του δείκτη Βαθμονόμηση Χαρακτηρισμός φορτίου ιακύμανση (m) Υψηλό <1,0 10 Μέσο 1,0-1,5 7,5 Χαμηλό 1,5-2,0 5 4 Πολύ χαμηλό >2,0 2,5 Απόσταση από την ακτή (Distance from the shore) Η επίδραση της θαλάσσιας διείσδυσης μειώνεται γενικά όσο απομακρυνόμαστε από την ακτή με κατεύθυνση κάθετη προς την ακτή και προς την ενδοχώρα. Ο ακόλουθος Πίνακας 1.8 παρέχει τις γενικές κατευθυντήριες γραμμές για τη βαθμονόμηση της παραμέτρου D της GALDIT με την παραδοχή ότι ο υδροφόρος είναι υπό αδιατάρακτες συνθήκες. Τα στοιχεία για την παράμετρο αυτή μπορούν να υπολογιστούν χρησιμοποιώντας τον τοπογραφικό χάρτη της περιοχής όπου η γραμμή υψηλής παλίρροιας για τις ακτές έχει οριοθετηθεί. 36

52 Πίνακας 1.8. Βαθμονόμηση για την παράμετρο: Απόσταση από την ακτή είκτης (m) Απόσταση από την ακτή / υψηλή στάθμη παλίρροιας (Distance from shore / High Tide) Βαρύτητα Μεταβλητές του δείκτη Βαθμονόμηση Χαρακτηρισμός απόστασης ιακύμανση (m) Πολύ μικρή < Μικρή ,5 4 Μεσαία Μεγάλη >1000 2,5 Επίδραση της υφιστάμενης κατάστασης διείσδυσης του θαλασσινού νερού Οι CHACHADI και LOBO-FERREIRA (2001) πρότειναν το λόγο Cl - / [HCO CO 2-3 ] ως ένα άλλο κριτήριο για την εκτίμηση της θαλάσσιας διείσδυσης στα παράκτια υπόγεια υδροφόρα στρώματα. Το χλώριο είναι το κυρίαρχο ιόν στο θαλασσινό νερό και είναι διαθέσιμο μόνο σε μικρές ποσότητες στα υπόγεια νερά, αντίθετα, η διττανθρακική ρίζα, που είναι διαθέσιμη σε μεγάλες ποσότητες στα υπόγεια νερά, παρατηρείται μόνο σε πολύ μικρές ποσότητες στο θαλασσινό νερό. Η αναλογία αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά τη βαθμονόμηση της παραμέτρου I της GALDIT, εάν είναι διαθέσιμα δεδομένα χημικής ανάλυσης για την περιοχή υπό έρευνα. Σε περίπτωση που τέτοια δεδομένα δεν είναι άμεσα διαθέσιμα, τότε μπορούν να χρησιμοποιηθούν πληροφορίες που συλλέγονται από την ύπαιθρο και τους χρήστες νερού. Οι πληροφορίες που απαιτούνται για την παραπάνω εκτίμηση μπορούν να συγκεντρωθούν από ιστορικές αναφορές, έρευνες από τον τοπικό πληθυσμό, καθώς και τα δεδομένα χημικής ανάλυσης. Η βαθμονόμηση για την παράμετρο I δίνεται στον Πίνακα 1.9. Πάχος του χαρτογραφούμενου υδροφόρου Το πάχος του υδροφόρου ή το κορεσμένο πάχος ενός ελεύθερου υδροφόρου διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στον προσδιορισμό της έκτασης και του μεγέθους της θαλάσσιας διείσδυσης στις παράκτιες περιοχές. Από τις εξισώσεις (1) και (2) διαφαίνεται ότι όσο μεγαλύτερο είναι το πάχος του υδροφόρου τόσο μεγαλύτερη είναι η έκταση της θαλάσσιας διείσδυσης και αντιστρόφως. Κρατώντας αυτό ως κατευθυντήρια γραμμή παρατίθενται στον Πίνακα 1.10 οι σχετικές βαθμονομήσεις για διάφορα πάχη υδροφόρων. Το πάχος του υδροφόρου σε μια συγκεκριμένη περιοχή μπορεί να εξαχθεί από λιθολογικές τομές και σε συνδυασμό και συσχέτιση με δεδομένα από γεωφυσικές διασκοπήσεις στην περιοχή. 37

53 Πίνακας 1.9. Βαθμονόμηση για την παράμετρο: Επίδραση της διείσδυσης του θαλασσινού νερού είκτης Cl - / [HCO CO 2-3 ] Επίδραση της διείσδυσης του θαλασσινού νερού (Impact status of existing seawater intrusion) Βαρύτητα Μεταβλητές του δείκτη Βαθμονόμηση Χαρακτηρισμός ιακύμανση Cl - / [HCO CO 2-3 ] επίδρασης Υψηλή >2 10 Μέση 1,5-2,0 7,5 1 Χαμηλή 1-1,5 5 Πολύ <1 2,5 χαμηλή Πίνακας Βαθμονόμηση για την παράμετρο: Πάχος Υδροφόρου (κορεσμένου) είκτης (m) Πάχος Υδροφόρου (κορεσμένου) (Aquifer Thickness (saturated)) Βαρύτητα Μεταβλητές του δείκτη Βαθμονόμηση Χαρακτηρισμός πάχους ιακύμανση (m) Μεγάλο > Μέσο 7,5-10 7,5 Μικρό 5-7,5 5 Πολύ μικρό <5 2,5 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΕΙΚΤΗ GALDIT Κάθε ένας από τους έξι δείκτες έχει μια προκαθορισμένη σταθερή βαρύτητα, που αντανακλά τη σχετική του σημασία για τη διείσδυση θαλασσινού νερού. Ο δείκτης GALDIT υπολογίζεται σύμφωνα με τον τύπο: 6 GALDIT Index {(W )R } / W (3) i 1 όπου: W i είναι η βαρύτητα και R i είναι η τιμή βαθμονόμησης του κάθε δείκτη i. Έτσι, ο χρήστης μπορεί να χρησιμοποιήσει τις υδρογεωλογικές και γεωλογικές πληροφορίες από την περιοχή ενδιαφέροντος και να επιλέξει μεταβλητές που να αντικατοπτρίζουν ειδικές συνθήκες στην εν λόγω περιοχή, να τις βαθμονομήσει και να υπολογίσει την τελική τιμή του δείκτη. Η μέθοδος αυτή επιτρέπει στο χρήστη να καθορίσει μια αριθμητική τιμή για κάθε υδρογεωγραφική διάταξη με τη χρήση ενός προσθετικού μοντέλου. Οι μέγιστες και ελάχιστες τιμές του δείκτη GALDIT i i 6 i 1 i 38

54 υπολογίζονται από τη σχέση (3) αντικαθιστώντας τις μέγιστες ή ελάχιστες αντίστοιχα τιμές W και R, όπως φαίνεται παρακάτω: max {(1) R 1 (3) R 2 (4) R 3 (4) R (1) R (2) R {(1) 10 (3) 10 (4) 10 (4) 10 (1) 10 (2) 10} /15 10 min {(1) R 1 (3) R 2 (4) R 3 (4) R {(1) 2.5 (3) 2.5 (4) 2.5 (4) 2.5 (1) 2.5 (2) 2.5} / (1) R 5 5 (2) R 6 6 } / } / 6 i 1 6 i 1 W W i i Ως εκ τούτου, ο ελάχιστος και το μέγιστος δείκτης GALDIT κυμαίνεται από 2,5 έως 10. Η ευαισθησία της περιοχής στη διείσδυση του θαλάσσιου νερού εκτιμάται με βάση το μέγεθος του είκτη GALDIT. Γενικά, όσο χαμηλότερος ο δείκτης, τόσο λιγότερο τρωτός είναι ο υδροφόρος στη θαλάσσια διείσδυση. ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΑΠΟΦΑΣΗΣ Όταν ο δείκτης GALDIT έχει υπολογισθεί, είναι δυνατό να καταταχθούν οι παράκτιες περιοχές σε διάφορες κατηγορίες τρωτότητας στη θαλάσσια διείσδυση. Το φάσμα των κατώτατων και ανώτατων τιμών του δείκτη GALDIT (δηλαδή 2,5-10) χωρίζεται σε 3 ομάδες, όπως φαίνεται στον Πίνακα 1.11 Και οι έξι δείκτες έχουν τιμές βαθμονόμησης 2,5, 5, 7,5, και 10. Πίνακας Κατάταξη ευπάθειας σύμφωνα με το δείκτη GALDIT δείκτης GALDIT Τρωτότητα 1 7,5 Υψηλή 2 5 7,5 Μέση 3 < 5 Χαμηλή 1.2. ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΙΕΙΣ ΥΣΗ ΣΕ ΠΑΡΑΚΤΙΟΥΣ Υ ΡΟΦΟΡΟΥΣ (κύριες βιβλιογραφικές πηγές: ιαμαντής και Πλιάκας, 2010, Pliakas et al., 2007, Μουζαλιώτης, 2006, Ιμάμ. 2011) Γενικά Η θαλάσσια διείσδυση είναι η με οποιονδήποτε τρόπο διείσδυση της θάλασσας τα παράκτια πεδία, υπόγεια ή επιφανειακά, καθώς και από το υπολειμματικό νερό που προέρχεται είτε από την κατάκλυση από της περιοχής θάλασσα, σε παλαιότερες εποχές, λόγω της συνεχούς διακύμανσης του επιπέδου της θάλασσας ή από διάλυση ορυκτών ή προϋπαρχόντων αλάτων. Άλλοι λόγοι θαλάσσιας διείσδυσης είναι η σύσταση και η γεωλογική δομή της παράκτιας περιοχής. Οι παραπάνω περιπτώσεις προκαλούν αύξηση των αλάτων. 39

55 Σε περίπτωση υπολειμματικών αλμυρών νερών η ποιότητα του νερού είτε παραμένει σταθερή είτε βελτιώνεται με τα χρόνια. Σε περίπτωση θαλάσσιας διείσδυσης, το σύνολο των αλάτων κατά τη διάρκεια αντλήσεων αυξάνει σημαντικά και μπορεί να παραμείνει αυξημένο και μετά το πέρας των αντλήσεων. Η θαλάσσια διείσδυση χαρακτηρίζεται ως παθητική ή ενεργητική (Fetter, 1973). H παθητική θαλάσσια διείσδυση αφορά την είσοδο της θάλασσας στον παράκτιο υδροφόρο, χωρίς να προκαλείται αναστροφή της υδραυλικής κλίσης του υδροφόρου (σχ. 1.5), η οποία διατηρείται προς το σημείο επαφής των δύο διαφορετικών ρευστών (αλμυρό γλυκό νερό). Στην περίπτωση αυτή η διεπιφάνεια θα μετατοπισθεί με αργό ρυθμό προς την ενδοχώρα έως ότου επέλθει νέα υδραυλική ισορροπία μεταξύ των δύο ρευστών. Η παθητική θαλάσσια διείσδυση λαμβάνει χώρα σε πολλούς παράκτιους υδροφόρους που υπόκεινται σε καθεστώς εκμετάλλευσης, με πολύ αργούς ρυθμούς. Η ενεργητική θαλάσσια διείσδυση έχει δυσμενείς επιπτώσεις στο παράκτιο υδροφόρο σύστημα, προκαλώντας αναστροφή της υδραυλικής κλίσης λόγω συνεχώς αυξανόμενης απόληψης γλυκού νερού (σχ. 1.6). Η συνεχής άντληση δημιουργεί ένα είδος ανεστραμμένου κώνου κατάπτωσης, ενώ η διεπιφάνεια μετακινείται γρηγορότερα προς την ενδοχώρα, από ότι συνήθως συμβαίνει κατά την παθητική διείσδυση. επιπλέον η μετακίνηση δεν θα σταματήσει παρά μόνο όταν φτάσει στο χαμηλότερο σημείο της υδραυλικής κλίσης στο κέντρο της άντλησης. Στον ελλαδικό χώρο, όπου η έννοια της ορθολογικής διαχείρισης των υδατικών πόρων περιορίζεται μόνο στο θεωρητικό πλαίσιο της ισχύουσας νομοθεσίας, η εισχώρηση της θάλασσας στους παράκτιους υδροφόρους αποτελεί πλέον ένα μείζον περιβαλλοντικό ζήτημα. Είναι γεγονός ότι διακυβεύονται άμεσα πλέον οι οικονομικές δραστηριότητες (γεωργικές, βιομηχανικές και αστικές) που σχετίζονται άμεσα με τη χρήση των υπόγειων υδατικών πόρων στις παράκτιες και νησιωτικές περιοχές της χώρας. Το πρόβλημα της θαλάσσιας διείσδυσης σε παράκτιους υδροφόρους και η υποβάθμιση της ποιότητας του νερού παρατηρήθηκε σε περισσότερες των πενήντα παράκτιων περιοχών της Ελλάδας, όπως παρουσιάζεται στον χάρτη του σχ Στην πραγματικότητα η κατάσταση είναι χειρότερη από ότι εμφανίζεται, επειδή η διείσδυση της θάλασσας σε λίγες μόνο περιπτώσεις έχει μελετηθεί επαρκώς και η επιστημονική προσέγγιση του φαινομένου περικλείει σημαντικές δυσκολίες σχετικά με τη διάκριση των διαφορετικών πηγών ρύπανσης. Σήμερα είναι πλέον διαπιστωμένο ότι η διείσδυση της θάλασσας λαμβάνει χώρα στις περιοχές (σχ. 1.7) των έλτα των ποταμών Έβρου, Λίσσου και Νέστου (Diamantis and Petalas, 1989), στην παράκτια περιοχή Ν. Ροδόπης μεταξύ Λιμνών Ισμαρίδας και Βιστωνίδας, στην περιοχή του γεωθερμικού πεδίου της Νέας Κεσσάνης και στις παράκτιες περιοχές Νέας Περάμου (Diamantis and Petalas, 1989), ήμου Ορφανού (Πλιάκας κ.α., 1999). 40

56 Σχήμα 1.5. Παθητική (I) και ενεργητική (ΙΙ) διείσδυση της θάλασσας (Fetter, 2001). Αλμύριση υδροφόρων από θαλάσσια διείσδυση Αλμύριση υδροφόρων από άλλα αίτια Σχήμα 1.6. Χάρτης με τις περιοχές διείσδυσης της θάλασσας στην Ελλάδα ( ιαμαντής και Πλιάκας, 2010). 41

57 Σχήμα 1.7. Παράκτιες περιοχές με διείσδυση της θάλασσας σε υφιστάμενους υδροφόρους της Αν. Μακεδονίας και Θράκης ( ιαμαντής και Πλιάκας, 2010) Η περιοχή έρευνας Η εξεταζόμενη περιοχή (σχ. 1.8) ταυτίζεται με ένα από τα πεδινά τμήματα που εντοπίζονται στις ευρύτερες κοίτες του Λίσσου ποταμού και των παραποτάμων του, δηλαδή αποτελεί μέρος του προσχωματικού πεδίου του ποταμού. Χαρακτηριστικό του πεδινού τμήματος είναι η ήπια μορφολογία με τις ήπιες κλίσεις και ιδιαίτερα τα χαμηλά υψόμετρα. Τα υψόμετρα του πεδινού τμήματος, της περιοχής ενδιαφέροντος, ξεκινούν στο βορειότερο σημείο από τα 8 m περίπου και καταλήγουν στο ύψος του Ιμέρου περίπου στα 20 cm. Πρόκειται δηλαδή για πάρα πολύ χαμηλά υψόμετρα τα οποία κατά το παρελθόν ευνοούσαν τη συνεχή είσοδο της θάλασσας σε ένα μεγάλο βάθος από την ακτή. Ο φρεάτιος υδροφορέας της περιοχής αυτής, με την υπερεκμετάλλευσή του λόγω της δραστικής ανθρώπινης παρέμβασης στο υδρολογικό καθεστώς έγινε αποδέκτης σύγχρονης διείσδυσης θαλάσσιου νερού μετά τη μεγάλη υποχώρηση της στάθμης σε συνδυασμό με το χαμηλό υψόμετρο. Ο υπό πίεση υδροφόρος της ίδιας περιοχής τροφοδοτείται τεχνητά με αλμυρό νερό από το φρεάτιο ορίζοντα μέσω γεωτρήσεων που επιτρέπουν (λόγω κατασκευαστικών αστοχιών) την κατακόρυφη υδραυλική επικοινωνία φυσικώς απομονωμένων υδροφορέων. Κατά την ξηρή περίοδο που οι ποταμοί δεν έχουν ροή, η θάλασσα διεισδύει σε σημαντική απόσταση προς την ενδοχώρα. Το αποστραγγιστικό δίκτυο της περιοχής μεταφέρει κατά την ξηρή περίοδο προς την ενδοχώρα μεγάλες ποσότητες αλμυρού νερού. Οι διαδικασίες αυτές τροφοδοτούν το φρεάτιο υδροφόρο με αλμυρό νερό καθιστώντας τον 42

58 υφάλμυρο σε μεγάλο τμήμα του. Το μήκος του άξονα της αλμυρής σφήνας ξεπερνά εδώ τα 10 km. Η ερημοποίηση του τοπίου και η επικράτηση αλόφιλης βλάστησης χαρακτηρίζουν και στο έλτα του Λίσσου μεγάλο τμήμα του. Ελάχιστοι υγροβιότοποι γλυκού νερού παρατηρούνται πλέον στην περιοχή. Από τις χημικές αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν στην περιοχη ερευνας εξάγεται το συμπέρασμα ότι το σύνολο των δειγμάτων νερών που αναλύθηκαν κρίνονται ακατάλληλα προς πόση αφού δεν εντοπίστηκε ούτε ένα δείγμα το οποίο να έχει όλες τις συγκεντρώσεις των στοιχείων που μετρήθηκαν εντός των αποδεκτών ορίων. Σε ό,τι αφορά την άρδευση το σύνολο των νερών της περιοχής ερευνάς χαρακτηρίζεται ως προβληματικό. Στο βόρειο τμήμα της περιοχής έρευνας τα νερά χαρακτηρίζονται ως αποδεκτά ενώ στην υπόλοιπη περιοχή χαρακτηρίζονται αμφίβολα έως ακατάλληλα για άρδευση. Η πιθανότερη είσοδος του αλμυρού νερού στο υπόγειο υδροφόρο σύστημα της περιοχής έρευνας λαμβάνει χώρα από τον ποταμό Λίσσο, στην περιοχή του αναβαθμού και κατάντη, μέσα από τμήματα χοντρόκοκκων υλικών που εκτείνονται στο ευρύτερο αργιλικό και κατά τόπους αργιλοαμμώδες περιβάλλον. Το πρόβλημα της υφαλμύρισης στην περιοχή που εξετάστηκε φαίνεται να έχει πάρει τρομαχτικές διαστάσεις, παρουσιάζοντας μια ραγδαία επιδείνωση τα τελευταία χρόνια και από πολλούς χαρακτηρίζεται ως άκρως σοβαρή. Η διαπίστωση αυτή καθιστά την εκπόνηση εμπεριστατωμένων μελετών για τη περιοχή αναγκαία, άμεση και επιτακτική με σκοπό την εύρεση αποδοτικών και σίγουρων λύσεων για τη περιοχή. 43

59 βροχομετρικός σταθμός περιοχή έρευνας Σχήμα 1.8. Η περιοχή έρευνας (Ιμάμ, 2011). 44

60 2. ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΟ ΚΑΙ ΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ 2.1. ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ (κύριες βιβλιογραφικές πηγές: Ιμάμ, 2011, Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Το υπό έρευνα τμήμα ταυτίζεται με ένα από τα πεδινά τμήματα που εντοπίζονται στις ευρύτερες κοίτες του Λίσσου ποταμού και των παραποτάμων του, δηλαδή αποτελεί μέρος του προσχωματικού πεδίου του ποταμού, το οποίο ξεκινά από τις θέσεις όπου αρχίζουν να εμφανίζονται τα πεδινά τμήματα και τα οποία κατά θέσεις διακόπτονται από το λοφώδες ανάγλυφο και συνεχίζουν προς τα νότια, μέχρι τη θάλασσα, υπό μορφή ενός σχεδόν παραλληλογράμμου τμήματος. Το υπό έρευνα πεδινό τμήμα περιβάλλει το Ισμαρο όρος από τη δυτική πλευρά, το οποίο αρχικά εντοπίζεται προς τα νότια και στη συνέχεια σταδιακά εμφανίζεται προς τα ανατολικά. Το πεδινό τμήμα στην πορεία του προς τη θάλασσα απλώνεται αρκετά και σχεδόν ταυτίζεται με το μικρό δέλτα του ποταμού. Οριοθετείται προς τα δυτικά από την εγκιβωτισμένη κοίτη του Λίσσου ποταμού και ανατολικά από την κοίτη τάφρο, η οποία συγκεντρώνει τις απορροές του Ισμάρου όρους. Το υπό έρευνα τμήμα πριν τη διευθέτηση του ποταμού (εγκιβωτισμός και ευθυγράμμισης κοίτης) διασχιζόταν από ένα αριθμό διάσπαρτων μαιανδρικών κοιτών. Απομεινάρια της κατάστασης αυτής είναι σήμερα τμήματα των παλιών αυτών κοιτών προς τα ανατολικά και δυτικά της διευθετημένης κοίτης και τα λαγκούμια στο κυρίως ερευνούμενο τμήμα. Η διαμόρφωση του τμήματος ξεκινά περίπου από το ύψος όπου η σιδηροδρομική συναντά τη διευθετημένη κοίτη (ύψος Βέννας). Στη θέση αυτή ξεκινούσε ο παλιός κλάδος που σήμερα αποτελεί τη δευτερεύουσα διευθετημένη κοίτη τάφρο, η οποία διέρχεται από τα κράσπεδα της ορεινής ζώνης (Ισμαρο όρος) και συγκεντρώνει την απορροή των ρεμάτων που αποστραγγίζουν την ορεινή ζώνη και η οποία συνεχίζει σχεδόν μέχρι λίγο πριν τη θάλασσα (σχ. 2.1). Η τάφρος αυτή όπως γίνεται κατανοητό δεν επιτρέπει τα νερά της απορροής της ορεινής ζώνης να φτάνουν μέχρι την εγκιβωτισμένη κοίτη του Λίσσου, κάτι που γινόταν πριν τις διευθετήσεις. Από το ύψος της Βέννας και μέχρι το ύψος όπου η επαρχιακή οδός (Κομοτηνής Ξυλαγανής) συναντά την κοίτη, το τμήμα έχει μια πεδινή μορφολογία με ήπιες κλίσεις και πολύ μικρό πάχος αποθέσεων. Στη συνέχεια ακολουθεί μια κατεύθυνση Α και εντοπίζεται μεταξύ της διευθετημένης κύριας κοίτης και της δευτερεύουσας τάφρου, όπου σταδιακά παίρνει μια νότια κατεύθυνση και πάλι με ήπιες κλίσεις και περιορίζεται μέχρι τέλους μεταξύ των δύο κοιτών. Πρόκειται για το κυρίως τμήμα έρευνας. Προς τα ανατολικά αμέσως μετά την τάφρο, όπως ήδη αναφέρθηκε εντοπίζεται ο ορεινός όγκος του Ισμάρου, προς τα δυτικά εμφανίζεται ένα ήπιο λοφώδες ανάγλυφο, με λόφους που αρχικά φτάνουν τα 60 m προς τα βόρεια και περιορίζονται στα 12 m προς τα νότια. Το λοφώδες ανάγλυφο διαχωρίζει την λεκάνη της Ισμαρίδας λίμνης 45

61 από αυτή του Λίσσου ποταμού. Προς τα νότια υποχωρεί και αντικαθίσταται από ένα ήπιο ημιπεδινό ανάγλυφο που περιλαμβάνει ένα αριθμό ενεργών ή μη κοιτών οι οποίες συνδέουν τη λίμνη Ισμαρίδα με τη διευθετημένη κοίτη του ποταμού. Από το ύψος του οικισμού Ιμέρου μέχρι τη θάλασσα το πεδινό τμήμα επεκτείνεται τόσο δυτικά αλλά κυρίως ανατολικά καταλαμβάνοντας μια σχετικά μεγαλύτερη έκταση. Στο τμήμα αυτό επικρατούν κυρίως ελώδεις αλλά και ακαλλιέργητες εκτάσεις λόγω της έντονης παρουσίας αλμυρών εδαφών. Χαρακτηριστικό του πεδινού τμήματος είναι η ήπια μορφολογία με τις ήπιες κλίσεις και ιδιαίτερα τα χαμηλά υψόμετρα. Τα υψόμετρα του πεδινού τμήματος (περιοχή ενδιαφέροντος) ξεκινούν από το βορειότερο σημείο, από τα 8 m περίπου (βλέπε πίνακα και χάρτη με τις τοπογραφικές αποτυπώσεις, περιοχής Ξυλαγανής, παράρτημα) και καταλήγουν στο ύψος του Ιμέρου περίπου στα 20 cm. ηλαδή πρόκειται για πάρα πολύ χαμηλά υψόμετρα τα οποία κατά το παρελθόν ευνοούσαν τη συνεχή είσοδο της θάλασσας σε ένα μεγάλο βάθος από την ακτή. Το πεδινό τμήμα σήμερα καλλιεργείται σχεδόν στο σύνολό του. Επίσης χαρακτηριστικό είναι ότι οι αρδευόμενες εκτάσεις καταλαμβάνουν το 100% των καλλιεργήσιμων εκτάσεων. Παλαιότερα οι καλλιέργειες της περιοχής σ ένα μεγάλο ποσοστό αποτελούνταν από αραβόσιτο και δευτερευόντως από τεύτλα. Οι περιορισμένες διαθέσιμες ποσότητες νερού ιδιαίτερα τον Αύγουστο ανάγκασαν σε αλλαγή των καλλιεργειών. Σήμερα η κύρια καλλιέργεια (περίπου 95%) είναι το βαμβάκι και το υπόλοιπο 5% τα τεύτλα. 46

62 Σχήμα 2.1. Τοπογραφικός χάρτης της περιοχής έρευνας και γεωτρήσεις παρατήρησης στο πλαίσιο του ερευνητικού προγράμματος που εκπονήθηκε για λογαριασμό του Υπουργείου Γεωργίας το διάστημα (Σακκάς κ.ά., 1998). 47

63 2.2. ΓΕΩΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ (κύριες βιβλιογραφικές πηγές: Ιμάμ, 2011, Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Γενικά Το Ίσμαρο όρος και γενικά η ευρύτερη περιοχή, γεωλογικά αποτελεί μέρος του μεταμορφωμένου υποβάθρου της ζώνης της Ροδόπης, το οποίο αναδύεται στην περιοχή μέσα από τα ιζήματα. Το μεταμορφωμένο υπόβαθρο καταλαμβάνει τα κεντρικά τμήματα του Ισμάρου όρους (σχ. 2.2). Περιμετρικά εντοπίζεται το παλαιογενές υπόβαθρο και προς τα δυτικά, προς την πλευρά της περιοχής ενδιαφέροντος πάνω από τα παλαιογενή ιζήματα εντοπίζονται οι νεογενείς αποθέσεις. Χαρακτηριστικό της όλης περιοχής είναι η έντονη τεκτονική δραστηριότητα του παρελθόντος με την παρουσία σήμερα ενός αριθμού ρηγμάτων (σχ. 2.2). Στην περιοχή έρευνας επικρατούν οι πλειστοκαινικές αποθέσεις, που έχουν ως υπόβαθρο είτε τα παλαιογενή ιζήματα είτε το μεταμορφωμένο υπόβαθρο της Ροδοπικής μάζας, που όπως αναφέρθηκε ξαναεμφανίζεται μέσα από τα ιζήματα του κάμπου στην περιοχή αυτή (σχ. 2.2). Πρόκειται για ιλουβιακές (χερσαίες) αποθέσεις κοκκινωπών έως αμμούχων αργίλων, με διάσπαρτα ασβεστιτικά συγκρίματα, μερικώς και με ασβεστιτικούς ορίζοντες μικρού πάχους. Είναι αποθέσεις συνεκτικές έως πολύ συνεκτικές με ασβεστιτική έως αργιλική συγκολλητική ύλη και το πάχος τους κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 50 και 80 m ενώ το μεγαλύτερο πάχος αυτών παρατηρείται στην περιοχή Ξυλαγανής Ιμέρου (σχ. 2.2). Το πεδινό ερευνούμενο τμήμα εντοπίζεται σ' ένα σύνολο προσφάτων ιζημάτων, που προέκυψαν κυρίως από τις αποθέσεις του Λίσσου. Αποτελούνται από εναλλαγές στρώσεων άμμου, αργίλων και ιλύος με περιορισμένη όμως ανάπτυξη. Έχουν ως υπόβαθρο είτε τα παλαιογενή ιζήματα είτε τις νεογενείς αποθέσεις. Στην περιοχή του πεδινού τμήματος και στα ευρύτερα όριά του έχουν ανορυχθεί περίπου 55 γεωτρήσεις βάθους από 40 έως και 100 m (σχ. 2.1). Νότια του ύψους του Ιμέρου και μέχρι το τέλος του ερευνούμενου τμήματος, συναντάται και ένας μικρός αριθμός αβαθών γεωτρήσεων μέχρι βάθους 15 m. Από τις διαθέσιμες τομές των βαθιών γεωτρήσεων συμπεραίνεται ότι δεν παρατηρείται ομοιογενές στρωματογραφικό ανάπτυγμα σε όλη την έκταση του τμήματος. Η εικόνα αυτή της λιθολογικής τομής των υδρογεωτρήσεων μας δημιούργησε την ανάγκη ανόρυξης ερευνητικών πιεζομετρικών γεωτρήσεων για την όσο το δυνατόν πιο προσεγγιστική εκτίμηση της λιθολογικής δομής της περιοχής. 48

64 Σχήμα 2.2 Γεωλογικός χάρτης ευρύτερης περιοχής έρευνας (πηγή γεωλογικός χάρτης ΙΓΜΕ 1: , Σακκάς κ.ά., 1998). 49

65 Πιεζομετρικές γεωτρήσεις Στο πλαίσιο του προγράμματος ανορύχθηκαν σε διαφορετικές θέσεις έξι (6) πιεζομετρικές γεωτρήσεις βάθους από 45 m έως και 70 m (σχ. 2.1 και 2.3). Η εικόνα της κάθε γεώτρησης είναι εντελώς διαφορετική από θέση σε θέση. Ορισμένες από αυτές δείχνουν μια σχέση με τα ποταμοχειμάρρια υλικά, όπως για παράδειγμα η 1 και μερικώς η 6 και άλλες έχουν διατρήσει μόνο νεογενείς αποθέσεις, όπως η 5. Χαρακτηριστικό είναι ότι στο μεγαλύτερο τμήμα (σχεδόν σε όλες τις γεωτρήσεις) επικρατούν τα αργιλικά υλικά είτε τα πλειοπλειστοκαινικά (προς τα κράσπεδα) κόκκινη άργιλος, είτε τα παλαιογενή προς το κεντρικό και βόρειο τμήμα (γκρι-πράσινη άργιλος), είτε ακόμα οι πρόσφατες θαλάσσιες αποθέσεις (άργιλος με κοχύλια). Επίσης έντονη είναι η παρουσία της μαύρης οργανομιγούς αργίλου (βούρκος) σε όλη σχεδόν την έκταση του πεδινού τμήματος, που ξεκινά κατά θέσεις από τα 5 m κάτω από την επιφάνεια και σε ορισμένες γεωτρήσεις συναντιέται μέχρι τα 24 m βάθος. Αυτό δείχνει ότι η περιοχή κατά το παρελθόν αποτελούσε μια κλειστή αβαθή λίμνη. B Λίσσος π. 1 (m) 0 5 Π1 Π2 Π3 Π4 Π5 Π6 10 ΑΔΡΙΑΝΗ ΜΑΥΡΟΜΜΑΤΙΟ 8 9 Π3 4 Π Π2 2 7 Μεγάλο π Π Π Π6 16 φυτική γη 18 χαλίκια άμμος αμμοχάλικα εναλλαγές αργίλων, άμμων και αργιλοαμμωδών 22 ΞΥΛΑΓΑΝΗ αργιλοαμμώδη άργιλος m 8 γεώτρηση παρακολούθησης Π5 πιεζομετρικές γεωτρήσεις Σχήμα 2.3 Τοπογραφικός χάρτης με τις θέσεις και τις λιθολογικές τομές των πιεζομετρικών γεωτρήσεων (Σακκάς κ.ά., 1998). 50

66 Γεωφυσικές διασκοπήσεις Για την επιβεβαίωση όλων των παραπάνω και ιδιαίτερα για την καλύτερη διερεύνηση της δομής των αποθέσεων σχεδόν σε όλη την έκταση του πεδινού τμήματος έγιναν μια σειρά από 20 γεωφυσικές διασκοπήσεις. Οι γεωφυσικές μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν στην περιοχή είναι αποκλειστικά της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης, η οποία είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη. Οι γεωηλεκτρικές βυθοσκοπήσεις πραγματοποιήθηκαν με τη συσκευή Terrameter SAS 300C της ABEM και σύμφωνα με την κατά SCHLUMBERGER διάταξη ηλεκτροδίων. Το μέγιστο ανάπτυγμα ηλεκτροδίων ρεύματος ήταν 200 m (ΑΒ/2=100 m.). Ο προσανατολισμός και η θέση των βυθοσκοπήσεων ήταν κυρίως συνάρτηση των κατά τόπους μορφολογικών συνθηκών της περιοχής και ιδιαίτερα της δομής των αποθέσεων στην άμεση γειτονιά της παλιάς κοίτης Στην περιοχή έρευνας πραγματοποιήθηκαν συνολικά 20 βυθοσκοπήσεις και ερμηνεύθηκαν με τη βοήθεια του προγράμματος αυτόματης ερμηνείας των καμπυλών ηλεκτρικής αντίστασης ΑΤΟ (Zohdy 1989, Zohdy and Bisdorf, 1989). B Λίσσος π. 1 ΑΔΡΙΑΝΗ ΜΑΥΡΟΜΜΑΤΙΟ X9 8 X8 X5 9 X2 3 4 X35 X4 6 X1 2 X7 7 X10 X11 X610 Μεγάλο π. X14 11 X12 12 X18 15 X X15 X20 18 X X X16 22 ΞΥΛΑΓΑΝΗ m ΤΟΜΗ 1: X17-X20-X19-X18-X14-X9-X5-X4-X3-X2 ΤΟΜΗ 2: X16-X15-X13-X12-X6-X10-X1 ΤΟΜΗ 3: X5-X7-X10 8 ΤΟΜΗ 4: X9-X8-X11-X6 ΤΟΜΗ 5: X20-X19-X15 γεώτρηση παρακολούθησης Σχήμα 2.4. Χάρτης γεωηλεκτρικών διασκοπήσεων και διευθύνσεις των αξόνων των γεωηλεκτρικών τομών στην περιοχή έρευνας (Σακκάς κ.ά., 1998). 51

67 Στο σχ. 2.4 φαίνονται οι συγκεκριμένες θέσεις των βυθοσκοπήσεων που αξιοποιήθηκαν καθώς και οι άξονες των γεωηλεκτρικών τομών. Σχεδιάστηκαν 5 γεωηλεκτρικές τομές (σχ. 2.5 και 2.6) σε διάφορες κατευθύνσεις, με τη βοήθεια του προγράμματος WINSURF, που κάθε μία περιλαμβάνει ένα αριθμό βυθοσκοπήσεων. 0 X17 X20 X19 X18 X14 X9 X5 X4 X3 X2 0 (m) ΤΟΜΗ1 (m) X16 X15 X13 X12 X6 X10 X1 00 (m) ΤΟΜΗ 2 (m) : θέση γεωηλεκτρικής διασκόπησης : τοπογραφικό ανάγλυφο : καμπύλη ίσης τιμής ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης (Ω*m) 40 Σχήμα 2.5.Γεωηλεκτρικές τομές διεύθυνσης Β-Ν (Σακκάς κ.ά., 1998) (m) X ΤΟΜΗ3 X7 (m) X (m) X9 X8 X11 X ΤΟΜΗ4 (m) (m) X20 X19 X ΤΟΜΗ5 (m) : θέση γεωηλεκτρικής διασκόπησης : τοπογραφικό ανάγλυφο : καμπύλη ίσης τιμής ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης (Ω*m) 40 Σχήμα 2.6.Γεωηλεκτρικές τομές διεύθυνσης Α- (Σακκάς κ.ά., 1998). 52

68 Βασικός στόχος της προσπάθειας ήταν : α) ο εντοπισμός παλιών κοιτών που διέσχιζαν το υπό έρευνα πεδινό τμήμα, β) ο εντοπισμός των υδροφόρων στρωμάτων σε όλη την έκταση του τμήματος, τη μεταξύ τους σύνδεση, καθώς και το πιθανό πάχος τους, γ) η δομή του υδροφόρων στρωμάτων. Από τα δεδομένα των γεωηλεκτρικών τομών στην περιοχή εξάγονται τα συμπεράσματα που ακολουθούν. ιακρίνονται 4 κύριοι γεωηλεκτρικοί σχηματισμοί οι οποίοι με βάση την περατότητα ομαδοποιούνται σε περατοί ημιπερατοί και στους αργιλικούς. Οι τέσσερις γεωηλεκτρικοί σχηματισμοί είναι: Άμμος χονδρόκοκκη. >40 Ohm.m Άμμος λεπτόκοκκη Ohm.m Αργιλοαμμώδη υλικά Ohm.m. Άργιλος <15 Ohm.m (για το χαρακτηρισμό του γεωλογικού υλικού με βάση τις τιμές ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης χρησιμοποιήθηκαν τα όρια της ΑSCE (Καλλέργης, 1986). Οι σχηματισμοί αυτοί εμφανίζονται στην περιοχή συνήθως με μια σειρά με βάση την περατότητα. Από την ερμηνεία των γεωηλεκτρικών τομών προκύπτουν τα εξής: - Στην τομή 1, σχήμα 2.5 (παράλληλη με το Λίσσο), περίπου στο αρχικό 1/3 του όλου μήκους, είναι έντονη η παρουσία των αργιλοαμμωδών καθώς και της χονδρόκκοκης άμμου, ενώ αντίθετα σε ολόκληρο το υπόλοιπο τμήμα της τομής το υπόβαθρο της πράσινης αργίλου είτε είναι στην επιφάνεια είτε βρίσκεται λίγο κάτω από αυτή. Η διάταξη των υλικών δεν εντοπίζεται με καμιά σειρά. ηλαδή δεν προηγούνται η χονδρόκοκκος άμμος και έπονται τα αργιλοαμμώδη, ή το αντίθετο. Η σειρά διαφέρει από θέση σε θέση. Έτσι είναι αδύνατον σε μια τομή να εντοπιστούν όλες οι επιμέρους εναλλαγές, που αποδεικνύουν μια έντονη ετερογένεια του υλικού των αποθέσεων. - Στην τομή 2, σχήμα 2.5 (παράλληλα προς την παλιά κοίτη τάφρο) η εικόνα φαίνεται αρκετά διαφορετική. Κατ αρχήν επικρατούν τα αργιλοαμμώδη σχεδόν σε όλο το μήκος με σημαντικές όμως παρεμβολές τόσο αμμοχάλικων όσο και αργιλικών υλικών. Αξιοπρόσεκτο είναι η θέση της διασκόπησης 15 και η πιεζομετρική γεώτρηση 5, οι οποίες βρίσκονται κοντά σε παλιά κοίτη χειμάρρου, ο οποίος αποστράγγιζε μια σημαντική έκταση του Ισμάρου όρους, στην πλευρά της Ξυλαγανής. Οι θέσεις λοιπόν αυτές ενώ αναμενόταν να εμφανίσουν σημαντικό πάχος περατών υλικών, όμως τόσο η γεώτρηση όσο και η διασκόπηση συνάντησαν σχεδόν σε όλο το βάθος αργιλικά κυρίως υλικά. Η γεώτρηση μάλιστα αποσωληνώθηκε γιατί δεν έδωσε καμιά στάθμη. Αυτό σημαίνει είτε πως η παροχή του χειμάρρου ήταν μικρή είτε τα μεταφερόμενα υλικά ήταν λεπτομερή και διασκορπίζονταν σε μια ευρύτερη περιοχή όπως αυτή που σήμερα καταλαμβάνουν η γεώτρηση και η θέση της διασκόπησης. Με βάση λοιπόν τις δυο τομές μπορεί να ειπωθεί πως υπάρχουν συγκεκριμένοι δίοδοι 53

69 διέλευσης (πλευρικής επικοινωνίας) του υπόγειου νερού από τα ανατολικά προς τα δυτικά ενώ από τα ανατολικά (πλευρά ποταμού) η δίοδος εντοπίζεται στο αρχικό τμήμα και σε μια δευτερεύουσα θέση λίγο πριν το ύψος του Ιμέρου. Για την καλύτερη κατανόηση της δομής έγιναν τρεις τομές εγκάρσια προς τον ποταμό και την τάφρο (Α- ) (σχ. 2.6). Η πρώτη τομή δείχνει τη δομή που περιγράφηκε και επίσης αμυδρά διακρίνεται η βύθιση της αργίλου προς τα ανατολικά. Αυτό επιβεβαιώνει την εικόνα του πρώτου τμήματος στην τομή 1. Αξιοπρόσεκτη είναι η τομή 4, η οποία δίνει ένα μέτωπο περατών υλικών (αμμοχάλικων) το οποίο σταδιακά μετατρέπεται σε λιγότερο περατά (εναλλαγές άμμου αργίλου ή αργιλοαμμώδη), όπου στη διαδρομή του παρεμβάλλεται ένα φράγμα αργιλικό και συγκεκριμένα στη θέση της διασκόπησης 8. Εάν προσέξουμε στην τομή 1 τις θέσεις 14 και 18, οι οποίες αποτελούν συνέχεια προς τα νότια της 4 συμπεραίνουμε ότι στις θέσεις αυτές παρεμβάλλεται επίσης ένα επίμηκες φράγμα από αργιλικό υλικό, το οποίο πιθανώς έχει απομείνει ως αποτέλεσμα της διάβρωσης από τα ανατολικά του Λίσσου ποταμού και από δυτικά των χειμάρρων του Ισμάρου όρους. Τέλος η τομή 5 δείχνει την προβολή του αργιλικού υλικού που εντοπίζεται μεταξύ δυο χειμάρρων που κατευθύνονταν προς τον Λίσσο αλλά επίσης απεικονίζει και την πολυπλοκότητα των κοιτών του Λίσσου, ο οποίος είχε αρχίσει πλέον να διαχωρίζεται (διασπάται) σε ένα μεγάλο αριθμό κοιτών. Η παρουσία γενικά του αργιλικού υλικού, ήταν αναμενόμενη μια και η απόσταση της περιοχής αυτής από το σημείο εξόδου του ποταμού από την ορεινή ζώνη είναι αφενός αρκετά μεγάλη και αφετέρου ο ποταμός δεν εξέρχεται της ορεινής ζώνης σαν ένα σύνολο, που θα σήμαινε πολύ μεγάλη παροχετευτικότητα και κατά συνέπεια μεγάλη μεταφορική ικανότητα, αλλά εξέρχεται διασπασμένος σε ένα αριθμό χειμάρρων, οι οποίοι συμβάλλουν λίγο πριν την περιοχή έρευνας και αποτελούν το Λίσσο ποταμό. Επίσης το υπόβαθρο του μεγαλύτερου τμήματος της λεκάνης απορροής των χειμάρρων, μετά την ορεινή ζώνη, εντοπίζεται σε υλικά τα οποία αποτελούνται κυρίως από άργιλο και άμμο (αργιλικοί σχιστόλιθοι και ψαμμίτες). Ακόμα η παρουσία των πλέον περατών υλικών σε επιλεκτικές θέσεις στην ανατολική πλευρά του πεδίου έχει πιθανώς σχέση με τους χειμάρρους του Ισμάρου όρους των οποίων η διέξοδος πραγματοποιείτο στην περιοχή του πεδίου. Συμπερασματικά προκύπτει ότι οι δίοδοι υπόγειου νερού τόσο από το Λίσσο ποταμό όσο και από την παλιά κοίτη τάφρο πραγματοποιούνται σε εκλεκτικούς άξονες κυρίως από την πλευρά της τάφρου με εξέχοντα τον άξονα μεταξύ των διασκοπήσεων 1 και 12 και από την πλευρά του Λίσσου στο πρώτο τμήμα μέχρι τη θέση της διασκόπησης 9 και γύρω από την 19 διασκόπηση. Σε όλο το τμήμα κυριαρχούν τα αργιλικά και τα αργιλοαμμώδη υλικά τα οποία πιθανώς θα δυσκολέψουν την εφαρμογή τεχνητού εμπλουτισμού. 54

70 Κοκκομετρικά χαρακτηριστικά περιοχής έρευνας - Αποτελέσματα Στο πλαίσιο του προγράμματος και για μια καλύτερη εικόνα της κοκκομετρικής διαβάθμισης του υλικού της επιφάνειας του πεδινού τμήματος Ξυλαγανής Ιμέρου, έγινε μια προσπάθεια έρευνας, μέσα από τα αποτελέσματα των κοκκομετρικών αναλύσεων των δειγμάτων που πάρθηκαν στο τμήμα αυτό. Η επιλογή της θέσης και του τρόπου δειγματοληψίας του εδάφους για την πραγματοποίηση κοκκομετρικών αναλύσεων σχετίζεται περισσότερο με τη θέση των γεωτρήσεων των οποίων ήταν γνωστές οι τομές και των οποίων μετριόταν η στάθμη, έτσι ώστε αν είναι δυνατόν να προκύψει κάποια σχέση μεταξύ των επιφανειακών υλικών και των υλικών της γεώτρησης. Συνολικά πάρθηκαν 25 δείγματα σε διαφορετικές θέσεις στο παραπάνω αναφερόμενο τμήμα περίπου σε βάθος 30 cm (σχ.2.7). Η δειγματοληψία έγινε με εξόλκευση εδάφους με τρυπάνι και λήψη διαταραγμένου δείγματος. Οι κοκκομετρικές αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν με κόσκινα και είχαν ως στόχο κυρίως τον προσδιορισμό των χονδρόκοκκων υλικών, όπως άμμου και χαλικιών. Από τις κοκκομετρικές καμπύλες που σχεδιάστηκαν παρατηρήθηκε ότι στα περισσότερα δείγματα το χονδρόκοκκο υλικό το οποίο και αναλύθηκε συμμετέχει στο δείγμα λιγότερο από το 20% με εξαίρεση 6 σημεία στα οποία συμμετέχει μέχρι 50%. Το γεγονός αυτό σημαίνει ότι γενικά στα επιφανειακά στρώματα επικρατούν μόνο τα αργιλικά υλικά με μια πολύ μικρή συμμετοχή λεπτόκοκκων άμμων. Έτσι αφενός δεν είναι δυνατός ο προσδιορισμός των παραμέτρων της ομοιομορφίας και της μέση διαμέτρου των κόκκων και αφετέρου είναι άνευ λόγου μια και η αναφορά γίνεται σε αργιλοϊλυώδη υλικά. 55

71 B Λίσσος π. 8 ΑΔΡΙΑΝΗ ΜΑΥΡΟΜΜΑΤΙΟ Μεγάλο π ΞΥΛΑΓΑΝΗ m 5 θέση δειγματοληψίας Σχήμα 2.7 Τοπογραφικός χάρτης με τις θέσεις που έγινε δειγματοληψία για τις κοκκομετρικές αναλύσεις (Σακκάς κ.ά., 1998). 56

72 3. Υ ΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 3.1. ΓΕΝΙΚΑ (βιβλιογραφικές πηγές: Ιμάμ, 2011, Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Στον Πίνακα 3.1 παρουσιάζονται βροχομετρικά δεδομένα 12 βροχομετρικών σταθμών του Ν. Ροδόπης που περιλαμβάνουν τους σταθμούς Πόρπης, Ιάσμου, Αμπελουργικού Κομοτηνής, Γρατινής, Ιμέρου, Νέου Σιδηροχωρίου, Σαππών, Κρωβύλης, Αρίσβης, Κέχρου, Οργάνης και Μυρτίσκης. Στο σχήμα 3.1 παρουσιάζονται οι ίδιες μετρήσεις σε ανάλογο ιστόγραμμα. Πίνακας 3.1. Μέσες ετήσιες βροχοπτώσεις βροχομετρικών σταθμών του Ν. Ροδόπης, για την περίοδο (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007). ΣΤΑΘΜΟΣ ΜΕΣΗ ΕΤΗΣΙΑ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΗ (mm) ΠΟΡΠΗ 573,7 ΙΑΣΜΟΣ 615,8 ΑΜΠΕΛΟΥΡΓΙΚΟΣ 707,2 ΓΡΑΤΙΝΗ 470,5 ΙΜΕΡΟΣ 483,6 Ν. ΣΙ ΗΡΟΧΩΡΙ 543,7 ΣΑΠΠΕΣ 633,0 ΚΡΩΒΥΛΗ 634,7 ΑΡΙΣΒΗ 575,5 ΚΕΧΡΟΣ 760,2 ΟΡΓΑΝΗ 562,6 ΜΥΡΤΙΣΚΗ 945,1 Οι μέσες ετήσιες βροχοπτώσεις που προέκυψαν από την επεξεργασία των διαθέσιμων στοιχείων των σταθμών για την περίοδο (σχ. 3.1), καταδεικνύουν ότι στην ορεινή ζώνη του Νομού Ροδόπης που περιλαμβάνει τους σταθμούς Κέχρου, Οργάνης και Μυρτίσκης παρουσιάζεται μία μέγιστη τιμή στο σταθμό Μυρτίσκης (945,1 mm), που είναι και η μέγιστη τιμή που εμφανίζεται σε όλο το νομό. Αντίθετα η μέση ετήσια βροχόπτωση για το σταθμό Οργάνης παρουσιάζει σχετικά χαμηλή τιμή (562,6 mm), παρόλο που ως ορεινή περιοχή θα έπρεπε να εμφανίζει έντονες βροχοπτώσεις. 57

73 ΜΕΣΑ ΕΤΗΣΙΑ ΥΨΗ ΒΡΟΧΗΣ Ν. ΡΟ ΟΠΗΣ ΠΟΡΠΗ ΙΑΣΜΟΣ ΑΜΠΕΛ. ΚΟΜΟΤΗΝΗΣ ΓΡΑΤΙΝΗ ΙΜΕΡΟΣ Ν.ΣΙ ΗΡΟΧΩΡΙ ΣΑΠΠΕΣ ΚΡΩΒΥΛΗ ΑΡΙΣΒΗ ΚΕΧΡΟΣ ΟΡΓΑΝΗ ΜΥΡΤΙΣΚΗ ΥΨΟΣ ΒΡΟΧΗΣ (mm) Σχήμα Ιστόγραμμα μέσων ετήσιων βροχοπτώσεων βροχομετρικών σταθμών του Ν. Ροδόπης για την περίοδο (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007). Ο σταθμός Αμπελουργικός Κομοτηνής εμφανίζει υψηλή τιμή μέσης ετήσιας βροχόπτωσης (707,2 mm). Στην πεδινή περιοχή ανήκουν και η σταθμοί Κρωβύλης, Σαππών, Ν.Σιδηροχωρίου και Ιάσμου με χαμηλότερη τιμή μέσης ετήσιας βροχόπτωσης στο σταθμό Νέου Σιδηροχωρίου (543,7 mm). Οι μετεωρολογικοί σταθμοί της παράκτιας περιοχής του νομού, Πόρπης και Ιμέρου, εμφανίζουν χαμηλές τιμές, ενώ η χαμηλότερη τιμή ετήσιας βροχόπτωσης (470,5 mm) υπολογίστηκε στο σταθμό Γρατινής ο οποίος ανήκει στην περιοχή των κρασπέδων της ορεινής ζώνης του νομού ΣΤΑΘΜΟΣ ΠΟΡΠΗΣ (βιβλιογραφικές πηγές: Ιμάμ, 2011, Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Στο σταθμό της Πόρπης, που βρίσκεται στη νότια λοφώδη περιοχή του νομού και αποτελεί αντιπροσωπευτικό σταθμό της περιοχής έρευνας, σύμφωνα με τις παρατηρήσεις της περιόδου , η μέση ετήσια βροχόπτωση της περιόδου, υπολογίζεται στα 554,9 mm. Οι τιμές των μηνιαίων βροχοπτώσεων κατά την ίδια περίοδο (σχήμα 3.2) παρουσιάζουν μέγιστη τιμή το μήνα εκέμβριο 323,4 mm. Ξηρότερος μήνας θεωρείται ο Αύγουστος με μέση βροχόπτωση 96,0 mm. Τα αποτελέσματα φαίνονται στο παρακάτω σχήμα (σχήμα 3.2). 58

74 , ,4 mm 213,4 200, , ,1 130,2 116,6 106,0 98,8 98,6 96, ,5 81,2 63,6 47,4 52,7 44, ,1 36,6 33,4 24,9 31,3 13,4 16,5 10,6 0,0 0,0 0,0 0,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0 ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠΤ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ Μέση τιμή Μέγιστη τιμή Ελάχιστη τιμή Σχήμα 3.2. Ιστόγραμμα των μέσων, μέγιστων και ελάχιστων μηνιαίων βροχοπτώσεων του σταθμού Πόρπης για την περίοδο (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007). Στον Πίνακα 3.2 παρουσιάζονται οι μηνιαίες, ετήσιες, μέσες, μέγιστες και ελάχιστες μηνιαίες τιμές βροχόπτωσης του σταθμού Πόρπης για την περίοδο , ενώ στο σχήμα 3.3 εμφανίζεται σε ανάλογο ιστόγραμμα η διακύμανση των ετήσιων τιμών βροχόπτωσης του ίδιου σταθμού για τη χρονική περίοδο Από την επεξεργασία των διαθέσιμων στοιχείων, για την πορεία των βροχοπτώσεων στο σταθμό Πόρπης, προκύπτουν τα εξής γενικά συμπεράσματα για την περίοδο : Οι μέγιστες τιμές των μέσων μηνιαίων βροχοπτώσεων παρατηρούνται κατά τους μήνες Νοέμβριο και εκέμβριο. Οι μέγιστες ετήσιες βροχοπτώσεις παρατηρούνται τις χρονιές 1960 (854,4 mm), 1966 (843,9 mm) και 1979 (922,0 mm). Από το 1979 και μετά οι ετήσιες βροχοπτώσεις κυμαίνονται μεταξύ των ορίων mm, Η πενταετία θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως πενταετία χαμηλών βροχοπτώσεων, ενώ χαρακτηριστική είναι η άνοδος των τιμών βροχόπτωσης μετά το

75 Πίνακας 3.2. Μηνιαίες, ετήσιες, μέσες, μέγιστες και ελάχιστες μηνιαίες τιμές βροχόπτωσης του σταθμού Πόρπης για την περίοδο (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007). ΕΤΟΣ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠΤ ΟΚΤ ΝΟΕ ΕΚ ΕΤΗΣΙΟ ,9 59,1 80,8 15,2 20,7 4,5 10,3 13,4 27,8 238,4 213,4 108,0 891, ,1 34,0 55,5 44,0 26,0 67,8 67,0 16,5 66,0 115,0 90,5 55,5 750, ,9 36,0 79,4 23,5 97,2 84,7 3,5 1,5 0,0 30,5 132,0 57,2 589, ,5 21,5 22,0 37,5 95,5 22,0 8,5 0,0 24,3 57,8 46,2 68,4 445, ,5 10,6 75,5 61,9 2,0 36,5 18,0 9,8 36,8 17,5 63,0 17,2 512, ,3 5,0 15,7 39,9 15,2 15,6 20,5 2,7 23,4 18,2 54,6 66,7 384, ,6 34,7 46,5 18,8 98,6 101,5 19,0 6,0 0,0 7,5 187,3 133,9 854, ,3 16,0 14,9 28,5 50,9 66,5 13,8 0,0 7,6 0,0 60,4 127,5 488, ,2 42,2 136,1 51,7 28,5 7,0 69,9 0,0 18,7 63,8 98,3 96,3 622, ,9 106,2 79,5 24,0 95,1 79,8 10,0 0,0 41,1 58,0 53,8 70,7 704, ,6 43,4 0,0 50,6 47,1 16,5 23,8 17,6 79,6 78,2 23,8 72,3 473, ,7 124,5 24,0 21,3 29,4 6,9 0,0 0,0 0,0 0,2 74,5 116,4 436, ,2 17,5 65,4 56,0 60,5 27,0 1,9 0,0 69,1 81,5 191,5 215,3 843, ,6 24,3 32,0 33,4 31,1 17,7 20,8 0,0 9,8 39,1 64,1 89,9 401, ,5 70,5 19,2 10,5 0,6 25,5 0,3 8,5 54,3 10,5 111,4 46,1 486, ,2 102,5 63,8 38,7 14,4 32,5 3,7 5,5 10,1 0,2 19,5 323,4 729, ,2 42,8 62,9 31,2 43,1 8,7 8,4 11,4 3,8 43,4 17,7 63,5 445, ,0 79,9 95,9 41,8 36,6 57,8 87,6 16,4 51,9 25,0 32,8 60,1 630, ,4 82,4 9,8 77,6 20,8 19,4 19,4 40,6 63,0 228,0 16,5 13,7 619, ,2 64,3 66,4 61,1 22,6 45,7 21,0 0,0 116,6 39,1 31,1 77,0 676, ,9 37,1 72,7 31,7 34,5 53,3 61,7 0,0 24,4 20,5 63,8 210,3 624, ,7 23,3 10,1 57,8 69,1 109,7 9,0 59,2 0,0 37,5 39,1 63,9 531, ,3 35,5 17,8 13,1 30,3 43,2 41,4 37,4 13,2 194,3 91,5 42,1 569, ,5 46,1 11,3 5,9 48,3 10,9 0,5 1,4 91,9 7,5 30,4 20,3 329, ,7 54,7 45,0 66,1 71,2 20,0 1,3 6,1 71,5 73,1 70,8 54,3 574, ,1 132,0 14,5 87,1 56,0 8,6 59,5 11,8 47,7 79,6 189,6 62,5 922, ,5 3,0 37,8 86,1 65,0 60,2 25,2 10,1 24,2 36,1 126,2 123,8 684, ,2 50,8 17,2 4,5 12,3 11,2 24,0 23,9 3,3 87,0 83,5 117,7 583, ,4 94,7 41,6 79,4 44,8 0,2 20,0 8,9 2,7 43,8 67,5 68,7 476, ,4 18,4 39,6 17,9 79,4 130,2 74,1 17,5 22,3 20,0 92,5 59,2 580, ,1 15,7 113,3 49,8 4,5 11,2 25,4 37,3 2,4 13,6 79,1 54,6 481, ,0 59,8 44,8 12,8 7,3 14,4 2,0 27,2 9,7 23,8 107,3 10,6 366, ,7 171,6 4,0 10,4 43,3 27,4 4,0 0,0 0,0 7,3 32,7 19,2 375, ,9 44,2 46,5 98,8 14,6 95,2 6,5 10,5 0,0 26,7 173,3 119,2 658, ,4 60,0 103,5 39,1 19,3 50,7 7,4 0,0 23,2 23,2 111,1 60,2 508, ,0 0,0 69,8 14,3 22,5 62,5 8,6 5,3 66,1 41,0 65,1 31,9 387, ,0 8,7 11,3 42,9 17,3 22,2 4,0 0,0 39,4 64,7 29,6 136,5 376, ,8 33,1 23,4 64,4 69,8 28,6 51,3 18,6 5,0 26,9 40,5 16,2 379, ,2 1,2 41,1 57,0 16,6 49,9 4,9 0,0 0,5 27,4 82,6 108,4 393, ,2 0,0 31,2 29,1 26,6 20,2 4,5 6,3 4,8 16,5 133,7 80,2 366, ,1 28,2 22,7 38,7 4,5 54,7 23,3 10,2 0,0 39,9 37,2 194,6 534, ,4 19,5 132,4 35,5 9,2 9,0 43,2 14,6 86,3 6,9 106,7 97,9 637, ,9 95,5 35,6 48,4 36,5 6,5 0,0 12,8 79,0 15,9 101,9 144,5 639, ,8 12,9 33,2 46,1 10,0 6,0 8,3 38,2 2,5 84,2 90,5 191,6 574, ,3 132,3 34,0 0,4 58,0 20,9 28,4 0,6 51,8 72,5 127,8 78,3 673, ,5 56,5 42,0 14,0 20,5 21,0 40,5 24,5 20,5 16,5 80,5 77,5 476, ,5 49,0 55,5 39,5 16,5 7,5 6,0 0,0 30,5 58,0 65,5 70,5 455, ,0 11,0 11,0 71,0 17,0 5,0 9,0 56,0 45,5 0,0 33,5 46,5 373, ,0 25,0 48,0 7,5 0,0 8,5 106,0 8,0 82,5 165,5 93,0 43,0 625, ,0 23,0 14,0 12,0 81,0 0,0 17,0 0,0 66,0 102,0 38,0 130,5 605, ,0 0,0 42,5 22,0 45,0 20,0 93,5 2,5 4,5 30,0 27,0 82,0 428, ,0 107,0 22,0 9,0 18,5 4,0 56,0 96,0 0,0 128,0 126,0 53,0 677,5 Μεσ.Ο 63,6 47,4 44,9 38,1 36,6 33,4 24,9 13,4 31,3 52,7 81,2 87,5 554,9 Ελα.Τ 0,0 0,0 0,0 0,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 16,5 10,6 329,0 Μεγ.Τ 200,6 171,6 136,1 98,8 98,6 130,2 106,0 96,0 116,6 238,4 213,4 323,4 922,0 60

76 mm Σχήμα 3.3. ιακύμανση της ετήσιας βροχόπτωσης στο σταθμό Πόρπης κατά το διάστημα (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) ΣΤΑΘΜΟΣ ΙΜΕΡΟΥ (πηγή βροχομετρικών δεδομένων: Ο σταθμός Ιμέρου είναι ένας σχετικά καινούριος σταθμός (άρχισε τη λειτουργία του το 2010) και είναι ο κοντινότερος στην περιοχή έρευνας. Βρίσκεται νότια και σε μια παραθαλάσσια περιοχή του νομού στον οικισμό του Ιμέρου, είναι τοποθετημένος μέσα στο χώμα και σε υψόμετρο 10 m. Σύμφωνα με τις παρατηρήσεις περιόδου , η μέση ετήσια βροχόπτωση της περιόδου είναι: 411,3 mm. Στον Πίνακα 3.3 παρουσιάζονται οι μέσες τιμές της βροχόπτωσης για όλους τους μήνες για τα έτη 2010 έως 2014, ενώ στον Πίνακα 3.4 παρουσιάζονται οι μέσες θερμοκρασίες για όλους τους μήνες για την ίδια χρονική περίοδο. 61

77 Πίνακας 3.3. Μέσες μηνιαίες τιμές βροχόπτωσης (mm) του σταθμού Ιμέρου για την περίοδο ΜΗΝΑΣ/ΕΤΟΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 28, ,6 79,6 ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 8,4 39,8 74,2 22,4 ΜΑΡΤΙΟΣ 7,2 14,8 57,8 60,2 ΑΠΡΙΛΙΟΣ 17 32,2 21,6 17,2 ΜΑΙΟΣ 21,8 69,8 2,2 0,2 ΙΟΥΝΙΟΣ 25,2 0, ,4 ΙΟΥΛΙΟΣ 96 6,6 0,4 19,2 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 0 12,4 4,6 0 6 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 7,4 5,2 4,6 16,8 37,4 ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2,6 18,2 44,2 39,8 82,6 ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 20,4 0,2 21, ,6 ΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 22, , ,2 Πίνακας 3.4. Μέσες μηνιαίες τιμές θερμοκρασίας ( 0 C) του σταθμού Ιμέρου για την περίοδο ΜΗΝΑΣ/ΕΤΟΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 5,3 3,1 6,6 7,8 ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 5 3,2 8,1 9,2 ΜΑΡΤΙΟΣ 8,1 8,4 10,1 10,8 ΑΠΡΙΛΙΟΣ 11,7 14,2 14,5 13 ΜΑΙΟΣ 17,9 18,7 21,1 20,7 ΙΟΥΝΙΟΣ 22,5 24,7 22,7 22,4 ΙΟΥΛΙΟΣ 25,6 25,7 27,9 25,5 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 27,5 24,8 26,2 26,6 25 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 21,5 22,6 21,9 21,2 20,4 ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 14,1 13,7 18,8 14,4 15 ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 14,6 7,4 13,2 12,7 10,9 ΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 9,3 7,2 6,4 5,5 8,3 ΜΕΣΗ ΕΤΗΣΙΑ ΘΕΡΜ. 14,3 15,6 15,8 14,9 Απο την επεξεργασία των διαθέσιμων στοιχείων του σταθμού Ιμέρου για την περίοδο , προκύπτουν τα εξής συμπεράσματα : Οι μεγαλύτερες τιμές βροχοπτώσεων παρατηρούνται στους μήνες εκέμβριο και Ιανουάριο, ενώ οι ελάχιστες τιμές κυρίως κατά τον μήνα Αύγουστο. Η μέγιστη ετήσια βροχόπτωση παρατηρείται στο έτος 2014, ενώ η ελάχιστη στο έτος

78 Οι μεγαλύτερες τιμές θερμοκρασίας παρατηρούνται στους μήνες Ιούλιο και Αύγουστο, ενώ οι ελάχιστες τιμές κυρίως κατά τους μήνες Ιανουάριο και Φεβρουάριο. Η μέγιστη ετήσια μέση θερμοκρασία παρατηρείται στο έτος 2013, ενώ η ελάχιστη στο έτος

79 4. Υ ΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ (κύριες βιβλιογραφικές πηγές: Ιμάμ, 2011, Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Από υδρογεωλογικής πλευράς σχετικό ενδιαφέρον παρουσιάζουν τόσο οι πρόσφατες αποθέσεις όσο και οι πλειοπλειστοκαινικές στους οποίους μέσα στα αδρόκοκκα υλικά τους σχηματίζονται τοπικοί υδροφόροι ορίζοντες ικανοποιητικής υδροφορίας. Οι γεωτρήσεις στους σχηματισμούς αυτούς, που αριθμούν περίπου τις 20, έχουν μέσο βάθος 70 m, ενώ εμφανίζουν μια μέση παροχή περίπου 40 m 3 /h. Η υδροφορία απαντά συνήθως με τη μορφή πολυάριθμων επάλληλων υδροφόρων στρωμάτων των οποίων το πάχος κυμαίνεται μεταξύ 1-10 m. Μεταξύ των υδροφόρων στρωμάτων παρατηρούνται παρεμβολές αργίλων ποικίλου πάχους. Από τις διάφορες υδρογεωτρήσεις της περιοχής αλλά και από τις πιεζομετρικές προέκυψε ότι το πάχος των πρόσφατων αποθέσεων δεν ξεπερνά τα 15 με 20 m. Oι βαθύτερες γεωτρήσεις έχουν διατρήσει εκτός από τις πρόσφατες και πλειοπλειστοκαινικές αποθέσεις στις οποίες μάλλον εντοπίζονται τα πιο δυναμικά υδροφόρα. Αυτό συμπεραίνεται από το γεγονός ότι στην 10ετία του 80 στην περιοχή επικρατούσαν οι αβαθείς γεωτρήσεις (το πολύ μέχρι 20 m βάθος), οι οποίες τους καλοκαιρινούς μήνες ιδιαίτερα μετά το πρώτο 15ήμερο του Ιουλίου, όταν ο Λίσσος ποταμός σταματούσε τη ροή του, οι γεωτρήσεις αυτές σταδιακά κατέβαζαν τη στάθμη τους και κατά συνέπεια την απόδοσή τους, με αποτέλεσμα το νερό να μην επαρκούσε για τους δύσκολους μήνες. Το γεγονός αυτό είχε ως αποτέλεσμα την εκβάθυνση των γεωτρήσεων κατά θέσεις μέχρι και τα 100 m. Η εκβάθυνση αυτή εκμεταλλευόταν το νερό των πλειοπλειστοκαινικών υδροφορέων των οποίων σήμερα γενικά η παροχή (συμπεριλαμβάνοντας και τους υδροφορείς των προσφάτων αποθέσεων) κατά μέσο όρο κυμαίνεται στα 40 m 3 /h και προς τα βόρεια λόγω καλυτέρων συνθηκών, όπως φάνηκε και στην προηγούμενη παράγραφο, η απόδοση φτάνει και μέχρι τα 60 m 3 /h ή τα 70 m 3 /h. Επίσης ανατολικά της τάφρου και νότια της Ξυλαγανής υπάρχουν λίγες γεωτρήσεις (στις πλειοπλειστοκαινικές αποθέσεις) των οποίων οι παροχές φτάνουν μέχρι τα 100 m 3 /h αλλά γίνεται χρήση μόνο των 60 m 3 /h. Η εκβάθυνση λοιπόν των γεωτρήσεων και η αλλαγή των καλλιεργειών από καλαμπόκι και τεύτλα σε βαμβάκι είχε ως αποτέλεσμα στα μέσα της δεκαετίας του 90 να επαρκεί η ποσότητα του αρδευόμενου νερού και να καλύπτει σχεδόν κατά 100% τις αρδευτικές ανάγκες. Μοναδικό πρόβλημα που προέκυψε ήταν: α) η αχρήστευση των αβαθών γεωτρήσεων λόγω υφαλμύρισης στην περιοχή Ιμέρου και η επέκτασή της σε βαθιές υδροφορείς βόρεια του κάμπου Ιμέρου και β) τα υφάλμυρα νερά που συναντήθηκαν σε βαθύτερα στρώματα στο κέντρο και βόρεια της περιοχής έχουν σχέση με εγκλωβισμένες αλμύρες. Βαθιές γεωτρήσεις συνάντησαν τέτοια νερά, όταν η αντλία ανέβηκε δυο τρεις δεκάδες μέτρα οπότε τότε αντλούσαν συνεχώς νερά γλυκά. Η σχετική υδρογεωλογική έρευνα στην περιοχή περιέλαβε την παρακολούθηση της μεταβολής της στάθμης σε 24 γεωτρήσεις ομοιόμορφα κατανεμημένες στο πεδινό τμήμα, σε τακτά χρονικά διαστήματα από 20/2/1994-7/12/1997 (Πλιάκας κ.ά., 2001, Σακκάς κ.ά., 1998), όπως και σε 25 γεωτρήσεις (10 από τις οποίες είναι 64

80 κοινές με τις προηγούμενες) από 17/12/2002-9/10/2006 (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007). Από τα σχετικά διαγράμματα της μεταβολής του υψομέτρου της στάθμης, που σχεδιάστηκαν για όλες τις γεωτρήσεις, κατά τη 2 η περίοδο, 18 από τα οποία παρουσιάζονται στο σχ. 4.1, προέκυψε ότι (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007): Η διακύμανση των υψομέτρων της στάθμης στις περισσότερες γεωτρήσεις εμφανίζει μια περιοδικότητα η οποία σχετίζεται με την εποχικότητα των βροχοπτώσεων και των αρδευτικών αντλήσεων. Η στάθμη αυξάνει σταδιακά από το μήνα Οκτώβριο έως το μήνα Μάρτιο, γεγονός που μάλλον οφείλεται στον φυσικό εμπλουτισμό από την κατείσδυση των χειμερινών βροχοπτώσεων μέσα από τμήματα του υδροφόρου όπου αυτός εμφανίζεται μερικώς υπό πίεση και σχετικά αβαθής ή ελεύθερος, όπως και από πλευρικές διηθήσεις από τον ποταμό Λίσσο, καθώς επίσης και από πλευρικές εισροές από το ΒΑ τμήμα της περιοχής που επικοινωνεί με την ορεινή ζώνη. Από το μήνα Απρίλιο έως τον Οκτώβριο το υψόμετρο μειώνεται για να καταλήξει στις περισσότερες γεωτρήσεις κάτω από το επίπεδο της θάλασσας, γεγονός που οφείλεται στην υπερεκμετάλλευση του υπογείου νερού κατά τη θερινή περίοδο. Στις γεωτρήσεις 2, 6, 8 και 23 δεν παρατηρείται αξιοσημείωτη μεταβολή της στάθμης στη διάρκεια του έτους (oι μεταβολές αυτές είναι της τάξης του 0,50 m έως και 1,50 m), γεγονός που οφείλεται στο ότι: η γεώτρηση 6 αποτελεί πλέον μια εγκαταλελειμμένη γεώτρηση, οι γεωτρήσεις 2 και 8 βρίσκονται πλησίον του ορεινού όγκου του Ισμάρου στην περιοχή των οποίων εμφανίζεται, όπως προκύπτει και από τους σχετικούς πιεζομετρικούς χάρτες (σχ. 6. 7), κύριος άξονας υπόγειας τροφοδοσίας του υδροφόρου της υπό μελέτη περιοχής και έτσι εξασφαλίζεται άμεση αναπλήρωση, έστω και εν μέρει την εποχή της αιχμής, των αντλούμενων ποσοτήτων νερού. η γεώτρηση 23 βρίσκεται σε άμεση γειτνίαση (περίπου 10 m) με έναν μικρό επιφανειακό ταμιευτήρια, ο οποίος επικοινωνεί με την τάφρο που διατρέχει κατά μήκος το ανατολικό τμήμα της περιοχής έρευνας και ο οποίος ενεργοποιήθηκε κατά τη διάρκεια του έτους 2003 με αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός υβώματος στην περιοχή που περικλείει τη γεώτρηση και συνεπώς την αύξηση της στάθμης του υδροφόρου στην ίδια περιοχή. Ένα αριθμός γεωτρήσεων, οι οποίες εντοπίζονται στο νότιο τμήμα της περιοχής έρευνας (γεωτρήσεις: 12, 15, 16, 19, 20, 22 και 25) παρουσιάζουν αρνητικά υψόμετρα στάθμης, κάτω δηλ. από το επίπεδο της θάλασσας, σχεδόν καθ όλη τη διάρκεια του έτους, εκτός ενός σύντομου χρονικά διαστήματος τους μήνες Φεβρουάριου και Μαρτίου. Η διαπίστωση αυτή συνηγορεί στην εκτίμηση της πιθανής θαλάσσιας διείσδυσης στην περιοχή έρευνας. 65

81 Στους πιεζομετρικούς χάρτες που σχεδιάστηκαν για την περίοδο17/12/2002-9/10/2006 (σχ. 4.2), αλλά και στον πρόσφατο που αναφέρεται στο 10/10/2015 (σχ. 4.3), εντοπίζονται 2 κύριοι άξονες υπόγειας τροφοδοσίας, ο ένας στο ΒΑ όριο της περιοχής (κύρια τροφοδοσία του υδροφόρου από την ευρύτερη περιοχή της ορεινής ζώνης) και ο άλλος στο Ν τμήμα της (τροφοδοσία από τον ποταμό Λίσσο), ο οποίος εμφανίζεται, μετά το 2003, ιδιαίτερα ενισχυμένος, γεγονός που πιθανά οφείλεται στην εκβάθυνση της υπάρχουσας τοπικής τάφρου που έγινε το Επίσης διαπιστώνεται ότι το νότιο τμήμα της περιοχής παρουσιάζει υψόμετρα στάθμης κάτω από το επίπεδο της θάλασσας, σχεδόν καθ όλη τη διάρκεια του έτους, εκτός ενός σύντομου χρονικού διαστήματος μεταξύ των μηνών Φεβρουάριου και Μαρτίου. Το γεγονός αυτό αν αξιολογηθεί, λαμβάνοντας υπόψη και το ότι στους χάρτες των Μαρτίου και Απριλίου των ετών 2005 και 2006 σχεδόν όλη η περιοχή έρευνας εμφανίζει θετικά υψόμετρα στάθμης, αναδεικνύει την αδυναμία του υδροφόρου να ανταποκριθεί στις αυξημένες αντλήσεις, που πραγματοποιούνται στην περιοχή κατά τους θερινούς μήνες, και ταυτόχρονα να διατηρήσει τη στάθμη του υδροφόρου σε υψόμετρα πάνω από τη στάθμη της θάλασσας. (m) (m) /12/ /3/ /6/ /9/ /12/ /3/2004 9/6/2004 7/9/2004 6/12/2004 6/3/2005 4/6/2005 2/9/2005 1/12/2005 1/3/ /5/ /8/ /12/ /3/ /6/ /9/ /12/ /3/2004 9/6/2004 7/9/2004 6/12/2004 6/3/2005 4/6/2005 2/9/2005 1/12/2005 1/3/ /5/ /8/ (m) (m) /12/ /3/ /6/ /9/ /12/ /3/2004 9/6/2004 7/9/2004 6/12/2004 6/3/2005 4/6/2005 2/9/2005 1/12/2005 1/3/ /5/ /8/ /12/ /3/ /6/ /9/ /12/ /3/2004 9/6/2004 7/9/2004 6/12/2004 6/3/2005 4/6/2005 2/9/2005 1/12/2005 1/3/ /5/ /8/ (m) (m) /12/ /3/ /6/ /9/ /12/ /3/2004 9/6/2004 7/9/2004 6/12/2004 6/3/2005 4/6/2005 2/9/2005 1/12/2005 1/3/ /5/ /8/ /12/ /3/ /6/ /9/ /12/ /3/2004 9/6/2004 7/9/2004 6/12/2004 6/3/2005 4/6/2005 2/9/2005 1/12/2005 1/3/ /5/ /8/ Σχήμα 4.1. ιαγράμματα μεταβολής του υψομέτρου της στάθμης του υπόγειου νερού σε γεωτρήσεςι της περιοχής έρευνας (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007). 66

82 Σχήμα 4.2. Πιεζομετρικοί χάρτες του υδροφόρου της περιοχής έρευνας Μαρτίου 2003, 2006 και Οκτωβρίου 2003, 2006 (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) 67

83 Σχήμα 4.3. Πιεζομετρικός χάρτης του υδροφόρου της περιοχής έρευνας ( ). 68

84 5. ΠΟΙΟΤΙΚΟΙ ΧΑΡΑΚΤΗΡΕΣ ΤΩΝ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΝΕΡΩΝ (κύριες βιβλιογραφικές πηγές: Ιμάμ 2011, Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007) Για τον καθορισμό της ποιότητας των νερών άρδευσης και ύδρευσης της υπό εξέτασης περιοχής, πραγματοποιήθηκαν χημικές αναλύσεις στο Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του.π.θ τον Ιούλιο του 2003, Ιούλιο 2006 και Όκτωβριο Πραγματοποιήθηκαν 9 δειγματοληψίες για το 2003, 13 δειγματοληψίες για το 2006 και 10 δειγματοληψίες για το 2015.Αντίστοιχες χημικές αναλύσεις και τα αποτελέσματα φαίνονται στους Πίνακες 5.2(α) - 5.2(β), 5.3(α) - 5.3(β), 5.4(α) - 5.4(β) αντίστοιχα. Για το 2003 τα οκτώ δείγματα έχουν ληφθεί από τις γεωτρήσεις που επιλέχθηκαν για τη μέτρηση της στάθμης, ενώ ένα δείγμα ελήφθη από τη πιο κοντινή στη θάλασσα γεώτρηση για τις ανάγκες του παρόντος κεφαλαίου (στο παρόν κεφάλαιο ονομάζεται γεώτρηση 26) και για την οποία δεν κατέστη δυνατόν να μετρηθούν οι στάθμες κατά την διάρκεια του διαστήματος Οι θέσεις των 8 γεωτρήσεων του Πίνακα 5.2α, 5.2β φαίνονται στον χάρτη 5.1. Για το 2006 τα εννέα δείγματα έχουν ληφθεί από τις γεωτρήσεις που επιλέχθηκαν για τη μέτρηση της στάθμης, ενώ τα υπόλοιπα τέσσερα δείγματα ελήφθησαν από μη καταχωρημένες γεωτρήσεις, (οι υπόλοιπες υπό παρακολούθηση γεωτρήσεις δεν βρισκότανε σε λειτουργία και για το λόγο αυτό δεν ήταν δυνατή η συλλογή δείγματος), για να επιτευχθεί η ομοιομορφία στο χάρτη της κατανομής των μετρήσεων και της δειγματοληψίας. Στο παρόν κεφάλαιο οι γεωτρήσεις αυτές θα ονομάζονται Χ1, Χ2, Χ3 και Χ4. Οι θέσεις των 9 γεωτρήσεων του Πίνακα 5.3(α)-5.3(β) φαίνονται στον χάρτη 5.1. Για το 2015 τα δέκα δείγματα έχουν ληφθεί από τις γεωτρήσεις που επιλέχθηκαν για τη μέτρηση της στάθμης, και η δειγματοληψία έγινε τον Ιούλιο του Οι θέσεις των 10 γεωτρήσεων των Πινάκων 5.4(α), 5.4(β) φαίνονται στον χάρτη 5.2. Οι χημικές αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του.π.θ. με τη βοήθεια του κ. Κ. Ουζούνη (Τεχνολόγος Χημικός, μέλος του Εργαστηρίου Τεχνικής Γεωλογίας του.π.θ). Παράμετροι που εξετάστηκαν είναι οι εξής: Ca 2+, Mg 2+, Na 2+, K +, CO 3-, HCO 3-, Cl -, SO 2-4, NO 3-, NO 2-, αλκαλικότητα P, αλκαλικότητα Μ, σκληρότητα (παροδική,ολική), ph, ηλεκτρική αγωγιμότητα (μs/cm). Τα ανώτατα επιτρεπτά όρια διαφόρων χημικών στοιχείων και ενώσεων στο πόσιμο νερό αναφέρονται στον Πίνακα 5. Σύμφωνα με τις χημικές αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν στο πλαίσιο της εργασίας των ράκου και Μουζαλιώτη ( ράκος και Μουζαλιώτης, 2003) τον Ιούλιο του 2003 προκύπτει, από τους Πίνακες 5.2(α) - 5.2(β), ότι οι τιμές συγκέντρωσης Cl κυμαίνονται από 116 mg/l έως 2375 mg/ L. Όλες οι τιμές είναι μεγαλύτερες των 25 mg/ L και μόνο η γεώτρηση 3 παρουσιάζει συγκέντρωση Cl, που είναι μικρότερη του μέγιστου αποδεκτού ορίου των 250 mg/l. Η συγκεκριμένη βρίσκεται κοντά (200 m) με τη γεώτρηση ύδρευσης του οικισμού Ξυλαγανής. 69

85 Σύμφωνα με τις χημικές αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν στο πλαίσιο της μεταπτυχιακής διατριβής τον Ιούλιο του 2006 προκύπτει, από τον Πίνακα 5.3(α), ότι οι τιμές συγκέντρωσης Cl κυμαίνονται από 57,80 mg/ L έως 4184,28 mg/ L. Όλες οι τιμές είναι μεγαλύτερες των 25 mg/ L ενώ οι γεωτρήσεις που παρουσιάζουν τιμές συγκέντρωσης Cl που είναι μικρότερη του μέγιστου αποδεκτού ορίου των 250 mg/l είναι οι 2, 8, 11, 15, 19 και Χ2 (Ιμάμ, 2011). Σύμφωνα με τις αναλύσεις που πραγματοποιήθηκαν στο πλαίσιο της διπλωματικής εργασίας αυτής τον Οκτώβριο του 2015 προκύπτει απο τον Πίνακα 5.4 (α) ότι οι τιμές συγκέντρωσης Cl κυμαίνονται από 163,12 mg/l έως 1400,67 mg/l. Όλες οι τιμές είναι μεγαλύτερες των 25 mg/lt ενώ οι γεωτρήσεις που παρουσιάζουν τιμές συγκέντρωσης Cl που είναι μικρότερη του μέγιστου επικαιροποιημένου αποδεκτού ορίου των 250 mg/l είναι οι 3, 6, 8, 10, 14, 18. Συμπερασματικά οι μεγάλες συγκεντρώσεις Cl (>250 mg/l, μεγαλύτερες του αποδεκτού ορίου) καθιστούν το νερό της περιοχής μη πόσιμο και φανερώνει τη σοβαρότητα του προβλήματος της θαλάσσιας διείσδυσης στον υδροφόρο ορίζοντα της περιοχής και καθιστά αναγκαία τη λήψη μέτρων ελέγχου της αλατότητας και την καλλιέργεια μόνο ανθεκτικών στην αλατότητα φυτών. Από τους Πίνακες 5.2(β) και 5.3(β) προκύπτει ότι οι τιμές της ειδικής ηλεκτρικής αγωγιμότητας των δειγμάτων που ελήφθησαν το 2003 κυμαίνονται από 933 έως 6895 μs/cm και αυτών του 2006 από 733 έως μs/cm (Ιμάμ, 2011). Ενώ απο τον Πίνακα 5.4 (β) προκύπτει ότι οι τιμές της ειδικής ηλεκτρικής αγωγιμότητας των δειγμάτων που ελήφθησαν το 2015 κυμαίνονται από 1133 έως 4750 μs/cm.οι μεγαλύτερες τιμές (> 4000 μs/cm) παρουσιάζονται για το 2003 στις γεωτρήσεις 22, 23, 25 για το 2006 στη γεώτρηση 25 και για το 2015 στις γεωτρήσεις 23 και 25, ενώ το σύνολο σχεδόν των γεωτρήσεων παρουσιάζει ειδική ηλεκτρική αγωγιμότητα > 1000 μs/cm. Ωστόσο, το κριτήριο της ειδικής ηλεκτρικής αγωγιμότητας έχει ως ανώτατο όριο το EC<2500 μs/cm. Παρατηρούμε ότι το 2003 είναι ακατάλληλες σύμφωνα με το κριτήριο αυτό οι γεωτρήσεις 22, 23 και 25, το 2006 οι γεωτρήσεις 18 και 25 και το 2015 οι γεωτρήσεις 22, 23, 24 και 25.Συμπεραίνουμε από αυτό ότι υπάρχει μια μικρή καλυτέρευση στις Βόρειες περιοχές, ενώ προς τις νότιες περιοχές, οι οποίες είναι κοντά στη θάλασσα και έχουν αυξημένη συγκέντρωση και χλωριόντων, το πρόβλημα επιδεινώνεται. Η οπτική απεικόνιση των παρατηρήσεων αυτών φαίνονται στα σχήματα 5.3, 5.4, 5.5 και 5.6 που ακολουθούν. 70

86 B Λίσσος π. 1 ΑΔΡΙΑΝΗ ΣΤ 6 2 ΜΑΥΡΟΜΜΑΤΙΟ Μεγάλο π km ΞΥΛΑΓΑΝΗ m 8 γεώτρηση παρακολούθησης ΣΤ σταθμηγράφος Σχήμα 5.1. Χάρτης με τις θέσεις των γεωτρήσεων, στην περιοχή έρευνας (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007). 71

87 Σχήμα 5.2. Χάρτης με τις θέσεις των γεωτρήσεων, στην περιοχή έρευνας στο πλαίισο της διπλωματικής εργασίας (2015). 72

88 Πίνακας 5.1. Ανώτατα επιτρεπτά όρια διαφόρων χημικών στοιχείων και ενώσεων στο πόσιμο νερό ΦΕΚ 630, , ΦΕΚ 2075, , ΦΕΚ 3322, , Καλλέργης, 2000). Στοιχείο Ca +2 Mg +2 SO 2-4 HCO 3 - NO - 3 NO - 2 Cl - K + Νa + EC Όριο >100 mg/l >50 mg/l >250 mg/l >500 mg/l >50 mg/l >0,5 mg/l >250 mg/l >12 mg/l >200 mg/l >2500 μs/cm 73

89 Πίνακας 5.2(α). Σημεία νερού ύδρευσης και ποιοτικοί χαρακτήρες τους που παρουσιάζουν τιμές πέραν των ανωτάτων επιθυμητών ή επιτρεπομένων ή αποδεκτών ορίων (8/7/2003) (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007). ΑΡΙΘΜΟΣ ΕΙΓΜΑΤΟΣ (ποσότητα δειγμάτων 100 ml - αντιστοιχία με τον αριθμό γεώτρησης) Ca (mg/l) Mg (mg/l) Na (mg/l) K (mg/l) CO 3 (mg/l) HCO 3 (mg/l) Cl (mg/l) SO 4 (mg/l) 3 70,54 32, , , ,5 6 68,94 156, , , ,97 45, ,42 354, ,22 25, , ,87 15, , , ,67 206, , ,47 133, , , , , , ,

90 Πίνακας 5.2(β). Σημεία νερού ύδρευσης και ποιοτικοί χαρακτήρες τους που παρουσιάζουν τιμές πέραν των ανωτάτων επιθυμητών ή επιτρεπομένων ή αποδεκτών ορίων (8/7/2003) (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007). ΑΡΙΘΜΟΣ ΕΙΓΜΑΤΟΣ (ποσότητα δειγμάτων 100 ml - αντιστοιχία με τον αριθμό γεώτρησης) NO 3 (mg/l) NO 2 (mg/l) ph αγωγιμότητα (μs/cm) αλκαλικότητα P (mg/l) αλκαλικότητα Μ (mg/l) Παροδική Σκληρότητα (⁰F) Ολική Σκληρότητα (⁰F) Revelle , ,5 32,5 36,8 0,5 6 1,5 0 7, ,74 28,7 81,7 2, ,06 8, ,22 26,1 40 1, , ,14 25,7 53,5 5, , , ,6 2, , ,54 27, , , , , , ,2 3, , ,06 20,3 19,6 12,32 75

91 Πίνακας 5.3(α). Σημεία νερού ύδρευσης και ποιοτικοί χαρακτήρες τους που παρουσιάζουν τιμές πέραν των ανωτάτων επιθυμητών ή επιτρεπομένων ή αποδεκτών ορίων (20/7/2006) (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007). ΑΡΙΘΜΟΣ ΕΙΓΜΑΤΟΣ (αντιστοιχία με τον αριθμό γεώτρησης) Ca (mg/l) Mg (mg/l) Na (mg/l) K (mg/l) CO 3 (mg/l) HCO 3 (mg/l) Cl (mg/l) 2 54,9 37, ,14 57, ,36 40, ,52 78, ,3 44, ,68 113, ,87 21, ,52 179, ,9 70, ,42 292, ,37 85, ,04 833, ,47 31, ,66 80, ,51 55, ,52 276, , , ,28 0 Χ1 56,91 65, ,32 261, Χ2 20,84 16, ,76 212,76 82 Χ3 53,7 39, ,52 262,4 77 Χ4 42,48 79, ,2 375,88 84 SO 4 (mg/l) 76

92 Πίνακας 5.3(β). Σημεία νερού ύδρευσης και ποιοτικοί χαρακτήρες τους που παρουσιάζουν τιμές πέραν των ανωτάτων επιθυμητών ή επιτρεπομένων ή αποδεκτών ορίων (20/7/2006) (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007). ΑΡΙΘΜΟΣ ΕΙΓΜΑΤΟΣ (αντιστοιχία με τον αριθμό γεώτρησης) NO 3 (mg/l) NO 2 (mg/l) ph αγωγιμότητα (μs/cm) αλκαλικότητα P (mg/l) αλκαλικότητα Μ (mg/l) Παροδική Σκληρότητα (⁰F) Ολική Σκληρότητα (⁰F) ,22 7, ,74 23,7 28 0, ,07 7, ,32 26,6 33,8 0, ,03 7, ,88 34,4 32,2 0, ,02 7, ,32 21,6 17 1, ,03 7, ,22 31,1 42,4 1, ,02 7, ,64 33,2 56,8 3, ,02 7, ,06 25,8 21,8 0, ,1 7, ,32 36,6 36,9 1,07 Revelle ,05 7, ,72 23, ,01 Χ1 11 0,04 7, , Χ2 3 0,03 7, ,16 30,8 11,8 Χ3 17 0,04 7, ,32 31,6 29,6 Χ4 3 0,03 7, , ,4 77

93 Πίνακας 5.4(α). Σημεία νερού ύδρευσης και ποιοτικοί χαρακτήρες τους που παρουσιάζουν τιμές πέραν των ανωτάτων επιθυμητών ή επιτρεπομένων ή αποδεκτών ορίων (δειγματοληψία Ιούλιος, 2015). ΑΡΙΘΜΟΣ ΕΙΓΜΑΤΟΣ (αντιστοιχία με τον αριθμό γεώτρησης) Ca (mg/l) Mg (mg/l) Na (mg/l) K (mg/l) CO 3 (mg/l) HCO 3 (mg/l) Cl (mg/l) SO 4 (mg/l) 3 115,43 62, , ,68 198, , ,60 54, , ,88 198, ,37 33, , ,44 163, , ,72 15, , ,72 198,576 83, ,06 23, ,72 212,76 72, ,95 31, ,48 234,036 49, ,33 94, ,50 904,23 179, ,60 246, , ,64 228, ,99 189, , , ,04 140, , ,

94 Πίνακας 5.4(β). Σημεία νερού ύδρευσης και ποιοτικοί χαρακτήρες τους που παρουσιάζουν τιμές πέραν των ανωτάτων επιθυμητών ή επιτρεπομένων ή αποδεκτών ορίων (δειγματοληψία: Ιούλιος, 2015). ΑΡΙΘΜΟΣ ΕΙΓΜΑΤΟΣ (αντιστοιχία με τον αριθμό γεώτρησης) NO 3 (mg/l) NO 2 (mg/l) ph αγωγιμότητα (μs/cm) αλκαλικότητα P (mg/l) αλκαλικότητα Μ (mg/l) Παροδική Σκληρότητα (⁰F) Ολική Σκληρότητα (⁰F) Revelle ,041 7, ,88 39,4 54,4 0, , , , , ,04 25,1 34,4 0, ,827 7, , ,8 1, ,093 7, ,52 57,5 17,6 0, , ,68 48,4 32 0, ,214 7, ,5 32,6 80 2, , ,6 201,6 2, , ,02 30,2 201,8 5, ,016 7, ,6 30, ,89 79

95 Α ΡΙΑΝΗ Λίσσος π ΜΑΥΡΟΜΜΑΤΙΟ Μεγάλο π ΞΥΛΑΓΑΝΗ ,5 1km 25 γεώτρηση παρακολούθησης Σχήμα 5.3. Χάρτης με την κατανομή της ηλεκτραγωγιμότητας του υπόγειου υδροφόρου συστήματος (8/7/2003) (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007). 80

96 Α ΡΙΑΝΗ Λίσσος π ΜΑΥΡΟΜΜΑΤΙΟ Μεγάλο π ΞΥΛΑΓΑΝΗ ,5 1km γεώτρηση παρακολούθησης Σχήμα 5.4. Χάρτης με την κατανομή της ηλεκτραγωγιμότητας του υπόγειου υδροφόρου συστήματος (20/7/2006) (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007). 81

97 Σχήμα 5.5. Χάρτης με την κατανομή της συγκέντρωσης ιόντων χλωρίου Cl (Ιούλιος 2015). 82

98 Σχήμα 5.6. Χάρτης με την κατανομή της ηλεκτραγωγιμότητας EC του υπόγειου υδροφόρου συστήματος (Ιούλιος, 2015). 83

99 6. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΜΕΘΟ ΟΥ DRASTIC 6.1. ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ - ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ Ο δείκτης DRASTIC εκτιμήθηκε με βάση τις τιμές κάθε παραμέτρου σε κάθε θέση σημείου νερού (γεωτρήσεις) για το οποίο υπάρχει λιθολογική τομή, μέτρηση της στάθμης του υπόγειου νερού, κλπ. Χρησιμοποιήθηκε επιπλέον το ψηφιακό υπόβαθρο του εδάφους για τον υπολογισμό των κλίσεων (από Google Earth), καθώς και δεδομένα από προηγούμενες έρευνες στην περιοχή που αφορούν σε γεωλογικά, υδρολογικά και υδρογεωλογικά στοιχεία (Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007). Με βάση τα αποτελέσματα της μεθόδου στην περιοχή Ξυλαγανής Ιμέρου συντάχτηκαν χάρτες γενικής και ειδικής τρωτότητας για τα τον μήνα Οκτώβριο του 2015, συγκρίθηκαν με τους αντίστοιχους χάρτες του 2006 (Ιμάμ, 2011), στους οποίους φαίνονται οι τομείς με αυξημένη ή μη διακινδύνευση ρύπανσης των υπόγειων νερών. Έγινε τέλος συγκριτική ανάλυση των αποτελεσμάτων της μεθόδου με συγκεντρώσεις νιτρικών ιόντων (ΝΟ 3- ) που μετρήθηκαν στο πλαίσιο σχετικών χημικών αναλύσεων στην περιοχή έρευνας. Βάθος στάθμης του υπόγειου νερού (D) Το βάθος της στάθμης του υπόγειου νερού (D, depth to groundwater table) είναι σημαντικό γιατί καθορίζει το χρόνο που ταξιδεύει ένας ρύπος για να φτάσει στον υδροφόρο. Στα σχήμα 6.1 και 6.2 παρουσιάζεται η κατανομή του βάθους D του υπόγειου νερού για τις ημερομηνίες: και Στον Πίνακα 6.1 παρουσιάζονται τα βάθη του υπόγειου νερού στις γεωτρήσεις παρακολούθησης της περιοχής έρευνας (σχ. 5.1) για τις ημερομηνίες 9/10/2006 και 10/10/2015 όπως μετρήθηκαν στο πλαίσιο προηγούμενων ερευνών και της παρούσας διπλωματικής εργασίας (Ιμάμ, 2011, Μουζαλιώτης, 2006). Το βάθος της στάθμης του υπόγειου νερού κυμαίνεται απο 2,2 έως 8,4 m και 1,42 έως 8,97 m απο την επιφάνεια του εδάφους, αντίστοιχα για τις 10/10/2015 και 9/10/2006. Η βαρύτητα Dw (weight) της παραμέτρου D εκτιμήθηκε ίση με 5 σύμφωνα με τους αντίστοιχους πίνακες της βιβλιογραφίας (Κεφάλαιο 1 Aller et al., 1987, Βουδούρης, 2009, Καλλέργης, 2000). Στον Πίνακα 6.2 παρουσιάζεται ο βαθμός βαρύτητας στάθμης Dr του υπόγειου νερού, ενώ στους Πίνακες 6.3 και 6.4 η συνολική βαρύτητα του παράγοντα Dr Dw για κάθε γεώτρηση για τα έτη 2015 και 2006 αντίστοιχα. 84

100 Πίνακας 6.1. Βάθος στάθμης του υπόγειου νερού (m) στις γεωτρήσεις παρακολούθησης της περιοχής έρευνας για διάφορες ημερομηνίες. Γεώτρηση 10/10/2015 9/10/2006 (Μουζαλιώτης, 2006) 1 3,8 4,41 2 2,2 1,85 3 3,6 4,8 4 5,5 5,49 5 4,6 6 3,7 3,35 7 3,8 4,27 8 3,1 2,89 9 5,8 10 8,4 5, ,4 6,6 12 2,5 8, ,3 7, ,4 6, ,5 6, ,8 6,5 19 4,6 6, ,7 6, ,8 22 2,2 5, , ,3 5,01 Πίνακας 6.2. Bαθμός βαρύτητας του βάθους στάθμης Dr του υπόγειου νερού (Ιμάμ, 2011). D βαθμοί 0-3m m 9 4-5m 8 5-6m 7 6-7m 6 7-8m 5 8-9m m m 2 >11 m 1 85

101 Σχήμα 6.1. Κατανομή του βάθους στάθμης του υπόγειου νερού (m) (Depth to groundwater table),

102 Σχήμα 6.2. Κατανομή του βάθους στάθμης του υπόγειου νερού (m) (Depth to groundwater table), (Ιμάμ, 2011). 87

103 Πίνακας 6.3. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Dr Dw για κάθε γεώτρηση (2015). 1 βάθος στάθμης υπόγειου νερού - depth to groundwater table (D) D (m) Dr (βαθμονόμηση - rating) Dw (βαρύτητα - weight) Dr Dw (συνολική βαρύτητα - total weight) 1 3, , , , , , , , , , , , , , , ,

104 Πίνακας 6.4. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Dr Dw για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011). 1 βάθος στάθμης υπόγειου νερού - depth to groundwater table (D) D (m) Dr (βαθμονόμηση - rating) Dw (βαρύτητα - weight) Dr Dw (συνολική βαρύτητα - total weight) 1 4, , , , , , , , , , , , , , , , , ,

105 Εμπλουτισμός υδροφόρου (R) Ο εμπλουτισμός (R, aquifer recharge) αντιπροσωπεύει την ετήσια ποσότητα του νερού σε mm, που κατεισδύει από την επιφάνεια του εδάφους στον υδροφόρο. Η μέση ετήσια βροχόπτωση έχει υπολογισθεί σε 411,9 mm ( ) (στοιχεία από - σταθμός Ιμέρου Ροδόπης Θράκη). Ο συντελεστής κατείσδυσης είναι συνάρτηση του ύψους βροχής, της κλίσης του αναγλύφου και της περατότητας του εδάφους. Ο συντελεστής κατείσδυσης υπολογίστηκε σε 10 % μέσης ετήσιας βροχόπτωσης για την περίοδο (από ανάλογες έρευνες στο γειτονικό πεδίο του Ν παράκτιου πεδινού τμήματος του Ν. Ροδόπης Kallioras et al., 2010). Λαμβάνοντας υπόψη κυρίως το υλικό της ακόρεστης ζώνης και λιγότερο την κλίση του αναγλύφου, και με βάση τη διαπίστωση της διαφορετικής εδαφικής σύστασης της ακόρεστης ζώνης σε κάθε σημείο της εκάστοτε γεώτρησης, κρίθηκε σκόπιμο να μειωθούν αντίστοιχα οι τιμές της ενεργής κατείσδυσης κατά 10% και 20% περίπου, καταλήγοντας στις τιμές του Πίνακα 6.5, δηλαδή 9% και 8%. Οι τιμές αυτές της ενεργής κατείσδυσης αντιστοιχούν σε αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό και αργιλικό υλικό της ακόρεστης ζώνης. Οι τιμές του εμπλουτισμού R για κάθε γεώτρηση σε mm/year, υπολογίσθηκε πολλαπλασιάζοντας τους συντελεστές κατείσδυσης επί τη μέση ετήσια βοχόπτωση των 411,9 mm λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση (υλικό) της ακόρεστης ζώνης (I), όπως φαίνεται στον Πίνακα 6.7. Προέκυψαν έτσι οι τρείς τιμές R: 41,10 mm, 37 mm και 32 mm. Η βαρύτητα της παραμέτρου Rw εκτιμήθηκε ίση με 4 σύμφωνα με τους αντίστοιχους πίνακες της βιβλιογραφίας (Κεφάλαιο 1 - Aller et al., 1987, Βουδούρης, 2009, Καλλέργης, 2000). Πίνακας 6.5. Bαθμός βαρύτητας του εμπλουτισμού Rr (Ιμάμ, 2011). συντελεστής ενεργούς I αμμώδες υλικό κατείσδυσης 10% (Kallioras et al., 2010) αργιλο-αμμώδες υλικό 9% (-10% περίπου)** αργιλικό υλικό 8% (-20% περίπου)** **: λόγω κυρίως υλικού ακόρεστης ζώνης και μερικώς λόγω κλίσης αναγλύφου Εμπλουτισμός R (mm) Βαθμονόμηση < >

106 Παρακάτω παρουσιάζεται οι Πίνακες 6.6 και 6.7 με τη συνολική βαρύτητα της παραμέτρου Rr Rw για κάθε γεώτρηση για τα έτη 2015 και Πίνακας 6.6. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Rr Rw για κάθε γεώτρηση (2015). 2 εμπλουτισμός υδροφόρου - aquifer recharge (R) R (mm/year) Rr (βαθμονόμηση - rating) Rw (βαρύτητα - weight) Rr Rw (συνολική βαρύτητα - total weight) 1 41, , , , , , , , , , , , , , , ,

107 Πίνακας 6.7. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Rr Rw για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011) 2 εμπλουτισμός υδροφόρου - aquifer recharge (R) R (mm/year) Rr (βαθμονόμηση - rating) Rw (βαρύτητα - weight) Rr Rw (συνολική βαρύτητα - total weight) 1 55, , , , , , , , , , , , , , , , , ,

108 Υλικό υδροφορέα (Α) Με βάση τις σχετικές έρευνες που έχουν προηγηθεί στην περιοχή, που περιλαμβάνουν γεωφυσικές διασκοπήσεις, ερευνητικές γεωτρήσεις και από τη μελέτη χρήσιμων στοιχείων του γεωλογικού χάρτη της περιοχής έρευνας (Κεφάλαιο 2, Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007, Σακκάς, κ.ά., 1998) προέκυψαν οι χαρακτηρισμοί του υλικού του υδροφρορέα στους Πίνακες 6.9 και Η βαρύτητα της παραμέτρου Aw εκτιμήθηκε ίση με 3 σύμφωνα με τους αντίστοιχους πίνακες της βιβλιογραφίας (Κεφάλαιο 1 - Aller et al., 1987, Βουδούρης, 2009, Καλλέργης, 2000). Ο Πίνακας 6.8 παρουσιάζει το βαθμό βαρύτητας Ar του υλικού του υδροφόρου συσχετιζόμενο με τις τιμές της υδραυλικής αγωγιμότητας. Οι Πίνακες 6.9 και 6.10 παρουσιάζουν τη συνολική βαρύτητα του παράγοντα Αr Αw για κάθε γεώτρηση. Πίνακας 6.8. Bαθμός βαρύτητας Ar του υλικού του υδροφόρου και συσχέτιση με την υδραυλική αγωγιμότητα C (Ιμάμ, 2011, Καλλέργης, 1999, Todd and Mays, 2005, Domenico and Schwartz, 1998) υλικό υδροφορέα Α βαθμοί αμμώδεις αποθέσεις 9 αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις 8 αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις 7 αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις 6 Α* (m/sec) αμμώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις < *: Καλλέργης, 1999, Todd and Mays, 2005, Domenico and Schwartz,

109 Πίνακας 6.9. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Αr Αw για κάθε γεώτρηση (2015) A αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις 3 υλικό υδροφορέα - aquifer media (A) Ar (βαθμονόμηση - rating) Aw (βαρύτητα - weight) Ar Aw (συνολική βαρύτητα - total weight) αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις

110 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Αr Αw για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011) A αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις 3 υλικό υδροφορέα - aquifer media (A) Ar (βαθμονόμηση - rating) Aw (βαρύτητα - weight) Ar Aw (συνολική βαρύτητα - total weight) αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις

111 Εδαφικό Υλικό (S) Στην εδαφική ζώνη και ιδιαίτερα στη ζώνη των ριζών, το ρυπαντικό φορτίο εξασθενεί και πολλές ουσίες αποικοδομούνται απο μικροοργανισμούς. Με βάση τις σχετικές έρευνες που έχουν προηγηθεί στην περιοχή, που περιλαμβάνουν γεωφυσικές διασκοπήσεις, ερευνητικές γεωτρήσεις (Κεφάλαιο 2, Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007, Σακκάς, κ.ά., 1998) προέκυψαν οι χαρακτηρισμοί του εδαφικού υλικού στους Πίνακες 6.12, 6.13, 6.14 και Σε σχέση με εδαφικό υλικό (S, soil media), το έδαφος ταξινομήθηκε σε 2 κλάσεις (Πίνακας 6.11): αμμο-αργιλώδες (6 βαθμοί) και αργιλο-αμμώδες (4 βαθμοί). Η βαρύτητα της παραμέτρου Sw εκτιμήθηκε ίση με 2 (Γενική Τρωτότητα) και 5 (Ειδική Τρωτότητα) σύμφωνα με τους αντίστοιχους πίνακες της βιβλιογραφίας (Κεφάλαιο 1 - Aller et al., 1987, Βουδούρης, 2009, Καλλέργης, 2000). Πίνακας Βαθμός βαρύτητας του εδαφικού υλικού Sr (Ιμάμ, 2011). εδαφικό υλικό S βαθμοί αμμο-αργιλώδες υλικό 6 αργιλο-αμμώδες υλικό 4 (από Aller et al., 1987) Παρακάτω παρατίθενται οι Πίνακες 6.12, 6.13, 6.14 και 6.15 με τη συνολική βαρύτητα του παράγοντα Sr Sw για κάθε γεώτρηση για τα έτη 2015 και 2006 στο πλαίσιο του υπολογισμού της Γενικής και της Ειδικής Τρωτότητας. 96

112 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Sr Sw για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2015). 4 εδαφικό υλικό - soil media (S) S Sr (βαθμονόμηση - rating) Sw (βαρύτητα - weight) Sr Sw (συνολική βαρύτητα - total weight) 1 αμμο-αργιλώδες υλικό αμμο-αργιλώδες υλικό αμμο-αργιλώδες υλικό αμμο-αργιλώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αμμο-αργιλώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό

113 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Sr Sw για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2015). 4 εδαφικό υλικό - soil media (S) S Sr (βαθμονόμηση - rating) Sw (βαρύτητα - weight) Sr Sw (συνολική βαρύτητα - total weight) 1 αμμο-αργιλώδες υλικό αμμο-αργιλώδες υλικό αμμο-αργιλώδες υλικό αμμο-αργιλώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αμμο-αργιλώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό

114 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Sr Sw για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011). 4 εδαφικό υλικό - soil media (S) S Sr (βαθμονόμηση - rating) Sw (βαρύτητα - weight) Sr Sw (συνολική βαρύτητα - total weight) 1 αμμο-αργιλώδες υλικό αμμο-αργιλώδες υλικό αμμο-αργιλώδες υλικό αμμο-αργιλώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αμμο-αργιλώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό

115 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Sr Sw για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011). 4 εδαφικό υλικό - soil media (S) S Sr (βαθμονόμηση - rating) Sw (βαρύτητα - weight) Sr Sw (συνολική βαρύτητα - total weight) 1 αμμο-αργιλώδες υλικό αμμο-αργιλώδες υλικό αμμο-αργιλώδες υλικό αμμο-αργιλώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αμμο-αργιλώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό

116 Κλίση του αναγλύφου (Τ) Το ανάγλυφο της περιοχής του υδροφόρου είναι σχετικά ήπιο και ο καθορισμός των κλίσεων έγινε με βάση το ψηφιακό υπόβαθρο του εδάφους και με τη βοήθεια του Google Earth. Οι τιμές της κλίσης του αναγλύφου Τ (%) παρουσιάζονται στους Πίνακες 6.17, 6.18, 6.19 και Η βαρύτητα της παραμέτρου Tw εκτιμήθηκε ίση με 1 (Γενική Τρωτότητα) και 3 (Ειδική Τρωτότητα) σύμφωνα με τους αντίστοιχους πίνακες της βιβλιογραφίας (Κεφάλαιο 1 - Aller et al., 1987, Βουδούρης, 2009, Καλλέργης, 2000). Παρακάτω παρουσιάζεται ο πίνακας όπου εκτιμάται ο βαθμός βαρύτητας της κλίσης του αναγλύφου Tr της περιοχής για διάφορα πεδία διακύμανσης τιμών κλίσεων (%). Πίνακας Bαθμός βαρύτητας Tr της κλίσης του αναγλύφου (Ιμάμ, 2011). T % Βαθμονόμηση 0-1,0 10 1,0-2,0 9 2,0-6,0 8 >6,0 7 Κατόπιν, παρατίθενται οι Πίνακες 6.17, 6.18, 6.19 και 6.20 που καταγράφουν τη συνολική βαρύτητα του παράγοντα Τr Τw για κάθε γεώτρηση για τα έτη 2015 και 2006 στο πλαίσιο του υπολογισμού της Γενικής και της Ειδικής Τρωτότητας. 101

117 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Τr Τw για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2015). 5 κλίση αναγλύφου - topography (T) T (%) Tr (βαθμονόμηση - rating) Tw (βαρύτητα - weight) Tr Tw (συνολική βαρύτητα - total weight) ,3 0,9 0,1 0,8 1,2 0,8 0,8 0,9 1,0 1,0 1,0 0,6 1,2 0,6 0,6 0,9 1,1 0,

118 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Τr Τw για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2015). 5 κλίση αναγλύφου - topography (T) T (%) Tr (βαθμονόμηση - rating) Tw (βαρύτητα - weight) Tr Tw (συνολική βαρύτητα - total weight) 1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , ,

119 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Τr Τw για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011). 5 κλίση αναγλύφου - topography (T) T (%) Tr (βαθμονόμηση - rating) Tw (βαρύτητα - weight) Tr Tw (συνολική βαρύτητα - total weight) ,3 0,9 0,1 0,8 1,2 0,8 0,8 0,9 1,0 1,0 1,0 0,6 1,2 0,6 0,6 0,9 1,1 0,

120 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Τr Τw για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011). 5 κλίση αναγλύφου - topography (T) T (%) Tr (βαθμονόμηση - rating) Tw (βαρύτητα - weight) Tr Tw (συνολική βαρύτητα - total weight) 1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , ,

121 Επίδραση της ακόρεστης ζώνης (I) Η επίδραση της ακόρεστης ζώνης (I, impact of vadoze zone) είναι σημαντική, αφού η ζώνη αυτή παίζει σημαντικό ρόλο στη μείωση της ρύπανσης λόγω της βραδείας κίνησης του νερού καθώς και διαφόρων διαδικασιών που λαμβάνουν χώρα σε αυτή όπως: προσρόφηση και απαλλαγή κατιόντων, χημικές αντιδράσεις, μείωση παθογόνων μικροοργανισμών κλπ. Ο βαθμός εξασθένισης των ρύπων στην ακόρεστη ζώνη εξαρτάται απο τη λιθολογία της, την κοκκομετρία της, το πάχος της, τα χαρακτηριστικά του ρύπου, τη συγκέντρωση του κλπ. Με βάση τις σχετικές έρευνες που έχουν προηγηθεί στην περιοχή, που περιλαμβάνουν γεωφυσικές διασκοπήσεις, ερευνητικές γεωτρήσεις (Κεφάλαιο 2, Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007, Σακκάς, κ.ά., 1998) προέκυψαν οι χαρακτηρισμοί του υλικού της ακόρεστης ζώνης στους Πίνακες 6.22, 6.23, 6.24 και Στον Πίνακα 6.21 παρουσιάζεται ο βαθμός βαρύητας Ir της ακόρεστης ζώνης για αμμώδες υλικό (9 βαθμοί), αργιλο-αμμώδες υλικό (6 βαθμοί) και αργιλικό υλικό (4 βαθμοί). Η βαρύτητα της παραμέτρου Iw εκτιμήθηκε ίση με 5 (Γενική Τρωτότητα) και 3 (Ειδική Τρωτότητα) σύμφωνα με τους αντίστοιχους πίνακες της βιβλιογραφίας (Κεφάλαιο 1 - Aller et al., 1987, Βουδούρης, 2009, Καλλέργης, 2000). Η βαθμονόμηση του παράγοντα Ιr Ιw φαίνεται στους Πίνακες 6.22, 6.23, 6.24 και 6.25 για κάθε γεώτρηση για τα έτη 2015 και 2006 στο πλαίσιο του υπολογισμού της Γενικής και της Ειδικής Τρωτότητας Πίνακας Βαθμός βαρύτητας της ακόρεστης ζώνης Ιr (Ιμάμ. 2011). ακόρεστη ζώνη I βαθμοί αμμώδες υλικό 9 αργιλο-αμμώδες υλικό 6 αργιλικό υλικό 4 106

122 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Ir Iw για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2015) 6 επίδραση της ακόρεστης ζώνης - impact of vadoze zone (I) I Ir (βαθμονόμηση - rating) Iw (βαρύτητα - weight) Ir Iw (συνολική βαρύτητα - total weight) 1 αμμώδες υλικό αμμώδες υλικό αμμώδες υλικό αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλικό υλικό αργιλικό υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλικό υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό

123 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Ir Iw για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2015) 6 επίδραση της ακόρεστης ζώνης - impact of vadoze zone (I) I Ir (βαθμονόμηση - rating) Iw (βαρύτητα - weight) Ir Iw (συνολική βαρύτητα - total weight) 1 αμμώδες υλικό αμμώδες υλικό αμμώδες υλικό αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλικό υλικό αργιλικό υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλικό υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό

124 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Ir Iw για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011). 6 επίδραση της ακόρεστης ζώνης - impact of vadoze zone (I) I Ir (βαθμονόμηση - rating) Iw (βαρύτητα - weight) Ir Iw (συνολική βαρύτητα - total weight) 1 αμμώδες υλικό αμμώδες υλικό αμμώδες υλικό αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλικό υλικό αργιλικό υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλικό υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό

125 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Ir Iw για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011). 6 επίδραση της ακόρεστης ζώνης - impact of vadoze zone (I) I Ir (βαθμονόμηση - rating) Iw (βαρύτητα - weight) Ir Iw (συνολική βαρύτητα - total weight) 1 αμμώδες υλικό αμμώδες υλικό αμμώδες υλικό αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλικό υλικό αργιλικό υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό αργιλικό υλικό αργιλο-αμμώδες υλικό

126 Υδραυλική αγωγιμότητα (C) Η υδραυλική αγωγιμότητα (C, hydraulic conductivity) ελέγχει την ευκολία κίνησης του υπόγειου νερού στην κορεσμένη ζώνη και κατά συνέπεια των ρύπων. Η υδραυλική αγωγιμότητα εκτιμήθηκε με βάση την κοκκομετρική σύσταση του υλικού του υδροφόρου στηριζόμενοι στις αποτιμήσεις τιμών της υδραυλικής αγωγιμότητας σε σχέση με την κοκκομετρική σύνθεση διαφόρων εδαφικών υλικών (Καλλέργης, 1999, Todd and Mays, 2005, Domenico and Schwartz, 1998). Η βαρύτητα της παραμέτρου Cw εκτιμήθηκε ίση με 3 (Γενική Τρωτότητα) και 2 (Ειδική Τρωτότητα) σύμφωνα με τους αντίστοιχους πίνακες της βιβλιογραφίας (Κεφάλαιο 1 - Aller et al., 1987, Βουδούρης, 2009, Καλλέργης, 2000). Ο βαθμός βαρύτητας Cr της υδραυλικής αγωγιμότητας φαίνεται στον Πίνακα 6.26 και σχετίζεται με το υλικό του υδροφορέα Α. Η βαθμονόμηση του παράγοντα Cr Cw φαίνεται στους Πίνακες 6.27, 6.28, 6.29 και 6.30 για κάθε γεώτρηση για τα έτη 2015 και 2006 στο πλαίσιο του υπολογισμού της Γενικής και της Ειδικής Τρωτότητας. Πίνακας Βαθμός βαρύτητας της υδραυλικής αγωγιμότητας Cr (Ιμάμ, 2011). Υδραυλική Αγωγιμότητα Υδροφόρου (C) Μεταβλητές του δείκτη Χαρακτηρισμός υδραυλικής ιακύμανση* (m/sec) Βαθμονόμηση Υψηλή > Μέση ,5 Χαμηλή Πολύ χαμηλή < ,5 Α* (m/sec) αμμώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις < *: Καλλέργης, 1999, Todd and Mays, 2005, Domenico and Schwartz,

127 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Cr Cw για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2015) 7 υδραυλική αγωγιμότητα - hydaulic condauctivity (C) C (m/sec) αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις 6 αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις Cr (βαθμονόμηση - rating) Cw (βαρύτητα - weight) Cr Cw (συνολική βαρύτητα - total weight) ,5 3 22, ,5 3 7, ,5 3 7, ,5 3 7, ,5 3 7, ,5 3 7, ,5 3 7, ,5 3 7,5 112

128 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Cr Cw για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2015) 7 υδραυλική αγωγιμότητα - hydaulic condauctivity (C) C (m/sec) αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις 6 αμμώδεις αποθέσεις Cr (βαθμονόμηση - rating) Cw (βαρύτητα - weight) Cr Cw (συνολική βαρύτητα - total weight) , αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις , , , , , , ,

129 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Cr Cw για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011) υδραυλική αγωγιμότητα - hydaulic condauctivity (C) C (m/sec) αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις 6 αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις Cr (βαθμονόμηση - rating) Cw (βαρύτητα - weight) Cr Cw (συνολική βαρύτητα - total weight) ,5 3 22, ,5 3 7, ,5 3 7, ,5 3 7, ,5 3 7, ,5 3 7, ,5 3 7, ,5 3 7, ,5 3 7, ,5 3 7,5 114

130 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα Cr Cw για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011) υδραυλική αγωγιμότητα - hydaulic condauctivity (C) C (m/sec) αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις Cr (βαθμονόμηση - rating) Cw (βαρύτητα - weight) Cr Cw (συνολική βαρύτητα - total weight) , , , , , , , , , ,

131 6.2. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΙΚΤΗ DRASTIC Ο δείκτης DRASTIC είναι ένας δείκτης τρωτότητας και δίνεται από τη σχέση: DVI = Dr Dw + Rr Rw + Ar Aw + Sr Sw + Tr Tw + Ir Iw + Cr Cw όπου DVI είναι ο δείκτης Drastic Vulnerability Index (Ιμάμ, 2011). Με βάση της τιμές των επιμέρους βαθμονομήσεων για κάθε παράμετρο, υπολογίσθηκαν οι τιμές DVI 2015 και 2006 για τη Γενική Τρωτότητα και την Ειδική Τρωτότητα (Πϊνακες 6.32, 6.33, 6.34, 6.35), Οι υψηλότερες τιμές του δείκτη DVI αντιστοιχούν σε υποπεριοχές (τομείς) με μεγαλύτερη διακινδύνευση σε ρύπανση των υπόγειων νερών. Με βάση τη διακύμανση των τιμών του δείκτη DRASTIC και τη σχετική βιβλιογραφία στοιχεία της οποίας παρατίθενται στο 1 ο Κεφάλαιο, η περιοχή έρευνας διαιρείται σε 5 ζώνες τρωτότητας (Πίνακας 6.31): 1 η ζώνη, πολύ χαμηλής τρωτότητας, με τιμές συντελεστή τρωτότητας DVI μικρότερες της τιμής 100, 2 η ζώνη, χαμηλής τρωτότητας, με τιμές συντελεστή τρωτότητας DVI από 100 έως 120, 3 η ζώνη, μέτριας τρωτότητας, με τιμές συντελεστή τρωτότητας DVI από 120 έως 140, 4 η ζώνη, υψηλής τρωτότητας, με τιμές συντελεστή τρωτότητας DVI από 140 έως 160, 5 η ζώνη, πολύ υψηλής τρωτότητας, με τιμές συντελεστή τρωτότητας DVI μεγαλύτερες της τιμής 160. Πίνακας Χαρακτηρισμός Τρωτότητας με βάση τις τιμές του δείκτη DVI. DVI Τρωτότητα >160 πολύ υψηλή υψηλή μέτρια χαμηλή <100 πολύ χαμηλή Στους Πίνακες 6.32, 6,33, 6,34, 6,35 παρουσιάζονται οι τιμές του δείκτη DRASTIC για κάθε γεώτρηση για τα έτη 2015 και 2006 στο πλαίσιο του υπολογισμού της Γενικής και της Ειδικής Τρωτότητας. 116

132 Πίνακας 6.32.Tιμές του δείκτη DRASTIC για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2015). ΕΙΚΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ DRASTIC (DRATSIC VULNERABILITY INDEX) DVI , , , , , , , , , ,5 ΓΕΝΙΚΗ

133 Πίνακας Tιμές του δείκτη DRASTIC για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2015). ΕΙΚΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ DRASTIC (DRATSIC VULNERABILITY INDEX) DVI ΕΙ ΙΚΗ

134 Πίνακας Tιμές του δείκτη DRASTIC για κάθε γεώτρηση (Γενική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011). ΕΙΚΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ DRASTIC (DRATSIC VULNERABILITY INDEX) DVI , , , , , , , , , ,5 ΓΕΝΙΚΗ

135 Πίνακας Tιμές του δείκτη DRASTIC για κάθε γεώτρηση (Ειδική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011). ΕΙΚΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ DRASTIC (DRATSIC VULNERABILITY INDEX) DVI ΕΙ ΙΚΗ

136 Για τον έλεγχο της αξιοπιστίας της μεθόδου χρησιμοποιήθηκαν τα αποτελέσματα χημικών αναλύσεων απο δείγματα υπογείου νερού (Ιούλιος 2006 Ιούλιος 2015), που έγιναν στο πλαίσιο προηγούμενης έρευνας στην περιοχή (Μουζαλιώτης, 2006, Ιμάμ, 2011) και στο πλαίσιο της διπλωματικής εργασίας (Κεφάλαιο 5). Συγκεκριμένα, διερευνήθηκε η συσχέτιση μεταξύ της συγκέντρωσης των νιτρικών ιόντων (NO 3- ) και των τιμών του δείκτη τρωτότητας DVI. Οι φυσικές συγκεντρώσεις νιτρικών στο υπόγειο νερό είναι της τάξης 0,1 έως 10 mg/l, με τιμές που μπορούν να φτάσουν ως και τα 600 mg/l ή και περισσότερο. Οι υψηλές συγκεντρώσεις νιτρικών στα υπόγεια νερά προέρχονται είτε απ' ευθείας από μολυσμένα επιφανειακά νερά που φτάνουν στα πηγάδια ή τις γεωτρήσεις είτε από φυσικές διηθήσεις μολυσμένων επιφανειακών νερών. ηλαδή, υπερβολικές ποσότητες νιτρικών ιόντων στα νερά των γεωτρήσεων που μπορεί να προκύψουν εξ αιτίας διαρροών από βόθρους και από υπερβολική χρήση λιπασμάτων, όπως συνηθίζεται στην ελληνική γεωργία, ή ακόμα και από απλή χρήση λιπασμάτων αλλά σε αμμώδη εδάφη. υστυχώς τέτοιες εστίες μόλυνσης αποτελούν πραγματικότητα στις αγροτικές περιοχές. Συγκεντρώσεις μεγαλύτερες των 45 mg/l είναι ανεπιθύμητες στα νερά οικιακής χρήσης λόγω της δυνατής τοξικής δράσης σε βρέφη. Το ασφαλές όριο για οικιακή χρήση σύμφωνα με τον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας θεωρείται το 45 mg/l. Αυτό ισοδυναμεί με 10 mg/l καθαρό Ν 2. Θα πρέπει να αναφερθεί ότι τα νιτρικά δεν απομακρύνονται με το βρασμό παρά μόνο με απόσταξη. Συνήθως η περιοχές που εμφανίζουν νιτρορρύπανση σε υπόγεια νερά, έχουν άμεση σχέση με τη σύσταση του επιφανειακού εδάφους και κυρίως με το βάθος του υδροφόρου ορίζοντα. Επισημαίνεται ότι το ανώτερο επιτρεπόμενο όριο συγκέντρωσης νιτρικών ιόντων (NO 3- ) για πόση είναι η τιμή των 50 mg/l (Καλλέργης, 2000). Στους Πίνακες 6.36, 6.37, 6.38 και 6.39 διαφαίνεται ότι σε όλα τα δείγματα που εξετάσθηκαν δεν προκύπτουν τιμές συγκεντρώσεων νιτρικών (NO 3- ), μεγαλύτερες των 45 mg/l. ιαφαίνεται επίσης από τους ίδιους Πίνακες ότι οι μεγαλύτερες τιμές του δείκτη DRASTIC DVI αντιστοιχούν σε σχετικά μεγάλες τιμές συγκέντρωσης νιτρικών (NO 3- ). 121

137 Πίνακας Tιμές του δείκτη DRASTIC σε σχέση με τις τιμές συγκέντρωσης νιτρικών ιόντων (NO 3- ) σε mg/l, Ιούλιος 2015 (Γενική Τρωτότητα, 2015). ΕΙΚΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ DRASTIC (DRATSIC VULNERABILITY INDEX) DVI NO 3 (mg/l) , , , ,5 28 ΓΕΝΙΚΗ 2015 Πίνακας Tιμές του δείκτη DRASTIC σε σχέση με τις τιμές συγκέντρωσης νιτρικών ιόντων (NO 3- ) σε mg/l, Ιούλιος 2015 (Ειδική Τρωτότητα, 2015). ΕΙΚΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ DRASTIC (DRATSIC VULNERABILITY INDEX) DVI NO 3 (mg/l) ΕΙ ΙΚΗ

138 Πίνακας Tιμές του δείκτη DRASTIC σε σχέση με τις τιμές συγκέντρωσης νιτρικών ιόντων (NO 3- ) σε mg/l, Ιούλιος 2006 (Γενική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011). DVI - NO 3 (mg/l) 2 168,0 18, ,0 12, ,5 5, ,0 3, ,0 22, ,5 5, ,5 3, ,5 4, ,5 3,00 ΓΕΝΙΚΗ 2006 Πίνακας Tιμές του δείκτη DRASTIC σε σχέση με τις τιμές συγκέντρωσης νιτρικών ιόντων (NO 3- ) σε mg/l, Ιούλιος 2006 (Ειδική Τρωτότητα, 2006) (Ιμάμ, 2011). DVI - NO 3 (mg/l) , , , , , , , , ,00 ΕΙ ΙΚΗ

139 6.3. ΧΑΡΤΕΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ Με βάση τα αποτελέσματα της μεθόδου DRASTIC στην περιοχή της Ξυλαγανής - Ιμέρου συντάχτηκαν χάρτες τρωτότητας (σχ. 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8) στους οποίος διαφαίνονται οι 5 ζώνες τρωτότητας - διακινδύνευσης ρύπανσης των υπόγειων νερών της περιοχής, όπου (Πίνακας 6.31): Η 1 η ζώνη, πολύ χαμηλής τρωτότητας, με τιμές συντελεστή τρωτότητας DVI μικρότερες της τιμής 100, με πράσινο χρώμα, εκτείνεται στο κεντρικό τμήμα της περιοχής έρευνας, Η 2 η ζώνη, χαμηλής τρωτότητας, με τιμές συντελεστή τρωτότητας DVI από 100 έως 120, με κίτρινο χρώμα, εκτείνεται περιφερειακά του κεντρικού τμήματος της περιοχής έρευνας, Η 3 η ζώνη, μέτριας τρωτότητας, με τιμές συντελεστή τρωτότητας DVI από 120 έως 140, με πορτοκαλί χρώμα, εκτείνεται προς το Ν και Ν τμήμα της περιοχής έρευνας, Η 4 η ζώνη, υψηλής τρωτότητας, με τιμές συντελεστή τρωτότητας DVI από 140 έως 160, με κόκκινο χρώμα, εκτείνεται προς τα ΒΑ της περιοχής έρευνας, Η 5 η ζώνη, πολύ υψηλής τρωτότητας, με τιμές συντελεστή τρωτότητας DVI μεγαλύτερες της τιμής 160, με κόκκινο χρώμα, εκτείνεται εκτείνεται προς τα ΒΑ της περιοχής έρευνας. Με βάση τις τιμές συγκεντρώσεων νιτρικών (NO 3- ), όπως υπολογίσθηκαν από τις χημικές αναλύσεις απο δείγματα υπογείου νερού των περιόδων Ιουλίου 2006 και 2015, που έγιναν στο πλαίσιο προηγούμενης έρευνας στην περιοχή (Μουζαλιώτης, 2006, Ιμάμ, 2011) και στο πλαίσιο της διπλωματικής εργασίας (Πίνακες 6.35, 6.36, 6.37 και 6.38) σχεδιάστηκαν οι αντίστοιχοι χάρτες κατανομής της συγκέντρωσης νιτρικών ιόντων (ΝΟ 3- ) σε mg/l (σχ. 6.7, 6.8). Στους χάρτες αυτούς διαφαίνονται οι Ν και κυρίως ΒΑ περιοχές των χαρτών για το 2015 και το κεντρικό και το ΒΑ τμήμα για το 2006, όπου παρουσιάζονται οι μεγαλύτερες συγκεντρώσεις νιτρικών, οι οποίες στο μεγαλύτερο τμήμα τους συμπίπτουν με την 4 η και 5 η ζώνη υψηλής και πολύ υψηλής τρωτότητας (ζώνες με τις υψηλότερες τιμές συντελεστή τρωτότητας DVI, μεγαλύτερες της τιμής 140). Η τελευταία διαπίστωση, σε συνδυασμό με τα στοιχεία Πινάκων 6.35, 6.36, 6.37 και 6.38, αποτελεί ένα ισχυρό αποδεικτικό στοιχείο στην ανάδειξη της αξιοπιστίας της προσπάθειας αποτίμησης με τη μέθοδο DRASTIC, της τρωτότητας - διακινδύνευσης ρύπανσης των υπόγειων νερών της περιοχής έρευνας κυρίως από το έδαφος προς τον υδροφόρο και μέσω της ακόρεστης ζώνης. 124

140 Σχήμα 6.3. Κατανομή του δείκτη τρωτότητας (DVI) στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου (Οκτώβριος, 2015). 125

141 Σχήμα 6.4. Κατανομή του δείκτη ειδικής τρωτότητας (DVI) στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου (Οκτώβριος, 2015). 126

142 1 Α ΡΙΑΝΗ ΜΑΥΡΟΜΜΑΤΙΟ ΞΥΛΑΓΑΝΗ ,5 1km 25 γεώτρηση παρακολούθησης Σχήμα 6.5. Κατανομή του δείκτη τρωτότητας (DVI) στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου (2006) (Ιμάμ, 2011). 127

143 1 Α ΡΙΑΝΗ ΜΑΥΡΟΜΜΑΤΙΟ ΞΥΛΑΓΑΝΗ ,5 1km 25 γεώτρηση παρακολούθησης Σχήμα 6.6. Κατανομή του δείκτη ειδικής Ξυλαγανής Ιμέρου (2006) (Ιμάμ, 2011). τρωτότητας (DVI) στην περιοχή της 128

144 Σχήμα 6.7. Κατανομή της συγκέντρωσης των νιτρικών ιόντων (ΝΟ 3- ) σε mg/l στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου, Ιούλιος

145 1 Α ΡΙΑΝΗ ΜΑΥΡΟΜΜΑΤΙΟ ΞΥΛΑΓΑΝΗ ,5 1km 25 γεώτρηση παρακολούθησης Σχήμα 6.8. Κατανομή της συγκέντρωσης των νιτρικών ιόντων (ΝΟ 3- ) σε mg/l στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου, Ιούλιος 2006 (Ιμάμ, 2011). 130

146 7. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΗΣ ΜΕΘΟ ΟΥ GALDIT 7.1. ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ Ε ΟΜΕΝΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗΣ Ο δείκτης GALDIT εκτιμήθηκε με βάση τις τιμές κάθε παραμέτρου σε κάθε θέση σημείου νερού το οποίο επηρεάζεται από τη διείσδυση του θαλασσινού νερού. Συγκεκριμένα, εκτιμήθηκε ο τύπος του υδροφόρου και υπολογίστηκε το υδραυλικό φορτίο του γλυκού νερού πάνω από τη στάθμη της θάλασσας. Επίσης, μετρήθηκε κάθετα προς την ακτογραμμή η απόσταση από την ακτή και εκτιμήθηκε το πάχος, όπως και η υδραυλική αγωγιμότητα σε διάφορα σημεία του υδροφόρου. Με βάση αυτά τα αποτελέσματα της εφαρμογής της μεθόδου στην περιοχή της Ξυλαγανής - Ιμέρου, συντάχτηκαν χάρτες τρωτότητας για τον μήνα Οκτώβριο του 2015, συγκρίθηκαν με τους αντίστοιχους χάρτες του 2006 (Ιμάμ, 2011), στους οποίους διαφαίνονται ζώνες με αυξημένη ή μη διακινδύνευση ρύπανσης των υπόγειων νερών της περιοχής σε θαλάσσια διείσδυση ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ Τύπος υδροφόρου (G) (Παρουσία υπόγειου νερού) Στη φύση, το υπόγειο νερό εμφανίζεται γενικά σε γεωλογικά υδροφόρα στρώματα, που φιλοξενούν υδροφόρους ελεύθερους, υπό πίεση, επάλληλους, υπό πίεση με διαρροές ή περιορισμένους από ένα ή περισσότερα όρια. Η έκταση της θαλάσσιας διείσδυσης εξαρτάται απο αυτό το βασικό χαρακτήρα της παρουσίας των υπόγειων νερών. Γι αυτό και ο προσδιορισμός αυτής της παραμέτρου (G, groundwater occurrence) είναι σημαντικός. Στην περιοχή της Ξυλαγανής - Ιμέρου ο υδροφόρος που ερευνάται είναι μερικώς υπό πίεση. Η βαρύτητα W1 (weight) της παραμέτρου εκτιμήθηκε ίση με 1 σύμφωνα με τους αντίστοιχους πίνακες της βιβλιογραφίας (Κεφάλαιο 1 Aller et al., 1987, Βουδούρης, 2009, Καλλέργης, 2000). O βαθμός βαρύτητας R1 (rating) του τύπου του υδροφόρου φαίνεται στον Πίνακα 7.1. Κατόπιν, παρατίθενται οι Πίνακες 7.2 και 7.3, που καταγράφουν τη συνολική βαρύτητα τoυ παράγοντα W1 R1 για κάθε γεώτρηση για τα έτη 2015 και

147 Πίνακας 7.1. Bαθμός βαρύτητας R1 του τύπου του υδροφόρου (Ιμάμ, 2011). G υδροφόρος βαθμοί Υπό πίεση 10 Ελεύθερος 7,5 Υπό πίεση με διαρροές 5 Περιορισμένος πλευρικά (εμπλουτισμός ή/και αδιαπέρατο όριο 2,5 παράλληλο με την ακτογραμμή) Πίνακας 7.2. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W1 R1 για κάθε γεώτρηση (2015). 1 τύπος υδροφόρου - groundwater occurence (G) G R1 (βαθμονόμηση - rating) W1 (βαρύτητα - weight) W1 R1 (συνολική βαρύτητα - total weight) * μερικώς υπό πίεση υδροφόρος μερικώς υπό πίεση υδροφόρος μερικώς υπό πίεση υδροφόρος μερικώς υπό πίεση υδροφόρος μερικώς υπό πίεση υδροφόρος μερικώς υπό πίεση υδροφόρος μερικώς υπό πίεση υδροφόρος μερικώς υπό πίεση υδροφόρος μερικώς υπό πίεση υδροφόρος

148 Πίνακας 7.3. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W1 R1 για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011). 1 τύπος υδροφόρου - groundwater occurence (G) G R1 (βαθμονόμηση - rating) W1 (βαρύτητα - weight) W1 R1 (συνολική βαρύτητα - total weight) μερικώς υπό πίεση υδροφόρος μερικώς υπό πίεση υδροφόρος μερικώς υπό πίεση υδροφόρος μερικώς υπό πίεση υδροφόρος μερικώς υπό πίεση υδροφόρος μερικώς υπό πίεση υδροφόρος μερικώς υπό πίεση υδροφόρος μερικώς υπό πίεση υδροφόρος μερικώς υπό πίεση υδροφόρος Υδραυλική αγωγιμότητα υδροφόρου (Α) Γενικά, η υδραυλική αγωγιμότητα του υδροφόρου (A, aquifer hydraulic conductivity) είναι η ικανότητα του υδροφόρου να μεταβιβάζει νερό. Η παράμετρος αυτή της υδραυλικής αγωγιμότητας χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ταχύτητας του νερού στον υδροφόρο και κατά συνέπεια προς τη θάλασσα. Η υδραυλική αγωγιμότητα εκτιμήθηκε με βάση την κοκκομετρική σύσταση του υλικού του υδροφόρου στηριζόμενοι στις αποτιμήσεις τιμών της υδραυλικής αγωγιμότητας σε σχέση με την κοκκομετρική σύνθεση διαφόρων εδαφικών υλικών (Καλλέργης, 1999, Todd and Mays, 2005, Domenico and Schwartz, 1998). 133

149 Η βαρύτητα W2 της παραμέτρου Α εκτιμήθηκε ίση με 3 σύμφωνα με τη σχετική βιβλιογραφία (Κεφάλαιο 1 Aller et al., 1987, Βουδούρης, 2009, Καλλέργης, 2000) και η βαθμονόμηση της υδραυλικής αγωγιμότητας, η οποία σχετίζεται με το υλικό του υδροφόρου φαίνεται στον Πίνακα 7.4. Πίνακας 7.4. Bαθμός βαρύτητας R2 της υδραυλικής αγωγιμότητας του υδροφόρου σε συσχέτιση με το υλικό του υδροφόρου (Καλλέργης, 1999, Todd and Mays, 2005, Domenico and Schwartz, 1998) (Ιμάμ, 2011). είκτης Υδραυλική Αγωγιμότητα Υδροφόρου (Aquifer Hydraulic Conductivity) Βαρύτητα Μεταβλητές του δείκτη Βαθμονόμηση 3 Χαρακτηρισμός υδραυλικής αγωγιμότητας* ιακύμανση* (m/sec) Υψηλή > Μέση ,5 Χαμηλή Πολύ χαμηλή < ,5 Α* (m/sec) αμμώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις < *: Καλλέργης, 1999, Todd and Mays, 2005, Domenico and Schwartz, 1998 Στη συνέχεια, παρατίθενται οι Πίνακες 7.5 και 7.6 με τη συνολική βαρύτητα του παράγοντα W2 R2 για κάθε γεώτρηση για τα έτη 2015 και

150 Πίνακας 7.5. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W2 R2 για κάθε γεώτρηση (2015). 2 υδραυλική αγωγιμότητα υδροφόρου - aquifer hydraulic confuctivity (A) A (m/sec) R2 (βαθμονόμηση - rating) W2 (βαρύτητα - weight) W2 R2 (συνολική βαρύτητα - total weight) 3 αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμώδεις αποθέσεις ,5 3 22,5 8 αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις ,5 3 7, ,5 3 7, ,5 3 7,5 135

151 Πίνακας 7.6. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W2 R2 για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011). 2 υδραυλική αγωγιμότητα υδροφόρου - aquifer hydraulic confuctivity (A) A (m/sec) R2 (βαθμονόμηση - rating) W2 (βαρύτητα - weight) W2 R2 (συνολική βαρύτητα - total weight) 2 αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αμμο-αργιλώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλικές αποθέσεις με χαλικώδεις ενστρώσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις αργιλο-αμμώδεις αποθέσεις ,5 3 7, ,5 3 7, ,5 3 7, ,5 3 7, ,5 3 7,5 136

152 Υψόμετρο στάθμης υπόγειου νερού (L) Η στάθμη του υπόγειου νερού σε σχέση με το μέσο υψόμετρο της θάλασσας (L, height of groundwater above sea level) είναι πολύ σημαντικός παράγοντας για την αποτίμηση της διείσδυσης της θάλασσας σε μία περιοχή. Το υψόμετρο της στάθμης του υπόγειου νερού στην περιοχή έρευνας, για το 2015 (από μέτρηση στο αντίστοιχο δίκτυο γεωτρήσεων παρακολούθησης, στο πλαίσιο της διπλωματικής εργασίας - Κεφάλαιο 4) και 2006 (Μουζαλιώτης, 2006) κυμαίνεται από -2,90 m έως 4,21 m (μέτρηση ) και από -4,79 m έως 4,41 m (μέτρηση ) αντίστοιχα. Η βαρύτητα της παραμέτρου W3 εκτιμήθηκε ίση με 4 σύμφωνα με τη σχετική βιβλιογραφία (Κεφάλαιο 1 Aller et al., 1987, Βουδούρης, 2009, Καλλέργης, 2000) και η βαθμονόμηση του υψόμετρου στάθμης του υπόγεου νερού R3 φαίνεται στον Πίνακα 7.7. Πίνακας 7.7. Bαθμός βαρύτητας R3 του υψομέτρου της στάθμης υπόγειου νερού (Ιμάμ, 2011). L υψόμετρο στάθμης ΥΝ βαθμοί <1.0m m 7, m 5 >2.0m 2,5 Ακολουθεί οι Πίνακες 7.8 και 7.9 στους οποίους υπολογίζεται η συνολική βαρύτητα του παράγοντα W3 R3 για κάθε γεώτρηση για τα έτη 2015 και

153 Πίνακας 7.8. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W3 R3 για κάθε γεώτρηση (μέτρηση ) 3 υψόμετρο στάθμης υπόγειου νερού - height of groundwater level above sea level (L) L (m) [1] R3 (βαθμονόμηση - rating) W3 (βαρύτητα - weight) W3 R3 (συνολική βαρύτητα - total weight) 3 3,38 2, ,70 2, ,37 2, , , , , , ,

154 Πίνακας 7.9. Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W3 R3 για κάθε γεώτρηση (μέτρηση ) (Ιμάμ, 2011). 3 υψόμετρο στάθμης υπόγειου νερού - height of groundwater level above sea level (L) L (m) [1] R3 (βαθμονόμηση - rating) W3 (βαρύτητα - weight) W3 R3 (συνολική βαρύτητα - total weight) 2 4,41 2, ,58 2, , , , , , , ,

155 Απόσταση απο την ακτή (D) Η επίδραση της θαλάσσιας διείσδυσης μειώνεται γενικά όσο απομακρυνόμαστε από την ακτή, με κατεύθυνση από την ακτή προς την ενδοχώρα. Η απόσταση από την ακτή (D, distance from the shore) υπολογίσθηκε από το ψηφιακό υπόβαθρο της περιοχής έρευνας από το Google Earth. Η βαρύτητα W4 της παραμέτρου D εκτιμήθηκε ίση με 4 σύμφωνα με τη σχετική βιβλιογραφία (Κεφάλαιο 1 Aller et al., 1987, Βουδούρης, 2009, Καλλέργης, 2000). Ο βαθμός βαρύτητας R4 της απόστασης από την ακτή φαίνεται στον Πίνακα Πίνακας Bαθμός βαρύτητας R4 της απόστασης από την ακτή (Ιμάμ, 2011). D βαθμοί <5000 m m 7, m 5 >10000 m 2,5 Στη συνέχεια παρουσιάζεται οι Πίνακες 7.11 και 7.12 υπολογισμού της συνολικής βαρύτητας του παράγοντα W4 R4 για κάθε γεώτρηση για τα έτη 2015 και

156 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W 4 R 4 για κάθε γεώτρηση (2015). 4 απόσταση από την ακτή - distance from the shore (D) D (m) R4 (βαθμονόμηση - rating) W4 (βαρύτητα - weight) R4 W4 (συνολική βαρύτητα - total weight) ,

157 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W 4 R 4 για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011). 4 απόσταση από την ακτή - distance from the shore (D) D (m) R4 (βαθμονόμηση - rating) W4 (βαρύτητα - weight) R4 W4 (συνολική βαρύτητα - total weight) , , , ,

158 Επίδραση του καθεστώτος θαλάσσιας διείσδυσης στην περιοχή (I) Ο Καλλέργης (2000) αναφέρει ότι η μεταβολή στη σύνθεση του θαλασσινού νερού, που διεισδύει σε έναν υδροφόρο, μπορεί να προκληθεί με τρείς τρόπους (Revelle, 1941): Με τη διαδικασία της βασικής ανταλλαγής ιόντων μεταξύ του νερού και τψν ορυκτών του υδροφόρου, Με την απαγωγή των θειικών και την αντικατάσταση της ανθρακικής ρίζας καθώς και των ριζών άλλων ασθενών οξέων, Με τη διάλυση και καθίζηση. Επίσης ο Καλλέργης (2000) αναφέρει ότι μόνο η τελευταία διεργασία μπορεί να αλλάξει την ολική συγκέντρωση αλάτων ενώ οι δύο πρώτες, οι οποίες απαιτούν διατήρηση του ιοντικού ισοζυγίου, μπορούν να μεταβάλλουν την εκατοστιαία κατά βάρος συμμετοχή των διαφόρων συστατικών αλάτων και κατά συνέπεια και το TDS σε mg/l. Προκειμένου να αποφευχθεί λαθεμένη διάγνωση της διείσδυσης του θαλασσινού νερού, λόγω προσωρινής αύξησης του TDS, ο Revelle πρότεινε (1941) τη χρησιμοποίηση σαν κριτηρίου διείσδυσης θαλασσινού νερού, του λόγου Cl/(CO 3 + HCO 3 ) σε meq/l που είναι γνωστός και ως συντελεστής Revelle (R). Πράγματι το Cl, το οποίο είναι το επικρατούν ανιόν στο θαλασσινό νερό, δεν μεταβάλλεται κατά τις πιο πάνω διαδικασίες μεταβολής του χημισμού του θαλασσινού νερού και απαντά συνήθως σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις στο υπόγειο νερό. Εξάλλου, η δισανθρακική ρίζα είναι κατά κανόνα το επικρατέστερο ανιόν στο υπόγειο νερό και απαντά σε μικρές μόνο συγκεντρώσεις στο θαλασσινό νερό. Τιμές του συντελεστή Revelle > 10 μπορεί να θεωρηθούν ως ένδειξη διείσδυσης του θαλασσινού νερού. Πίνακας Χαρακτηρισμός βαθμού ρύπανσης νερού από τη διείσδυση της θάλασσας (Καλλέργης, 2000). Συντελεστής Revelle Προτεινόμενο όριο Χαρακτηρισμός νερού < 1 Καλό υπόγειο νερό χωρίς ρύπανση από θάλασσα 1-2. Ελαφρά ρυπασμένο νερό 2-6. Μέτρια ρυπασμένο νερό Σοβαρά ρυπασμένο νερό Επικίνδυνα ρυπασμένο νερό > 150 Θαλασσινό νερό Βέβαια είναι δυνατή η αύξηση της συγκέντρωσης Cl στο νερό, λόγω ρύπανσής του, γι αυτό η χρήση του συντελεστή Revelle θα πρέπει να γίνεται μετά από σαφή γνώση των υδρογεωλογικών συνθηκών της περιοχής. Το αλμυρό νερό έχει πάψει 143

159 πια να θεωρείται άχρηστο και αντιμετωπίζεται σαν φυσικός πόρος, μια και η τεχνική της αφαλάτωσης έχει κάνει ιδιαίτερες προόδους (αντίστροφη ώσμωση). Στην περιοχή έρευνας η επίδραση του καθεστώτος θαλάσσιας διείσδυσης (I, impact of existing status of seawater intrusion in the area) καταγράφεται στον αντίστοιχους Πίνακες στο Κεφάλιο 5, οι οποίοι παρουσιάζουν τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των δειγμάτων νερού από γεωτρήσεις στην περιοχή της Ξυλαγανής - Ιμέρου από χημικές αναλύσεις, που έγιναν στο πλαίσιο της διπλωματικής εργασίας και προηγούμενης έρευνας στην περιοχή (Μουζαλιώτης, 2006). Η βαρύτητα W5 της παραμέτρου εκτιμήθηκε ίση με 1 σύμφωνα με τη σχετική βιβλιογραφία (Κεφάλαιο 1 Aller et al., 1987, Βουδούρης, 2009, Καλλέργης, 2000) και η βαθμονόμησή της φαίνεται στον Πίνακα Παρακάτω παρουσιάζονται οι Πίνακες 7.15 και 7.16 με τη συνολική βαρύτητα του παράγοντα W5 R5 για κάθε γεώτρηση για τα έτη 2015 και Πίνακας Bαθμός βαρύτητας R5 της επίδρασης του καθεστώτος θαλάσσιας διείσδυσης στην περιοχή (Ιμάμ, 2011). I (Revelle) βαθμοί > <

160 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W5 R5 για κάθε γεώτρηση (2015). 5 επίδραση του καθεστώτος θαλάσσιας διείσδυσης στην περιοχή - impact of existing status of seawater intrusion in the area (I) I (Revelle) R5 (βαθμονόμηση - rating) W5 (βαρύτητα - weight) W5 R5 (συνολική βαρύτητα - total weight) 3 0,71 2,5 1 2,5 6 0,91 2,5 1 2,5 8 0,76 2,5 1 2,5 10 1, ,91 2,5 1 2,5 22 2, , , ,

161 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W5 R5 για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011). 5 επίδραση του καθεστώτος θαλάσσιας διείσδυσης στην περιοχή - impact of existing status of seawater intrusion in the area (I) I (Revelle) R5 (βαθμονόμηση - rating) W5 (βαρύτητα - weight) W5 R5 (συνολική βαρύτητα - total weight) 2 0,34 2,5 1 2,5 8 0,42 2,5 1 2,5 11 0,47 2,5 1 2,5 15 1, , , ,45 2,5 1 2,5 20 1, ,

162 Πάχος κορεσμένου υδροφόρου (T) Η εκτίμηση αυτής του πάχος του κορεσμένου υδροφόρου (T, thickness of the saturated aquifer) διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στον προσδιορισμό της έντασης και του μεγέθους της θαλάσσιας διείσδυσης στις παράκτιες περιοχές. Όσο μεγαλύτερο είναι το πάχος του υδροφόρου, τόσο μεγαλύτερη είναι και η έκταση της θαλάσσιας διείσδυσης και αντιστρόφως. Με βάση τις σχετικές έρευνες που έχουν προηγηθεί στην περιοχή, που περιλαμβάνουν γεωφυσικές διασκοπήσεις, ερευνητικές γεωτρήσεις (Κεφάλαιο 2, Μουζαλιώτης, 2006, Pliakas et al., 2007, Σακκάς, κ.ά., 1998), το πάχος του υδροφόρου εκτιμήθηκε σε 7 έως 27 m (σχ. 7.1). Η βαρύτητα W6 της παραμέτρου Τ εκτιμήθηκε ίση με 2 σύμφωνα με τη σχετική βιβλιογραφία (Κεφάλαιο 1 Aller et al., 1987, Βουδούρης, 2009, Καλλέργης, 2000) και η βαθμονόμηση της φαίνεται στον Πίνακα Πίνακας Bαθμός βαρύτητας R6 του πάχους κορεσμένου υδροφόρου (Ιμάμ, 2011). T πάχος βαθμοί >10 m m 7,5 5-7 m 5 <5 m 2,5 Τέλος, παρατίθεται οι Πίνακες 7.18 και 7.19 που παρουσιάζουν τη συνολική βαρύτητα W6 R6 της παραμέτρου τα για τα έτη 2015 και

163 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W6 R6 για κάθε γεώτρηση (2015). 6 πάχος κορεσμένου υδροφόρου - thickness of the saturated aquifer (T) T (m) R6 (βαθμονόμηση - rating) W6 (βαρύτητα - weight) R6 W6 (συνολική βαρύτητα - total weight) ,

164 Πίνακας Συνολική βαρύτητα του παράγοντα W6 R6 για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011). 6 πάχος κορεσμένου υδροφόρου - thickness of the saturated aquifer (T) T (m) R6 (βαθμονόμηση - rating) W6 (βαρύτητα - weight) R6 W6 (συνολική βαρύτητα - total weight)

165 ΧΑΡΤΕΣ ΚΑΤΑΝΟΜΗΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ Στα σχήματα 7.1., 7.2., και 7.3., παρουσιάζονται επιμέρους χάρτες κατανομής ορισμένων παραμέτρων, καθεμιά από τις οποίες επηρεάζει και συμβάλλει χωριστά στη διαμόρφωση του δείκτη τρωτότητας GALDIT (Galdit Vulnerability Index, GVI). Συγκεκριμένα, στο σχήμα 7.1 παρουσιάζεται η κατανομή των τιμών του πάχους του κορεσμένου υδροφόρου (Τ). Παρατηρείται ότι το πάχος του υδροφόρου αυξάνει κυρίως προς το βόρειο και το δυτικό τμήμα της περιοχής έρευνας και λιγότερο προς τα δυτικά, ενώ μειώνεται προς το νότιο τμήμα της. Σχήμα 7.1. Kατανομή των τιμών του πάχους του κορεσμένου υδροφόρου (Τhickness of the saturated aquifer) (Ιμάμ, 2011). 150

166 Τέλος, στα σχήματα 7.2 και 7.3. παρουσιάζεται η κατανομή της επίδρασης του καθεστώτος της θαλάσσιας διείσδυσης (δείκτης Revelle) για τα έτη 2015 και Συγκεκριμένα, o δείκτης Revelle είναι αυξημένος στο Ν τμήμα της περιοχής. Η παράμετρος της επίδρασης της θαλάσσιας διείσδυσης (Ι) δεν επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τον προσδιορισμό του δείκτη GALDIT αφού ο βαθμός βαρύτητάς της εχει την ελάχιστη βαρύτητα (1). 1 Α ΡΙΑΝΗ ΜΑΥΡΟΜΜΑΤΙΟ ΞΥΛΑΓΑΝΗ ,5 1km 25 γεώτρηση παρακολούθησης Σχήμα 7.2. Κατανομή του καθεστώτος θαλάσσιας διείσδυσης στην περιοχή (Impact of existing status of seawater intrusion in the area), (Ιμάμ, 2011). 151

167 Σχήμα 7.3. Κατανομή του καθεστώτος θαλάσσιας διείσδυσης στην περιοχή (Impact of existing status of seawater intrusion in the area), Ιούλιος,

168 7.2. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΙΚΤΗ GALDIT Κάθε ένας από τους έξι προαναφερθέντες δείκτες, έχει μία προκαθορισμένη σταθερή βαρύτητα, που αντανακλά τη σχετική σημασία για τη διείσδυση του θαλασσινού νερού. Ο δείκτης GALDIT (GVI) υπολογίζεται σύμφωνα με τον τύπο: GVI = Σ(WiRi)/ΣWi = (W1R1+W2R2+W3R3+W4R4+W5R5+W6R6)/(W1+W2+W3+W4+W5+W6) όπου Wi είναι η βαρύτητα κάθε παραμέτρου και Ri είναι η αντίστοιχη βαθμονόμηση. O δείκτης GALDIT στην περιοχή έρευνας κυμαίνεται για το 2015 και 2006 από 4,5 έως 9,0 και από 4,5 έως 8,5 αντίστοιχα. Με βάση τη διακύμανση των τιμών του δείκτη GALDIT και τη σχετική βιβλιογραφία στοιχεία της οποίας παρατίθενται στο 1 ο Κεφάλαιο, η περιοχή έρευνας διαιρείται σε 3 ζώνες τρωτότητας (Πίνακας 7.20): 1 η ζώνη, χαμηλής τρωτότητας, με τιμές συντελεστή τρωτότητας GVI μικρότερες της τιμής 5, 2 η ζώνη, μέσης τρωτότητας, με τιμές συντελεστή τρωτότητας GVI από 5 έως 7,5, 3 η ζώνη, υψηλής τρωτότητας, με τιμές συντελεστή τρωτότητας GVI μεγαλύτερες της τιμής 7,5. Πίνακας Χαρακτηρισμός Τρωτότητας με βάση τις τιμές του δείκτη DVI GVI Τρωτότητα 7,5 Υψηλή 5 7,5 Μέση < 5 Χαμηλή Στους Πίνακες 7.21 και 7.22 παρουσιάζονται οι τιμές του δείκτη GALDIT για κάθε γεώτρηση για το 2015 και 2006 αντίστοιχα. Για τον έλεγχο της αξιοπιστίας της μεθόδου χρησιμοποιήθηκαν τα αποτελέσματα χημικών αναλύσεων απο δείγματα υπογείου νερού (Ιούλιος 2006, Ιούλιος 2015), που έγιναν στο πλαίσιο προηγούμενης έρευνας στην περιοχή (Μουζαλιώτης, 2006, Ιμάμ, 2011) και στο πλαίσιο της διπλωματικής εργασίας (Κεφάλαιο 5). Συγκεκριμένα, διερευνήθηκε η συσχέτιση μεταξύ των τιμών του δείκτη GALDIT και των τιμών του δείκτη Revelle. 153

169 Πίνακας 7.21.Tιμές του δείκτη GALDIT για κάθε γεώτρηση (2015). ΕΙΚΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ GALDIT (GALDIT VULNERABILITY INDEX) GVI 3 4,5 6 5,3 8 5,2 10 6,8 14 7,2 22 9,0 23 9,0 24 8,5 25 8, Πίνακας 7.22.Tιμές του δείκτη GALDIT για κάθε γεώτρηση (2006) (Ιμάμ, 2011). ΕΙΚΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ GALDIT (GALDIT VULNERABILITY INDEX) GVI 2 4,5 8 5,2 11 6,7 15 7,3 16 7,3 18 7,8 19 7,3 20 7,5 25 8,

170 Στους Πίνακες 7.23 και 7.24 για το 2015 και 2006 αντίστοιχα, διαφαίνεται ότι σε γεωτρήσεις, όπου στα δείγματα νερού που ελήφθησαν από αυτές παρουσιάζονται οι υψηλότερες τιμές του δείκτη Revelle, σε αυτές τις γεωτρήσεις υπολογίσθηκαν αντίστοιχα μεγάλες τιμές του δείκτη τρωτότητας GALDIT και σίγουρα ανήκουν στις δυο ζώνες μέσης και υψηλής τρωτότητας. Πιο συγκεκριμένα, για το 2015, στις γεωτρήσεις 6, 8, 10, 14, 22, 23, 24, 25 οι τιμές Revelle είναι αντίστοιχα 0.91, 0.76, 1.01, 0.91, 2.20, 2.81, 5.63 και (ολες > 1, ενδεχόμενη ρύπανση από θαλάσσια διείσδυση, κατά τον Πίνακα 7.13 Καλλέργης, 2000), ενώ για τις ίδιες γεωτρήσεις οι τιμές GVI είναι αντίστοιχα 5.3, 5.2, 6.8, 7.2, 9.0, 9.0, 8.5 και 8.5, δηλαδή μέσες και υψήλες τιμές GVI της περιοχής έρευνας. Άξιο μνείας αποτελεί η διαπίστωση ότι υπάρχουν και γεώτρησεις όπου παρουσιάζουν μεγάλη τιμή GVI, εντούτοις η τιμή Revelle είναι μικρότερη του 1 (χωρίς κάποιο σημαντικό πρόβλημα από θαλάσσια διείσδυση, κατά τον Πίνακα Καλλέργης, 2000), αυτές είναι οι γεώτρησεις 3,6,8,14 με αντίστοιχη τιμή GVI: 4.5, 5.3, 5.2 και 7,2 αντίστοιχη τιμή Revelle: 0.71, 0.91, 0.76 και Ενώ, για το 2006, στις γεωτρήσεις 15, 16, 18, 20 και 25 οι τιμές Revelle είναι αντίστοιχα 1,17, 1,33, 3,54, 1,07 και 25,01 (ολες > 1, ενδεχόμενη ρύπανση από θαλάσσια διείσδυση, κατά τον Πίνακα 7.13 Καλλέργης, 2000), ενώ για τις ίδιες γεωτρήσεις οι τιμές GVI είναι αντίστοιχα 7,3, 7,3, 7,8, 7,5 και 8,5, δηλαδή μέσες και υψηλές τιμές GVI της περιοχής έρευνας. Άξιο μνείας αποτελεί η διαπίστωση ότι υπάρχουν και γεωτρήσεις όπου παρουσιάζουν μεγάλες τιμές GVI, εντούτοις οι τιμές Revelle είναι μικρότερες του 1 (χωρίς κάποιο σημαντικό πρόβλημα από θαάασσια διείσδυση, κατά τον Πίνακα Καλλέργης, 2000), αυτές είναι οι γεωτρήσεις 11 και 19 με αντίστοιχες τιμές GVI: 6,7 και 7,3 και αντίστοιχες τιμές Revelle: 0,47 και 0,45. Από την τελευταία διαπίστωση προκύπτει η ανάγκη περαιτέρω σχετικής διερεύνησης για να προσεγγισθεί καλύτερα και πλέον αξιόπιστα η διαδικασία αποτίμησης των τιμών του δείκτη GALDIT. 155

171 Πίνακας Tιμές του δείκτη GALDIT σε σχέση με τις τιμές του δείκτη Revelle για κάθε γεώτρηση (Ιούλιος, 2015). GVI Revelle 3 4,5 0,71 6 5,3 0,91 8 5,2 0, ,8 1, ,2 0, ,0 2, ,0 2, ,5 5,63 25* 8,5 10, Πίνακας Tιμές του δείκτη GALDIT σε σχέση με τις τιμές του δείκτη Revelle για κάθε γεώτρηση (Ιούλιος, 2006) (Ιμάμ, 2011). GVI Revelle 2 4,5 0,34 8 5,2 0, ,7 0, ,3 1, ,3 1, ,8 3, ,3 0, ,5 1, ,5 25,

172 7.3. ΧΑΡΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ Με βάση τα αποτελέσματα της μεθόδου GALDIT στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου συντάχτηκαν χάρτες τρωτότητας (σχ. 7.4 και 7.6) στους οποίους διαφαίνονται οι 3 ζώνες τρωτότητας - διακινδύνευσης ρύπανσης των υπόγειων νερών της περιοχής από θαλάσσια διείσδυση, όπου (Πίνακας 7.20): Η 1 η ζώνη, χαμηλής τρωτότητας, με τιμές συντελεστή τρωτότητας GVI μικρότερες της τιμής 5, με πράσινο προς κίτρινο χρώμα, εκτείνεται στο ΒΑ τμήμα της περιοχής έρευνας, Η 3 η ζώνη, υψηλής τρωτότητας, με τιμές συντελεστή τρωτότητας GVI μεγαλύτερες της τιμής 7,5, με κόκκινο χρώμα, εκτείνεται στο Ν τμήμα της περιοχής έρευνας, με κατεύθυνση προς την ακτογραμμή, και Η 2 η ζώνη, μέσης τρωτότητας, με τιμές συντελεστή τρωτότητας GVI από 5 έως 7,5, με ανοικτό πορτοκαλί χρώμα, εκτείνεται ανάμεσα στις δυο προηγούνες ζώνες. Κατόπιν, με βάση τη συλλογή στοιχείων για τον υπολογισμό του δείκτη Revelle στην περιοχή της Ξυλαγανής - Ιμέρου (Πίνακας 5.1 και Πίνακας 5.2β) συντάχτηκαν χάρτες κατανομής των τιμών Revelle (σχ. 7.5 και σχ. 7.7) στους οποίους διαφαίνονται περιοχές των τιμών > 1, με κίτρινο προς πορτοκαλί χρώμα και περιοχές των τιμών > 10, με κόκκινο χρώμα. ιαπιστώνεται ότι οι περιοχές αυτές στα μεγαλύτερα τμήματά τους συμπίπτουν με τις περιοχές μέσης και υψηλής τρωτότητας GALDIT. Οι σχολιασμοί που προηγούνται σε συνδυασμό με τα στοιχεία των Πινάκων 7.22 και 7.23, αποτελεί ένα ισχυρό αποδεικτικό στοιχείο στην ανάδειξη της αξιοπιστίας της προσπάθειας αποτίμησης με τη μέθοδο GALDIT, της τρωτότητας - διακινδύνευσης ρύπανσης των υπόγειων νερών της περιοχής έρευνας από θαλάσσια διείσδυση. Οι παρατηρήσεις και οι διαπιστώσεις που προηγήθηκαν οδηγούν στο συμπέρασμα για την ανάγκη περαιτέρω σχετικής διερεύνησης για να προσεγγισθεί καλύτερα και πλέον αξιόπιστα η διαδικασία αποτίμησης των τιμών του δείκτη GALDIT, τόσο σε επίπεδο αριθμών όσο και σε επίπεδο χωρικής κατανομής. 157

173 1 Α ΡΙΑΝΗ ΜΑΥΡΟΜΜΑΤΙΟ ΞΥΛΑΓΑΝΗ ,5 1km 25 γεώτρηση παρακολούθησης Σχήμα 7.4. Κατανομή του δείκτη τρωτότητας (GVI) στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου (2006) (Ιμάμ, 2011). 158

174 1 Α ΡΙΑΝΗ ΜΑΥΡΟΜΜΑΤΙΟ ΞΥΛΑΓΑΝΗ ,5 1km 25 γεώτρηση παρακολούθησης Σχήμα 7.5. Κατανομή των τιμών του δείκτη Revelle στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου (Ιμάμ, 2011) 159

175 Σχήμα 7.6. Κατανομή του δείκτη τρωτότητας (GVI) στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου (2015).. 160

176 Σχήμα 7.7. Κατανομή των τιμών του δείκτη Revelle στην περιοχή της Ξυλαγανής Ιμέρου ( ). 161