Υ ΑΤΙΚΟΙ ΠΟΡΟΙ ΚΑΙ ΥΦΑΛΜΥΡΙΝΣΗ ΣΤΗ ΛΕΚΑΝΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΗΣ ΛΕΣΒΟΥ. Κων/νου Παν. Σιαπαρίνα ΙΑΤΡΙΒΗ

Transcript

1 Υ ΑΤΙΚΟΙ ΠΟΡΟΙ ΚΑΙ ΥΦΑΛΜΥΡΙΝΣΗ ΣΤΗ ΛΕΚΑΝΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΗΣ ΛΕΣΒΟΥ Κων/νου Παν. Σιαπαρίνα ΙΑΤΡΙΒΗ Που υποβλήθηκε στο Μεταπτυχιακό Πρόγραµµα Σπουδών Περιβαλλοντική Πολιτική και ιαχείριση του Τµήµατος Περιβάλλοντος ως µέρος των απαιτήσεων για την απόκτηση ιπλώµατος Ειδίκευσης στην Περιβαλλοντική Πολιτική και ιαχείριση Μυτιλήνη Νοέµβριος 2004

2 ΕΓΚΡΙΣΗ ΜΕ ΥΠΟΓΡΑΦΕΣ

3 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα διατριβή εκπονήθηκε από τον Κων/νο Σιαπαρίνα υπό την επίβλεψη του Καθηγητή Κων/νου Χαλβαδάκη και την καθοδήγηση και συνεπικουρία του ιδάσκοντα ηµητρίου Κοµίλη. Σηµαντική στην ολοκλήρωση της διατριβής αυτής ήταν ακόµα η βοήθεια του Επίκουρου Καθηγητή του τµήµατος Γεωγραφίας του Χαροκόπειου Πανεπιστηµίου Αθηνών, Κοσµά Παυλόπουλου, σε θέµατα βιβλιογραφικά, του Λέκτορα του τµήµατος Γεωγραφίας του Πανεπιστηµίου Αιγαίου, Χαράλαµπου Φείδα, σε θέµατα κλιµατολογικών δεδοµένων, όπως επίσης και η βοήθεια της κ. Ελένης Γκουβάτσου, Πολιτικού Μηχανικού, MSc Μηχανικού Περιβάλλοντος σε υδρολογικά ζητήµατα. Τέλος, οφείλω να ευχαριστήσω τη ιεύθυνση Εγγείων Βελτιώσεων της Νοµαρχιακής Αυτοδιοίκησης Λέσβου για τη χορήγηση κλιµατολογικών στοιχείων και σχετικής βιβλιογραφίας, τη φοιτήτρια του τµήµατος Περιβάλλοντος Άλκηστις Στάµου, για την εκτέλεση των χηµικών αναλύσεων των δειγµάτων υπογείου νερού, τον κ. Ορφανέλλη για την υπόδειξη θέσεων υδροσηµείων στην περιοχή Κώµης και Πηγής, και όλους τους ιδιοκτήτες γεωτρήσεων και πηγαδιών στην περιοχή µελέτης, οι οποίοι διευκόλυναν κατά το δυνατό την περιοδική δειγµατοληψία. I

4 ΣΥΝΤΟΜΟ ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ ΕΠΩΝΥΜΟ: ΣΙΑΠΑΡΙΝΑΣ ΟΝΟΜΑ: ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΗΜ/ΝΙΑ ΓΕΝΝΗΣΕΩΣ: 04/08/1970 ΙΕΥΘΥΝΣΗ: ΜΥΤΙΛΗΝΗΣ 63, 11364, ΑΘΗΝΑ ΤΗΛΕΦΩΝΟ: , ΣΠΟΥ ΕΣ Μεταπτυχιακό πρόγραµµα σπουδών: «Περιβαλλοντική Πολιτική και ιαχείριση», Πανεπιστήµιο Αιγαίου, Τµήµα Περιβάλλοντος (2004). Απόφοιτος Τµήµατος Γεωλογίας Πανεπιστηµίου Αθηνών (1995). ιπλωµατούχος πιάνου Εθνικού Ωδείου (1995). ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ Από τον Ιανουάριο 2003 συνεργάζεται µε γραφεία γεωλογικών γεωτεχνικών µελετών µε έµφαση στην τεχνική γεωλογία, καθώς και µε γραφεία περιβαλλοντικών µελετών, µε έµφαση στη διαχείριση στερεών αποβλήτων (Χωροθέτηση Χ.Υ.Τ.Α., Μελέτη Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων Χ.Υ.Τ.Α., Μελέτη Κατασκευή Χ.Υ.Τ.Α. κλπ). Από το Νοέµβριο του 1998 έως το εκέµβριο του 2002 συνεργάζεται µε γραφεία Γεωλογικών Γεωτεχνικών και Περιβαλλοντικών Μελετών µε συµµετοχή στην εκπόνηση ανάλογων µελετών. Χαρακτηριστικές µελέτες στις οποίες έχει λάβει µέρος: Συνολική ιαχείριση Υδατικών Πόρων Νήσου Κρήτης. Μελέτη των υδρογεωλογικών συνθηκών ιαµατικών πηγών Αγ. Κήρυκου πρόταση όρων προστασίας από πολεοδόµηση τεχνικογεωλογική διερεύνηση κατολισθητικών φαινοµένων στον οικισµό Αγ. Κήρυκου Ικαρίας. Υδρογεωλογική µελέτη Κάµπου Χανίων. Ολυµπιακό Κέντρο Κωπηλασίας Κανό Καγιάκ στο Σχινιά Μαραθώνα / Γεωλογική Υδρογεωλογική Μελέτη. Great Man-made River Project (Λιβύη). Εγνατία Οδός (γεωλογικές γεωτεχνικές µελέτες σε διάφορα τµήµατα του άξονα). II

5 Αεροδρόµιο «Μακεδονία» (Θεσσαλονίκη). Από τον Σεπτέµβριο του 1995 ως τον Ιούνιο του 1998, ωροµίσθιος καθηγητής δευτεροβάθµιας εκπαίδευσης. ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΣΕ ΣΥΝΕ ΡΙΑ 4ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής και Γεωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Αθήνα, 30 Μαίου 1 Ιουνίου ο ιεθνές Συνέδριο της Ελληνικής Γεωλογικής Εταιρίας, Αθήνα, Σεπτεµβρίου Επιστηµονική ιηµερίδα: Οι σήραγγες της Εγνατίας Οδού, Ιωάννινα, 7-8 εκεµβρίου ο Υδρογεωλογικό Συνέδριο, Ξάνθη, 8-10 Νοεµβρίου 2002 HELECO 03, 4η ιεθνής Έκθεση και Συνέδριο για την Τεχνολογία Περιβάλλοντος, Αθήνα 30/1 2/2/03 ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΕΣ ΕΡΓΑΣΙΕΣ ΗΜΟΣΙΕΥΣΕΙΣ «Γεωλογικές παρατηρήσεις στην ευρύτερη περιοχή Μερκουρίου Αργολίδας» ΞΕΝΕΣ ΓΛΩΣΣΕΣ Αγγλικά (πολύ καλά) Γερµανικά (µέτρια) III

6 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Κων/νος Σιαπαρίνας Υ ΑΤΙΚΟΙ ΠΟΡΟΙ ΚΑΙ ΥΦΑΛΜΥΡΙΝΣΗ ΣΤΗ ΛΕΚΑΝΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΗΣ ΛΕΣΒΟΥ Νοέµβριος 2004 Η πραγµατοποίηση υδρολογικού ισοζυγίου για τη λεκάνη της Θερµής έδειξε οτι η µέση βροχόπτωση είναι 675mm/έτος (~24x10 6 m 3 νερού/έτος), η οποία υπολογίστηκε µετά από κατάλληλες διορθώσεις (µέθοδος διπλής αθροιστικής καµπύλης), συµπληρώσεις, και µε τη χρήση των πολυγώνων Thiessen, λαµβάνοντας υπόψη τους 5 µετεωρολογικούς σταθµούς της ν. Λέσβου. Η δυνητική εξατµισοδιαπνοή υπολογίστηκε µε τη µέθοδο Penman-Monteith σε 1260mm/έτος, ενώ η πραγµατική εξατµισοδιαπνοή, η κατείσδυση και επιφανειακή απορροή εκτιµήθηκαν ίσες µε το 66%, 31% και 3% της ετήσιας βροχόπτωσης, αντίστοιχα. Kατά τη διάρκεια 8 δειγµατοληψιών από τον Μάιο του 2003 έως και το Μάρτιο του 2004 µετρήθηκαν οι συγκεντρώσεις ιόντων νατρίου, χλωρίου, δισανθρακικών, καθώς και η αγωγιµότητα σε 29 Σηµεία Εµφάνισης Ύδατος (ΣΕΥ) της ευρύτερης λεκάνης απορροής της Θερµής. Μετρήσεις της πιεζοµετρικής στάθµης πραγµατοποιήθηκαν επίσης όπου ήταν δυνατό και συντάχθηκαν πιεζοµετρικοί χάρτες. Τα αποτελέσµατα των χηµικών αναλύσεων έδειξαν την υπέρβαση των οριακών τιµών αγωγιµότητας, Cl - & Na + σε συγκεκριµένα ΣΕΥ της λεκάνης. Συγκεκριµένα µόνιµες υπερβάσεις παρουσιάστηκαν στα ΣΕΥ Φ3, Γ3, ενώ εποχικές υπερβάσεις παρουσιάστηκαν στα ΣΕΥ Φ1, Φ4. Η γειτνίαση των Φ3 και Γ3 µε σύγχρονες ή παλαιότερες θερµοµεταλλικές αναβλύσεις, καθώς και η παράδοξη χρονοδιακύµανση της αλατότητας του νερού των συγκεκριµένων ΣΕΥ, υποδεικνύουν επίδραση υδροθερµικών διαλυµάτων σε ανάµιξη µε θαλασσινό νερό. IV

7 ABSTRACT Konstantinos Siaparinas WATER RESOURCES AND SEA WATER INTRUSION AT THE BASIN OF THERMI IN LESVOS ISLAND November 2004 A hydrologic balance was performed for the watershed of Thermi in Lesvos island. Average precipitation was approximately 675mm/year (~24x10 6 m 3 / year). This value was based on 5 meteorological stations located in Lesvos island, after performing appropriate corrections (using the double-mass curve method) and using the Thiessen polygon method. Potential evapotranspiration (PET) was estimated at 1260mm/year by using the Penman-Monteith method. Actual evapotranspiration (AET), infiltration (I) and surface runoff (R) were calculated at 66%, 31% and 3% of the precipitation, respectively. Measurements of chlorides, sodium and conductivity were performed during 8 sampling periods from May 2003 to March 2004 at 29 wells and springs located in the watershed of Thermi. Hydraulic heads were measured for most wells and the piezometric surface was estimated. Results showed that the Cl -, Na + and TDS concentrations at wells Φ3, Γ3 exceed legal limits, whilst the same limits are occasionally exceeded in wells Φ1, Φ4. The vicinity of Φ3 and Γ3 to present or past hydrothermal springs, as well as the seasonal fluctuation of salinity in these wells indicate mixing of hydrothermal aquatic solutions and sea water. V

8 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. Εισαγωγή... 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Στόχοι Γενικό περίγραµµα... 2 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. Βιβλιογραφική ανασκόπηση Ν. ΠΑΠΑΚΗΣ, «Γεωλογική και γεωχηµική µελέτη των µεταλλικών πηγών Θερµής Μυτιλήνης», Αθήνα, Γ. ΚΑΤΣΙΚΑΤΣΟΣ, Κ. ΣΦΕΤΣΟΣ, «Έκθεσις υδρογεωλογικής αναγνωρίσεως θερµοµεταλλικών πηγών Νήσου Λέσβου», Ι.Γ.Μ.Ε., Αθήνα, Π. ΧΡΙΣΤΟΠΟΥΛΟΣ, «Υδρογεωλογική αναγνώριση ιαµατικών πηγών Θερµής», Περιφέρεια Βορείου Αιγαίου, Μυτιλήνη, Κ. ΠΑΥΛΟΠΟΥΛΟΣ, Χ. ΜΑΡΟΥΚΙΑΝ, Α. ΖΑΜΑΝΗ και Ι. ΠΑΠΑΓΕΩΡΓΑΚΗΣ «Γεωµορφολογία, υδρογεωλογία και δυνατότητες αξιοποίησης των ιαµατικών πηγών Θερµής Λέσβου», Πανεπιστήµιο Αθηνών, ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. Στοιχεία γεωµορφολογίας Γενικά Γεωµορφολογικά χαρακτηριστικά περιοχής µελέτης Υδρογραφικό δίκτυο Παράκτια µορφολογία ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. Γεωλογική δοµή Γεωλογική δοµή ευρύτερης περιοχής Γεωλογική δοµή περιοχής µελέτης Τεκτονική ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. Υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά Το φαινόµενο της υφαλµύρινσης Σχέσεις γλυκού αλµυρού νερού Υδρολιθολογία περιοχής µελέτης Τύποι υδροφόρων στην περιοχή µελέτης ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. Υδατικό ισοζύγιο λεκάνης Θερµής Γενικά Ατµοσφαιρικά κατακρηµνίσµατα (Ρ) Επεξεργασία βροχοµετρικών δεδοµένων Όγκος βροχής στη λεκάνη Θερµής Εξατµισοδιαπνοή (ΕΤ) Γενικά Προσέγγιση Penman κατά Doorenbos & Pruitt VI

9 7.3.3 Τροποποίηση Penman Monteith (Allen et al, 1998) Υπολογισµός εξατµισοδιαπνοής Κατείσδυση (Ι) Επιφανειακή απορροή (R) Γενικές παρατηρήσεις επί του υδρολογικού ισοζυγίου ιαχείριση υδατικών πόρων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8. Υδρογεωλογική έρευνα Υδροχηµεία Σχεδιασµός υδρογεωλογικής έρευνας Πρακτικές δυσκολίες Κριτήρια επιλογής Σηµείων Εµφάνισης Ύδατος Περιοδική δειγµατοληψία Μετρήσεις στάθµης Απογραφή Σηµείων Εµφάνισης Ύδατος Μετρήσεις στάθµης Πιεζοµετρία Χηµικές αναλύσεις Υδροχηµεία Γενικά Μεθοδολογία εργαστηριακών χηµικών αναλύσεων Αποτελέσµατα επεξεργασία χηµικών αναλύσεων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9. Τελική αξιολογηση Συµπεράσµατα Γενικά µορφολογικά γεωλογικά υδρογεωλογικά στοιχεία Υδατικό ισοζύγιο λεκάνης Θερµής Υδρογεωλογικά υδροχηµικά χαρακτηριστικά λεκάνης Θερµής Βιβλιογραφία...91 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ Α. ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ...92 Β. ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Γ. ΠΙΝΑΚΕΣ ΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ Ε. ΣΧΕ ΙΑ ΧΑΡΤΕΣ VII

10 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 1. Μορφοµετρικά χαρακτηριστικά υδρογραφικών αξόνων Λεκάνης Θερµής 10 Πίνακας 2. Βροχοµετρικοί σταθµοί Λέσβου Πίνακας 3. Συσχέτιση µέσου ετήσιου ύψους βροχής (περιόδου ) µε απόλυτο υψόµετρο σταθµού Πίνακας 4. Συντελεστές διόρθωσης για την οµογενοποίηση των Σταθµών Λέσβου Πίνακας 5. Ετήσια ύψη βροχής (mm) βροχοµετρικών σταθµών Λέσβου για τη χρονική περίοδο Πίνακας 6. Τιµές συντελεστή ανάκλασης (α) για διάφορες εδαφοκαλύψεις Πίνακας 7. Τιµές παραµέτρου τραχύτητας για διάφορες εδαφοκαλύψεις Πίνακας 8. Πραγµατική εξατµισοδιαπνοή (ΑΕΤ) για διάφορες τιµές διαθέσιµης εδαφικής υγρασίας Πίνακας 9. Συντελεστές κατείσδυσης ανά γεωλογικό σχηµατισµό λεκάνης Θερµής Πίνακας 10. Υδρολογικό ισοζύγιο λεκάνης Θερµής Πίνακας 11. Απογραφή Σηµείων Εµφάνισης Ύδατος Πίνακας 12. Συγκριτικά αποτελέσµατα αναλύσεων συγκέντρωσης Na + (mg/l) Πίνακας 13. Υδροσηµεία µε υπερβάσεις οριακών τιµών χηµικών παραµέτρων Πίνακας 14. Σταθερότυπα πόσιµου νερού (Οδηγία 80/778ΕΟΚ, ΦΕΚ53Α/ ) Πίνακας 15. Χαρακτηρισµός του βαθµού ρύπανσης νερού από τη διείσδυση της θάλασσας (κατά Simpson 1946 και µε τροποποιήσεις) Πίνακας 16. Κατηγοριοποίηση υδροσηµείων µε το κριτήριο Revelle VIII

11 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ/ ΣΧΗΜΑΤΩΝ ιάγραµµα 1. ιακύµανση ετήσιου ύψους βροχής βροχοµετρικών σταθµών Λέσβου ιάγραµµα 2. Υψοµετρική συσχέτιση βροχοµετρικών σταθµών Λέσβου ιάγραµµα 3. Υψοµετρική συσχέτιση βροχοµετρικών σταθµών Λέσβου (πλην Σταθµού Κ. Τρίτου) ιάγραµµα 4. ιπλή αθροιστική καµπύλη Σταθµών Μυτιλήνης και Κεραµίου ιάγραµµα 5. ιπλή αθροιστική καµπύλη Σταθµών Μυτιλήνης και Στύψης ιάγραµµα 6. Γραµµική συσχέτιση ετήσιου ύψους βροχής Σταθµών Μυτιλήνης και Κεραµίου ( ) ιάγραµµα 7. Γραµµική συσχέτιση ετήσιου ύψους βροχής Σταθµών Μυτιλήνης και Στύψης ( ) ιάγραµµα 8. Κατανοµή ΣΕΥ ανά είδος ιάγραµµα 9. Κατανοµή ΣΕΥ ανά περιοχή ιάγραµµα 10. Κατανοµή υδροµαστευτικών έργων ανά υδροφορέα ιάγραµµα 11. ιακύµανση στάθµης υπογείου νερού υδροσηµείων περιοχής Κάµπου Θερµής ιάγραµµα 12. ιακύµανση στάθµης υπογείου νερού γεωτρήσεων περιοχής Κώµης ιάγραµµα 13. ιακύµανση TDS στο σύνολο των υδροσηµείων της λεκάνης ιάγραµµα 14. ιακύµανση συγκέντρωσης χλωριόντων στο σύνολο των υδροσηµείων της λεκάνης ιάγραµµα 15. ιακύµανση συγκέντρωσης νατριόντων στο σύνολο των υδροσηµείων της λεκάνης ιάγραµµα 16. ιακύµανση TDS, Cl -, Na +, στάθµης στη γεώτρηση Γ ιάγραµµα 17. ιακύµανση TDS, Cl -, Na +, στάθµης στη γεώτρηση Γ ιάγραµµα 18. ιακύµανση TDS, Cl -, Na +, στάθµης στη γεώτρηση Γ ιάγραµµα 19. ιακύµανση TDS, Cl -, Na +, στάθµης στο φρέαρ Φ ιάγραµµα 20. ιακύµανση TDS, Cl -, Na +, στάθµης στο φρέαρ Φ ιάγραµµα 21. ιακύµανση συντελεστή Revelle υδροσηµείων λεκάνης Θερµής IX

12 Σχήµα 1. Τρίγωνα Thiessen νήσου Λέσβου Σχήµα 2. Απογραφή Σηµείων Εµφάνισης Ύδατος Σχήµα 3. Πιεζοµετρία πεδινής περιοχής περιόδου Μαίου Σχήµα 4. Πιεζοµετρία ορεινής περιοχής περιόδου Μαίου Σχήµα 5. Πιεζοµετρία πεδινής περιοχής περιόδου Σεπτεµβρίου Σχήµα 6. Πιεζοµετρία ορεινής περιοχής περιόδου Σεπτεµβρίου Σχήµα 7. Ισοκαµπύλες TDS πεδινής περιοχής περιόδου Μαίου Σχήµα 8. Ισοκαµπύλες TDS ορεινής περιοχής περιόδου Μαίου Σχήµα 9. Ισοκαµπύλες TDS πεδινής περιοχής περιόδου Σεπτεµβρίου Σχήµα 10. Ισοκαµπύλες TDS ορεινής περιοχής περιόδου Σεπτεµβρίου X

13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η διείσδυση της θάλασσας αποτελεί τη συνηθέστερη περίπτωση υποβάθµισης της ποιότητας του νερού ενός παράκτιου υπόγειου υδροφόρου σώµατος. Το αλµυρό νερό µπορεί να συναντάται είτε ως συγγενετικό νερό, είτε ως υπόγεια ροή θαλασσινού νερού κάτω από υδροφόρους γλυκού νερού, είτε στα περιθώρια των παράκτιων υδροφόρων, είτε ως παλιρροϊκό νερό σε εκβολές ποταµών ή τεχνητών καναλιών. Η διείσδυση της θάλασσας µε τη συνακόλουθη ρύπανση υφαλµύρινση του υπογείου νερού αποτελεί σηµαντικό περιβαλλοντικό πρόβληµα µε επιπτώσεις στη γεωργία και το ανθρωπογενές περιβάλλον (καταστροφή ή υποβάθµιση της ποιότητας των καλλιεργειών οικονοµικές επιπτώσεις), το φυσικό περιβάλλον (χλωρίδα πανίδα) και στους φυσικούς πόρους (ποιοτική υποβάθµιση υδρευτικού ή/και αρδευτικού νερού). Το γεγονός της έντονης αγροτικής εκµετάλλευσης του κάµπου της Θερµής, ο οποίος καλλιεργείται συστηµατικά, κυρίως µε ελαιόδενδρα, καθιστά σηµαντική τη γνώση της έκτασης του φαινοµένου και ει δυνατόν της τάσης εξέλιξής του, ώστε να ληφθούν αν χρειαστεί προστατευτικά µέτρα για την αποφυγή δυσάρεστων καταστάσεων. Η ρύπανση του υπόγειου υδροφόρου του κάµπου της Θερµής λόγω διείσδυσης της θάλασσας, θα είχε σαν αποτέλεσµα την καταστροφή µεγάλου µέρους των υφιστάµενων ελαιώνων και τον οικονοµικό µαρασµό πολλών οικογενειών της περιοχής. 1

14 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. ΣΤΟΧΟΙ ΓΕΝΙΚΟ ΠΕΡΙΓΡΑΜΜΑ Η περιοχή της Λουτρόπολης Θερµής Λέσβου έχει απασχολήσει την υδρογεωλογική έρευνα κατά το παρελθόν, κυρίως λόγω της ύπαρξης της ιαµατικής πηγής, σε µικρή απόσταση από τον οικισµό της Θερµής. Η ιαµατική αυτή πηγή εκµεταλλευόταν παλαιότερα µέσω των ιαµατικών λουτρών που λειτουργούσαν στην περιοχή. Η όποια υδρογεωλογική έρευνα έχει λάβει χώρα µέχρι σήµερα στην περιοχή, έχει σαν επίκεντρο την υδροχηµική ανάλυση της ιαµατικής πηγής και του υδροφορέα στην άµεση περιοχή της, καθώς επίσης και την ερµηνεία του υδρογεωλογικού και γεωθερµικού καθεστώτος που ελέγχει τη λειτουργία της πηγής. Τα υδροχηµικά δεδοµένα των ερευνών αυτών, εκτενής αναφορά στα οποία θα γίνει σε επόµενα κεφάλαια, έδωσαν το έναυσµα για την επιλογή του θέµατος στόχου της παρούσας διατριβής. Με βάση τα δεδοµένα αυτά, παρατηρείται έντονη και επιθετική διείσδυση της θάλασσας στη στενή περιοχή των λουτρών, µε ποσότητες διαλελυµένων αλάτων στο νερό της πηγής, που προσεγγίζουν τις περιεκτικότητες του θαλασσινού νερού. Οι υπάρχουσες όµως έρευνες δεν προχωρούσαν στην καταγραφή της έκτασης του φαινοµένου και πέρα από τη στενή περιοχή των λουτρών. Το γεγονός αυτό καθόρισε σαν κύριο στόχο της παρούσας έρευνας την καταγραφή της έκτασης του φαινοµένου της διείσδυσης της θάλασσας όχι µόνο στην πεδινή περιοχή της Θερµής, αλλά στο σύνολο της λεκάνης, καθώς επίσης και τη σύνταξη του υδατικού της ισοζυγίου. Εδώ τονίζεται ότι µε τον όρο λεκάνη Θερµής περιγράφεται το σύνολο των επιµέρους λεκανών απορροής όλων των υδρογραφικών αξόνων, που έχουν σαν τελική έξοδο την περιοχή της παραλίας Θερµής. Το περιεχόµενο της παρούσας διατριβής µπορεί να διαχωριστεί σε τέσσερα αυτοτελή τµήµατα, τα οποία όµως συνδέονται µεταξύ τους οργανικά και αλληλοσυµπληρώνονται, είναι δε απαραίτητα για την ολοκληρωµένη και πληρέστερη αντιµετώπιση του θέµατος: 1. Παράθεση βιβλιογραφικών δεδοµένων, περιγραφή της µορφολογίας, γεωλογίας και υδρογεωλογίας της λεκάνης ενδιαφέροντος, αλλά και της ευρύτερης περιοχής µελέτης, παρουσίαση σχετικών χαρτών (Κεφ. 3 6). 2. Παράθεση και επεξεργασία των υδρολογικών δεδοµένων που αφορούν τη λεκάνη ενδιαφέροντος, σύνταξη υδατικού ισοζυγίου (Κεφ. 7). 3. Περιγραφή των εργασιών υπαίθρου, παράθεση και επεξεργασία των υδρογεωλογικών και υδροχηµικών δεδοµένων που προέκυψαν από την παρούσα έρευνα, σύνταξη ισοπαραµετρικών χαρτών (Κεφ. 8). 4. Σύνθεση όλων των παραπάνω δεδοµένων, γενική αξιολόγηση, συµπεράσµατα (Κεφ. 9). 2

15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΉ ΑΝΑΣΚΌΠΗΣΗ Στο παρόν κεφάλαιο παρατίθεται η συλλεχθείσα βιβλιογραφία, που είναι σχετική µε υδρογεωλογική και υδροχηµική έρευνα στην περιοχή µελέτης. Σε επόµενα κεφάλαια γίνονται επιπλέον σηµειακές βιβλιογραφικές αναφορές, οι οποίες όµως αφορούν γενικότερα θέµατα της γεωλογίας υδρογεωλογίας υδρολογίας και δεν κρίθηκε απαραίτητη η αναλυτική παρουσίασή τους στο παρόν κεφάλαιο. Οι συλλεχθείσες υδρογεωλογικές µελέτες και έρευνες που έχουν λάβει χώρα στην άµεση περιοχή εκφόρτισης της ιαµατικής πηγής των Λουτρών Θερµής είναι οι εξής: 3.1 Ν. ΠΑΠΑΚΗΣ, «Γεωλογική και γεωχηµική µελέτη των µεταλλικών πηγών Θερµής Μυτιλήνης», Αθήνα, 1966 Η µελέτη αυτή είχε συνταχθεί από τον υδρογεωλόγο Ν. Παπάκη στα πλαίσια της αξιοποίησης και ανάπτυξης των ιαµατικών πηγών της Θερµής, που αποφάσισε το Τ.Σ.Α.Υ. (Ταµείο Συντάξεως και Ασφαλίσεως Υγειονοµικών), το οποίο έχει στην ιδιοκτησία του τις εγκαταστάσεις εκµετάλλευσης της θερµοµεταλλικής πηγής. Ο συγγραφέας, µετά από µία πολύ σύντοµη περιγραφή των αλλουβιακών σχηµατισµών που επικρατούν στην άµεση περιοχή της πηγής και του βραχώδους υποβάθρου που αποκαλύπτεται περιµετρικά του κάµπου της Θερµής, περιγράφει την υδροχηµεία δειγµάτων που ελήφθησαν από την περιοχή των Λουτρών κατά τον Απρίλιο Τα δείγµατα που ελήφθησαν από φρέατα εντός των Λουτρών είχαν παρόµοια υδροχηµεία, µε κύριο χαρακτηριστικό την πολύ µεγάλη περιεκτικότητα σε χλωριούχο νάτριο και χλωριούχο κάλιο (ενδεικτικά αναφέρεται ότι η συγκέντρωση των χλωριόντων ανέρχονταν σε mg/l, TDS=36.160mg/l), τη σχετικά µεγάλη περιεκτικότητα σε χλωριούχο ασβέστιο και χλωριούχο µαγνήσιο, τη σηµαντική συµµετοχή θειικού ασβεστίου και θειικού µαγνησίου (περίπου στο 1/10 της περιεκτικότητας των χλωριούχων αλκαλίων), τη σχετικά µικρή περιεκτικότητα οξυανθρακικού ασβεστίου και οξυανθρακικού µαγνησίου, τη µικρή περιεκτικότητα οξυανθρακικού σιδήρου, την ελάχιστη χλωριούχου αµµωνίου και την παντελή έλλειψη νιτρικών και νιτρωδών ιόντων. Οι χηµικές αναλύσεις που πραγµατοποιήθηκαν σε δείγµα υπόγειου νερού που ελήφθη από κρουνό που υπήρχε στη γωνία των οδών προς Μυτιλήνη και Θερµή, δηλ. σε µικρή απόσταση αλλά εκτός των κυρίων ιαµατικών εγκαταστάσεων, και το οποίο εθεωρείτο παλιότερα ότι είχε χωνευτικές ή καθαρτικές ιδιότητες, απέδειξαν ότι το συγκεκριµένο δείγµα είχε δεχτεί την επίδραση του νερού της θερµοµεταλλικής πηγής σε συνδυασµό µε το σχετικά καθαρό νερό του περιβάλλοντος υδροφορέα. Ως εκ τούτου η περιεκτικότητα σε διαλελυµένα άλατα είναι και εδώ 3

16 υψηλή, αλλά σηµαντικά µικρότερη απ ό,τι στα δείγµατα εντός των λουτήρων. Ενδεικτικά δίνονται [Cl - ]=7.180mg/l, TDS=13.381mg/l. Για την ύδρευση των Λουτρών ελήφθη δείγµα από το φρέαρ το οποίο βρίσκεται στη θέση Κυπαρίσσι m νοτιοανατολικά του οικισµού της Θερµής από το οποίο υδρεύονταν και παλαιότερα οι εγκαταστάσεις των λουτρών. Το φρέαρ εκµεταλλεύεται υδροφορέα εντός ηµιµεταµορφωµένων σχιστολίθων µε διεισδύσεις φλεβικών πυριγενών πετρωµάτων. Οι χηµικές αναλύσεις του δείγµατος έδειξαν ότι πρόκειται για νερό πολύ καλής ποιότητας, µε χαµηλή περιεκτικότητα σε άλατα (TDS=382mg/l), µε κύρια συστατικά το οξυανθρακικό ασβέστιο και οξυανθρακικό µαγνήσιο, µικρές περιεκτικότητες θειικού ασβεστίου, θειικού µαγνησίου, χλωριούχου νατρίου, χλωριούχου καλίου και οξυανθρακικών αλκαλίων, ασήµαντες ποσότητες νιτρικού νατρίου, οξυανθρακικού σιδήρου, οξυφωσφορικού σιδήρου και νιτρικών, πλήρης απουσία νιτρωδών. Το νερό θεωρείται πόσιµο και προτάθηκε η ύδρευση των εγκαταστάσεων των λουτρών µε υδροµάστευση από το συγκεκριµένο φρέαρ. 3.2 Γ. ΚΑΤΣΙΚΑΤΣΟΣ, Κ. ΣΦΕΤΣΟΣ, «Έκθεσις υδρογεωλογικής αναγνωρίσεως θερµοµεταλλικών πηγών Νήσου Λέσβου», Ι.Γ.Μ.Ε., Αθήνα, 1978 Η αναγνωριστική αυτή έκθεση συντάχθηκε κατόπιν εντολής του Ι.Γ.Μ.Ε. για εξέταση των υδροθερµικών εκδηλώσεων της νήσου Λέσβου. Στα πλαίσια της εντολής αυτής πραγµατοποιήθηκε επιτόπου µετάβαση των γεωλόγων στη Λέσβο τον Ιανουάριο 1978, καταγραφή των υδροθερµικών εκδηλώσεων και σχετική δειγµατοληψία. Οι συγγραφείς, µετά από σύντοµη αναφορά στη γενική γεωλογία της Λέσβου, δίνουν κάποια γενικά στοιχεία για τις υδροθερµικές εκδηλώσεις πηγές που απέγραψαν. Όσο αφορά την πηγή των λουτρών Θερµής αναφέρουν ότι η θερµοκρασία στη δεξαµενή των λουτρών µετρήθηκε στους C. Στη δεξαµενή καταλήγει υδροµαστευτικός αγωγός, του οποίου το σηµείο εκκίνησης είναι άγνωστο, οπότε είναι άγνωστο και το ακριβές σηµείο ανάβλυσης της πηγής. Εντοπίζουν έναν ακόµη υπόγειο αγωγό µε θερµό νερό, ο οποίος διέρχεται παράλληλα προς το δρόµο παραλίας Θερµής. Από τη συναξιολόγηση των δεδοµένων από όλες τις πηγές που απεγράφησαν, οι συγγραφείς κατέληξαν σε ορισµένα ενδιαφέροντα συµπεράσµατα, παρότι όπως αναφέρουν δε δόθηκε έµφαση σε πολλά χρήσιµα στοιχεία, επειδή η όλη έρευνα επικεντρώθηκε αποκλειστικά και µόνο στην αναζήτηση εκµεταλλεύσιµης γεωθερµικής ενέργειας (ξηρού ατµού). Το σηµαντικότερο συµπέρασµα στο οποίο κατέληξαν είναι ότι το νερό των θερµοπηγών προέρχεται από την ανάµιξη τριών κατηγοριών νερού: 4

17 i. Ενός ψυχρού µε µικρή εναλάτωση. ii. Ενός ψυχρού µε ισχυρή εναλάτωση (πιθανώς θαλάσσιου). iii. Ενός πολύ θερµού µε ενδιάµεση εναλάτωση. Παρατήρησαν επίσης ότι σε άλλες θερµοπηγές η αύξηση της θερµοκρασίας συνεπάγεται αύξηση της αλατότητας και σε άλλες ακριβώς το αντίθετο. Το φαινόµενο αυτό ερµηνεύθηκε ως εξής: Μίγµα όµβριου και θαλάσσιου νερού κατέρχεται σε βάθος, όπου εµπλουτίζεται σε µεταλλικά στοιχεία και θερµαίνεται και στη συνέχεια ανέρχεται σε µικρά βάθη ή και ως την επιφάνεια. Αυτό το νερό, που ανήκει στην κατηγορία (iii), αναµιγνύεται ξανά µε µία από τις δύο πρώτες κατηγορίες νερών, οπότε κατά περίπτωση έχουµε είτε µείωση της αλατότητας µε µείωση της θερµοκρασίας (ανάµιξη µε την κατηγορία (i)) είτε αύξηση της αλατότητας µε µείωση της θερµοκρασίας (ανάµιξη µε την κατηγορία (ii)). Οι συγγραφείς ολοκληρώνουν την έκθεσή τους µε µία σειρά προτάσεων που επικεντρώνονται σε λεπτοµερέστερες γεωλογικές χαρτογραφήσεις στις πέριξ των πηγών περιοχές, διεξαγωγή περιοδικών δειγµατοληψιών και χηµικών αναλύσεων και στη διενέργεια ηλεκτρικών διασκοπήσεων στο χώρο των πηγών. 3.3 Π. ΧΡΙΣΤΟΠΟΥΛΟΣ, «Υδρογεωλογική αναγνώριση ιαµατικών πηγών Θερµής», Περιφέρεια Βορείου Αιγαίου, Μυτιλήνη, 1991 Η µελέτη αυτή ανατέθηκε από την Περιφέρεια Βορείου Αιγαίου / ιεύθυνση Περιβάλλοντος και Χωροταξίας στο Γεωλόγο Π. Χριστόπουλο. Στόχος της µελέτης ήταν η αναγνώριση της θερµοµεταλλικής πηγής της Θερµής και η διατύπωση προτάσεων για την προστασία της. Στο πρώτο µέρος της µελέτης, ο συγγραφέας συντάσσει στοιχειώδες υδατικό ισοζύγιο της περιοχής χρησιµοποιώντας κλιµατολογικά στοιχεία από το Μετεωρολογικό Σταθµό Μυτιλήνης (περιοχή αεροδροµίου) της ΕΜΥ. Το µέσο ετήσιο ύψος βροχής που υπολογίζεται για το χρονικό διάστηµα ανέρχεται σε 707mm. Η εξατµισοδιαπνοή υπολογίζεται µε δύο τρόπους: τον τύπο του Turc και τον τύπο του Thornthwaite. Στην πρώτη περίπτωση προέκυψε η εξατµισοδιαπνοή να ανέρχεται στο 85% της βροχόπτωσης και στη δεύτερη στο 51%. Ο συγγραφέας υιοθετεί το δεύτερο αποτέλεσµα, ενώ για τα µεγέθη της κατείσδυσης και επιφανειακής απορροής, στηριγµένος σε βιβλιογραφικά δεδοµένα δέχεται 20% της βροχόπτωσης κατείσδυση και 29% επιφανειακή απορροή. Στη συνέχεια γίνεται περιγραφή της γεωλογικής δοµής του νησιού µε εστίαση στην άµεση περιοχή ενδιαφέροντος. Συνοπτική αναφορά γίνεται σε επόµενα κεφάλαια. 5

18 Στο κύριο τµήµα της εργασίας αναπτύσσονται οι απόψεις του συγγραφέα που αφορούν τη λειτουργία και το υδρογεωλογικό καθεστώς της θερµοµεταλλικής πηγής και γίνεται εκτενής περιγραφή της υδρογεωλογικής έρευνας που έλαβε χώρα στα πλαίσια της µελέτης, και της υδροχηµείας της πηγής που προκύπτει µετά από χηµικές αναλύσεις. Γίνεται αναφορά στο υδροµαστευτικό έργο ταφροειδούς µορφής που εκτείνεται παράλληλα προς το δρόµο της Παραλίας Θερµής και υδροµαστεύει την κύρια ανάβλυση από το εκκλησάκι του Αγ. Γεωργίου στην κύρια δεξαµενή. Περιγράφονται οι 6 γεωτρήσεις οι οποίες απεγράφησαν και βρίσκονται νοτιοδυτικά των εγκαταστάσεων των λουτρών και σε απόσταση περί τα 250m, καθώς και οι 4 ερευνητικές γεωτρήσεις που διανοίχτηκαν στα πλαίσια της µελέτης στο χώρο δυτικά και νότια των λουτρών. Παρουσιάζονται κάποια φυσικοχηµικά χαρακτηριστικά που µετρήθηκαν σε αµφότερες τις οµάδες των γεωτρήσεων (θερµοκρασία, ph, αγωγιµότητα, στάθµη), από τα οποία το µεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η αγωγιµότητα, η οποία µειώνεται πάρα πολύ µε την αποµάκρυνση από το χώρο των λουτρών. Παρουσιάζονται επίσης τα αποτελέσµατα χηµικής ανάλυσης από δείγµα που ελήφθη από την εµφάνιση της θερµοπηγής. Με βάση τα αποτελέσµατα αυτά το νερό ανήκει στον τύπο (κατά Davis and De Wiest): Cl Na K Br B Η συγκέντρωση των χλωριόντων αγγίζει τα mg/l, ενώ η γραµµοµοριακή σχέση ιόντων Cl - - Na + υπολογίζεται σε 1,96. Η υπεροχή των Cl - ερµηνεύεται ως ιοντική αντικατάσταση των Na + από Ca ++, Mg ++. Παρατηρούνται επίσης αυξηµένες συγκεντρώσεις µεταλλικών ιόντων (Mn, Fe, Li) και ραδιοϊσοτόπων (Sr), ενώ περιορισµένες συγκεντρώσεις φθοριόντων, νιτρικών, νιτρωδών και αµµωνίου. Ο συγγραφέας ερµηνεύει την εµφάνιση της θερµοπηγής στη συγκεκριµένη θέση, ως αποτέλεσµα της τοµής δύο ρηγµάτων µε διευθύνσεις ΑΒΑ Ν και ΒΑ Ν. Τέλος, προχωρά σε προτάσεις για την προστασία της θερµοπηγής από ανθρωπογενείς επιδράσεις. 3.4 Κ. ΠΑΥΛΟΠΟΥΛΟΣ, Χ. ΜΑΡΟΥΚΙΑΝ, Α. ΖΑΜΑΝΗ και Ι. ΠΑΠΑΓΕΩΡΓΑΚΗΣ «Γεωµορφολογία, υδρογεωλογία και δυνατότητες αξιοποίησης των ιαµατικών πηγών Θερµής Λέσβου», Πανεπιστήµιο Αθηνών, 1995 Σκοπός της µελέτης αυτής ήταν η εκτέλεση γεωλογικών, υδρογεωλογικών και γεωµορφολογικών ερευνών, για τον προσδιορισµό των στοιχείων εκείνων που είναι απαραίτητα για τη µελέτη κατασκευής έργων αξιοποίησης των ιαµατικών πηγών της Θερµής. 6

19 Στα πλαίσια της µελέτης διανοίχτηκαν 7 ερευνητικές γεωτρήσεις στο χώρο των λουτρών, ελήφθησαν δείγµατα νερού για χηµικές αναλύσεις από τις 7 γεωτρήσεις που προαναφέρθηκαν, καθώς επίσης και από το φρέαρ της ιαµατικής πηγής και από προϋπάρχουσα γεώτρηση. Ελήφθη δείγµα ιλύος από τις αποθέσεις της πηγής για ανάλυση. ιενεργήθηκαν δοκιµαστικές αντλήσεις και µετρήθηκε η πιεζοµετρική στάθµη ηρεµίας και υπό άντληση. Στο πρώτο µέρος της µελέτης γίνεται γενική περιγραφή της γεωλογίας του νησιού και της άµεσης περιοχής ενδιαφέροντος, καθώς επίσης και των γεωµορφολογικών συνθηκών που επικρατούν στην περιοχή της Θερµής. Στη συνέχεια γίνεται εκτενής αναφορά στη λειτουργία και το υδρογεωλογικό καθεστώς της θερµοµεταλλικής πηγής και γίνεται εκτενής περιγραφή της υδρογεωλογικής έρευνας που έλαβε χώρα στα πλαίσια της µελέτης, και της υδροχηµείας της πηγής που προκύπτει µετά από χηµικές αναλύσεις. Η εκδήλωση της πηγής αποδίδεται και εδώ στην τοµή δύο βαθιών ρηγµάτων, τα οποία βοηθούν στην άνοδο του υπόγειου νερού από τα µεγάλα βάθη στα οποία έχει κατεισδύσει. Παρουσιάζονται συνοπτικά τα αποτελέσµατα της γεωτρητικής έρευνας και των δοκιµαστικών αντλήσεων: Το πάχος των αλλουβιακών αποθέσεων που επικρατούν στην περιοχή της παραλίας Θερµής, πιστοποιήθηκε ότι είναι µεγαλύτερο από 15m, αφού η βαθύτερη γεώτρηση δε συνάντησε το βραχώδες υπόβαθρο. Στο φρεάτιο Φ1, που αποτελεί το κεντρικό φρεάτιο των λουτρών, παρατηρήθηκε πτώση στάθµης της τάξης των 0,72m, µετά από άντληση µίας ώρας µε σταθερή παροχή 7m 3 /h. Με βάση αυτά τα στοιχεία µόνο δεν ήταν δυνατός ο υπολογισµός της υδροπερατότητας (δεν υπήρχε δορυφόρο σηµείο, δε διατρήθηκε όλο το πάχος του υδροφόρου, άγνωστο το βάθος του υποβάθρου). Στη γεώτρηση G7, µετά από άντληση 1h, παρατηρήθηκε αύξηση της [Cl - ] κατά 1650mg/l, πιστοποιώντας ότι η ανάµιξη του υπογείου νερού και του θαλάσσιου νερού γίνεται κυρίως στον επιφανειακό υδροφόρο. Αξιολογώντας τα αποτελέσµατα της υδρογεωλογικής έρευνας συντάχθηκαν χάρτες ισοπιεζοµετρικοί και ισοθερµικοί της άµεσης περιοχής των λουτρών. Από τους χάρτες αυτούς προκύπτει ισχυρή υδραυλική κλίση από το σηµείο ανάβλυσης και ακτινωτά, δείχνοντας ότι µέρος του ανερχόµενου θερµοµεταλλικού νερού, δε φτάνει τελικά στην επιφάνεια, αλλά εµπλουτίζει τον περιβάλλοντα της πηγής αβαθή υδροφόρο ορίζοντα. Από τα αποτελέσµατα των υδροχηµικών αναλύσεων που έγιναν σε 7 δείγµατα υπόγειου νερού, προκύπτει πολύ σηµαντικός εµπλουτισµός των δειγµάτων σε Cl - και Na +, µεγάλη συµµετοχή των Ca ++ και αξιόλογη ποσότητα µεταλλικών ιχνοστοιχείων. 7

20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑΣ 4.1 Γενικά Η Λέσβος είναι το τρίτο σε έκταση νησί της Ελλάδας µετά την Κρήτη και την Εύβοια, βρίσκεται στο ΒΑ Αιγαίο και έχει έκταση 1641km 2. Παρουσιάζει ευρείες πεδινές εκτάσεις που συσσωρεύονται κυρίως στις παράκτιες περιοχές, οι οποίες εναλλάσσονται µε ορεινές ή ηµιορεινές εκτάσεις που απαντούν εσωτερικότερα. Οι ψηλότερες κορυφές της Λέσβου είναι ο Όλυµπος (967m), βόρεια του Πλωµαρίου, στο νοτιοκεντρικό τµήµα του νησιού, και ο Λεπέτυµνος (968m), νοτιοανατολικά του Μόλυβου, στο βόρειο άκρο του νησιού. Βασικό µορφολογικό χαρακτηριστικό της Λέσβου είναι η πολυσχιδής ακτογραµµή της, η οποία διαµορφώνει δύο ιδιαίτερα βαθείς και κλειστούς κόλπους στο νότιο µέρος του νησιού, τον κόλπο της Καλλονής (κεντρικά), που είναι και ο ευρύτερος, και τον κόλπο της Γέρας (νοτιοανατολικά), ο οποίος, λόγω της δυσχερούς ανανέωσης των νερών του, παρουσιάζει πλέον χαρακτηριστικά λιµνοθάλασσας. 4.2 Γεωµορφολογικά χαρακτηριστικά περιοχής µελέτης Ως περιοχή µελέτης έχει οριστεί όλη η υδρολογική λεκάνη, της οποίας οι υδρογραφικοί άξονες έχουν έξοδο στην Παραλία Θερµής. Η λεκάνη της Θερµής έχει εµβαδό περί τα 36km 2, συνίσταται δε από ένα ηµιορεινό ορεινό τµήµα, το οποίο καλύπτει σχεδόν το σύνολο της έκτασής της (~34km 2 ) και από ένα πεδινό τµήµα, την προσχωσιγενή πεδιάδα της Θερµής, κοντά στην έξοδο της λεκάνης, εµβαδού περί τα 2km 2. Το πεδινό τµήµα παρουσιάζει πολύ ήπιες κλίσεις προς Ανατολικά της τάξεως του 1.5 2% κοντά στην ακτογραµµή, και % πιο εσωτερικά. Στο ορεινό τµήµα της λεκάνης παρουσιάζονται εντονότερες κλίσεις που µπορεί να φτάνουν τοπικά και το 80% (κοντά στο λόφο του Αγ. Ευθυµίου στο ΒΒΑ τµήµα της λεκάνης). Το µεγαλύτερο υψόµετρο της λεκάνης καταγράφεται στην κορυφή Γεράνειο (451m) στο νοτιότερο άκρο της. Άλλες κορυφές περιµετρικά της λεκάνης ξεκινώντας από την περιοχή του οικισµού της Θερµής και προχωρώντας κατά τη φορά των δεικτών του ρολογιού είναι οι εξής: Καλλιθέα (403m), Φούρνος (349m), Παλαµάς (421m), που είναι εσωτερική κορυφή της λεκάνης, Κακό Βουνό (241m), Ξεροβρύση (270m), Πίττα (447m), Πετροβούνι (423m), ενδρέλλι (412m), Ταύρος (374m), Πλάτη (376m), Καβλιάς (340m), Μερσίνια Βρύση (276m), Αγ. Ευθύµιος (305m), Αγ. Ακίνδυνος (214m), Αγ. Γεώργιος (102m). 8

21 Για τον υπολογισµό του µέσου υψοµέτρου της λεκάνης, αυτή χωρίστηκε σε υψοµετρικές υποπεριοχές, χρησιµοποιώντας τις ισοϋψείς καµπύλες των 100m, 200m και 300m, όπως αυτές προκύπτουν από τοπογραφικό διάγραµµα της Γ.Υ.Σ. κλίµακας 1: Μετρήθηκε το εµβαδόν της κάθε υποπεριοχής και ελήφθη ως αντιπροσωπευτικό υψόµετρο για την κάθε µία το ηµιάθροισµα των ισοϋψών που την ορίζουν (Π.χ. για την υποπεριοχή µεταξύ των ισοϋψών των 100m και των 200m, ελήφθη ως αντιπροσωπευτικό το υψόµετρο των 150m.) Το µέσο υψόµετρο της λεκάνης προκύπτει ως ο σταθµισµένος µέσος των αντιπροσωπευτικών υψοµέτρων κάθε υποπεριοχής, µε συντελεστή στάθµισης το αντίστοιχο εµβαδόν. Μετά τις πράξεις, το µέσο υψόµετρο της λεκάνης (Υ µ ) υπολογίστηκε σε: Υ µ = 208m Άξια λόγου είναι η ασυµµετρία που παρουσιάζει η λεκάνη στο νοτιοκεντρικό της τµήµα (νοτιοανατολικά της κορυφής Παλαµάς), όπου παρατηρείται επιµήκυνση του εγκάρσιου άξονα της λεκάνης προς νότο, σε αντίθεση µε τη γραµµή του υδροκρίτη στο βόρειο τµήµα της λεκάνης, η οποία ακολουθεί υποπαράλληλα τον κύριο υδρογραφικό άξονα της λεκάνης (Σχέδιο 1). Η ασυµµετρία αυτή αποδίδεται πιθανότατα σε τεκτονικά αίτια, που είχαν ως αποτέλεσµα την περαιτέρω ανύψωση της περιοχής της κορυφής Γεράνειο και τη µετατόπιση του υδροκρίτη νοτιότερα από την αρχική του θέση Υδρογραφικό δίκτυο Η λεκάνη της Θερµής διαρρέεται από τρία ρέµατα περιοδικής ροής: το ρέµα Ποταµάκι, το ρέµα της Θερµής και το ρέµα των Λουτρών. Το ρέµα Ποταµάκι αποτελεί τον κύριο υδρογραφικό άξονα της λεκάνης, µε περιορισµένους, ελαφρείς, πλατείς µαιανδρισµούς, δενδριτικού τύπου υδρογραφικό δίκτυο, µήκος περί τα 10km, µέση µορφολογική κλίση περί το 4% και κύρια διεύθυνση ανάπτυξης Α. Σύµφωνα µε την ανάλυση Horton, ο άξονας του ρέµατος είναι τετάρτης τάξεως στο τµήµα από τον οικισµό της Πηγής έως την έξοδο στην Παραλία Θερµής, κοντά στο εκκλησάκι του Αγ. Γεωργίου. Το ρέµα της Θερµής έχει τις απαρχές του κοντά στο µοναστήρι του Αγ. Ραφαήλ, νότια του οικισµού της Θερµής. Το υδρογραφικό του δίκτυο είναι δενδριτικού τύπου, έχει µήκος περί τα 2.7km και µέση µορφολογική κλίση περί το 7%. Αρχικά, η διεύθυνσή του είναι προς βορρά και αφού διέλθει δυτικά από τον οικισµό της Θερµής, κάµπτεται προς ανατολικά και τελικά προς βορειοανατολικά Σύµφωνα µε την ανάλυση Horton (Τσακίρης, 1995, σελ ), ο άξονας του ρέµατος είναι τρίτης τάξεως. Σύµφωνα µε τους Παυλόπουλος et al, 1995, σελ. 313 (στην παρούσα 3.4) «... η διαµόρφωση του τοπίου της στενότερης περιοχής της Θερµής, οφείλεται κυρίως στο ρέµα αυτό 9

22 µε τη δηµιουργία ενός αλλουβιακού ριπιδίου. Το αλλουβιακό αυτό ριπίδιο που αποτελείται από αδροµερέστερο υλικό, µεταβαίνει πλευρικά προς τις ποταµοχειµάρριες αποθέσεις του ρέµατος Ποταµάκι, µετατοπίζοντας προς βορρά την κεντρική του κοίτη...». Το ρέµα των λουτρών έχει τις απαρχές του ανάντη (δυτικά) των Πύργων Θερµής, ρέει ανατολικά του οικισµού της Θερµής και εκβάλλει λίγο βορειότερα του λιµενοβραχίονα της µαρίνας. Το υδρογραφικό του δίκτυο είναι δενδριτικού τύπου, έχει µήκος περί τα 1.7km και µέση µορφολογική κλίση περί το 10%. Η γενική του διεύθυνση είναι προς βορειοανατολικά. Σύµφωνα µε την ανάλυση Horton, ο άξονας του ρέµατος είναι τρίτης τάξεως. Στον πίνακα που ακολουθεί δίνονται συνοπτικά τα σηµαντικότερα µορφοµετρικά χαρακτηριστικά των τριών υδρογραφικών αξόνων που προαναφέρθηκαν: Πίνακας 1. Μορφοµετρικά χαρακτηριστικά υδρογραφικών αξόνων Λεκάνης Θερµής Τύπος Μέση Γενική Μήκος Τάξη άξονα Ρέµα υδρογραφικού κλίση διεύθυνση (km) (κατά Horton)* δικτύου (%) Ποταµάκι Α ενδριτικό Θερµής Ν ΒΑ ενδριτικό Λουτρών Ν ΒΑ ενδριτικό * η ανάλυση κατά Horton έγινε σε τοπογραφικό διάγραµµα κλίµακας 1: Παράκτια µορφολογία Σύµφωνα µε τους Παυλόπουλος et al, 1995, σελ. 316 (στην παρούσα 3.4) «... η ακτογραµµή υποχωρεί υπό την επίδραση των θαλάσσιων διεργασιών. Κατά το Ολόκαινο (τελευταία έτη), η θαλάσσια στάθµη ανυψώθηκε σταδιακά µέχρι το σηµερινό επίπεδο και κάλυψε τη χαµηλότερη περιοχή της Θερµής και κατ' επέκταση τµήµα του κτήµατος ιδιοκτησίας ΤΣΑΥ. Κατά τη διάρκεια µ.χ. η ύπαρξη µιας περιορισµένης σε χρονική διάρκεια µικρής παγετώδους περιόδου µε αύξηση των βροχοπτώσεων είχε ως επακόλουθο την προέλαση της χέρσου. Τους τελευταίους αιώνες παρατηρείται µια εκ νέου υποχώρηση των ακτών από τις θαλάσσιες διεργασίες του κυµατισµού και των παρακτίων ρευµάτων. Σ' ένα τµήµα της ακτής, βόρεια του λιµενοβραχίονα, έγιναν έργα επιχωµάτωσης για τη διατήρηση και προστασία του παραλιακού δρόµου προς Μανταµάδο από τις διαβρωτικές θαλάσσιες διεργασίες. Το παράκτιο ρεύµα που εντοπίσθηκε από τη γεωµορφολογική ανάλυση έχει διεύθυνση από βορρά προς νότο. Το ρεύµα αυτό µεταφέρει και κυρίως αποµακρύνει τα χερσαία υλικά διάβρωσης που προέρχονται από τον κυµατισµό...» 10

23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΟΜΗ 5.1 Γεωλογική δοµή ευρύτερης περιοχής Η Λέσβος δοµείται γεωλογικά από πετρώµατα των εσωτερικών ελληνίδων. Το κύριο γεωλογικό χαρακτηριστικό του νησιού είναι η εκτεταµένη παρουσία όξινων κυρίως ηφαιστειακών πετρωµάτων που καλύπτουν σχεδόν το σύνολο της έκτασης στο βόρειο, βορειοανατολικό, νοτιοκεντρικό και δυτικό τµήµα του νησιού. Η παρουσία των πετρωµάτων αυτών µαρτυρεί την έντονη ηφαιστειακή δράση που έλαβε χώρα στην ευρύτερη περιοχή (Χίος, Τουρκία) κατά το Ανώτερο Μειόκαινο. Ο Χριστόπουλος, 1991, σελ. 9 (στην παρούσα 3.3), διακρίνει τρεις ενότητες γεωλογικών σχηµατισµών: Ενότητα µεταµορφωµένων σχηµατισµών, όπου περιλαµβάνονται οι αλπικοί και προαλπικοί σχηµατισµοί, καθώς και το τεκτονικό κάλυµµα των ηφαιστειοϊζηµατογενών σχηµατισµών. Ενότητα οφιολιθικών πετρωµάτων. Ενότητα µεταλπικών σχηµατισµών (ηφαιστειακών και ιζηµατογενών). Οι KATSIKATSOS et al, 1986, σελ , περιγράφουν και οριοθετούν µε µεγαλύτερη λεπτοµέρεια τις προαναφερθείσες ενότητες: Αυτόχθονη σειρά αλπικών και προαλπικών σχηµατισµών, η οποία αποτελείται από νεοπαλαιοζωικούς και τριαδικούς σχηµατισµούς: Οι νεοπαλαιοζωικοί σχηµατισµοί αποτελούνται στην πλειονότητά τους από µαρµαρυγιακούς, σερικιτικούς και χλωριτικούς σχιστολίθους, εναλλασσόµενους µε µεταψαµµίτες και χαλαζίτες. Στα ανώτερα µέλη των σχηµατισµών αυτών συναντώνται φακοί και ενστρώσεις κρυσταλλικών ασβεστολίθων και δολοµιτών. Η σειρά έχει υποστεί πολύ χαµηλού βαθµού µεταµόρφωση στα όρια της πρασινοσχιστολιθικής φάσης. Οι τριαδικοί σχηµατισµοί, που αποτελούν την οµαλή εξέλιξη των υποκείµενων νεοπαλαιοζωικών σχηµατισµών αποτελούνται κυρίως από σχιστόλιθους και µεταψαµµίτες. Χαρακτηριστικό των σχηµατισµών αυτών είναι η παρουσία λατυποπαγών και µεγάλων ανθρακικών µπλοκ κυρίως στους ανώτερους ορίζοντες, γεγονός που σχετίζεται πιθανά µε τον έντονο τεκτονισµό που συνόδευε τη διάνοιξη της Τηθύος κατά το Τριαδικό. 11

24 Αλλόχθονη σειρά αλπικών σχηµατισµών, η οποία αποτελείται από το τεκτονικό κάλυµµα των ηφαιστειοϊζηµατογενών σχηµατισµών και το τεκτονικό κάλυµµα των οφιολίθων. Οι ηφαιστειοϊζηµατογενείς σχηµατισµοί ηλικίας Κατώτερου Μέσου Τριαδικού αποτελούνται κυρίως από µεταβασίτες (κυριαρχούν οι πρασινίτες) και µεταµορφωµένα ιζηµατογενή (κυρίως κρυσταλλικοί ασβεστόλιθοι και δολοµίτες και δευτερευόντως σχιστόλιθοι και κροκαλοπαγή). Η µεταµόρφωση που υπέστη ο σχηµατισµός ήταν χαµηλού βαθµού, στη ζώνη πουµπελλίτη ακτινόλιθου χλωρίτη, ενώ η κατά θέσεις παρουσία γλαυκοφανή, υποδηλώνει τοπικά αυξηµένες πιέσεις. Η επώθηση του καλύµµατος αυτού στην αυτόχθονη σειρά έλαβε χώρα µετά το Ανώτερο Τριαδικό. Στο οφιολιθικό κάλυµµα, που υπέρκειται τεκτονικά του ηφαιστειοϊζηµατογενούς συµπλέγµατος, διακρίνονται δύο υποενότητες: η ανώτερη αποτελούµενη από διαφόρου βαθµού σερπεντινιώσεως υπερβασικά πετρώµατα µε φλέβες πυροξενιτών και γάββρων και η κατώτερη, η οποία παρεµβάλλεται τεκτονικά µεταξύ της ανώτερης και του υποκείµενου ηφαιστειοϊζηµατογενούς συµπλέγµατος και αποτελείται από αµφιβολίτες και αµφιβολιτικούς σχιστολίθους, προερχόµενους από βασικά οφιολιθικά πετρώµατα. Και οι δύο υποενότητες του οφιολιθικού καλύµµατος έχουν υποστεί τουλάχιστον µία χαµηλού βαθµού µεταµόρφωση παρόµοια µε τη µεταµόρφωση που υπέστη ο ηφαιστειοϊζηµατογενής σχηµατισµός. Τεκτονικά οφιολιθικά ράκη συναντώνται σε όλη την έκταση του νησιού, γεγονός που ενισχύει την υπόθεση ότι το οφιολιθικό κάλυµµα κάλυπτε αρχικά σχεδόν το σύνολο του νότιου τµήµατος του νησιού και αργότερα διαβρώθηκε. Τα ράκη αυτά συναντώνται µαζί µε τον ηφαιστειοϊζηµατογενή σχηµατισµό, γεγονός που δείχνει ότι τα δύο καλύµµατα τοποθετήθηκαν µαζί στη σηµερινή τους θέση. Σειρά µεταλπικών σχηµατισµών, η οποία καλύπτει σηµαντική έκταση του νησιού και αποτελείται από ηφαιστίτες, λιµναίες νεογενείς φάσεις και τεταρτογενή ιζήµατα. Κατά το συγγραφέα, η Λέσβος ανήκει στην Πελαγονική σειρά µε πολύ χαρακτηριστική την ύπαρξη στα ανώτερα µέλη του ηφαιστειοϊζηµατογενή σχηµατισµού, ενώ όσο αφορά την προέλευση των οφιολίθων, θεωρεί ότι αυτοί προήλθαν από τµήµα του ωκεανού της Αλµωπίας, που εκτεινόταν εσωτερικότερα του Πελαγονικού υβώµατος. Στη συνέχεια παρουσιάζεται ο γεωλογικός χάρτης της Λέσβου όπως συντάχθηκε από τους KATSIKATSOS et al, 1986, σελ. 205: 12

25 (1) Τεταρτογενείς και Νεογενείς σχηµατισµοί. (2) Περιδοτίτες και σερπεντινίτες. (2α) Αµφιβολίτες και αµφιβολιτικοί σχιστόλιθοι. (3) Τριαδικοί µεταβασίτες και µετακλαστικοί σχηµατισµοί. (3α) Παρεµβολές κρυσταλλικών ανθρακικών πετρωµάτων. (4) Τριαδικοί σχιστόλιθοι και µεταψαµµίτες. (4α) Παρεµβολές κρυσταλλικών ανθρακικών πετρωµάτων. (5) Νεοπαλαιοζωικοί σχιστόλιθοι και µεταψαµµίτες. (5α) Παρεµβολές κρυσταλλικών ανθρακικών πετρωµάτων. F, F Επώθηση f Τεκτονική επαφή 5.2 Γεωλογική δοµή περιοχής µελέτης Όπως συνάγεται και από τα προηγούµενα, η περιοχή µελέτης χαρακτηρίζεται από την παρουσία των βόρειων απολήξεων του µεγάλου τεκτονικού παραθύρου που αποκαλύπτει το αυτόχθονο της Λέσβου και του οποίου η κύρια εµφάνιση εντοπίζεται δυτικά του κόλπου της Γέρας και φτάνει µέχρι την Αγιάσο. Περιµετρικά του παραθύρου (ανατολικότερα και δυτικότερα) εµφανίζεται ο επωθηµένος σχηµατισµός του ηφαιστειοϊζηµατογενούς συµπλέγµατος, ενώ ακόµα πιο πάνω και δυτικότερα εµφανίζεται το οφιολιθικό σύµπλεγµα. 13

26 Ο πλέον κυρίαρχος γεωλογικός σχηµατισµός στη λεκάνη της Θερµής είναι οι κρυσταλλικοί ασβεστόλιθοι (µάρµαρα κατά Hecht 1 ) και δολοµίτες της αυτόχθονης σειράς, που καταλαµβάνουν µία έκταση της τάξεως των 20km 2 και µε ένα ορατό πάχος που φτάνει τα 300m. Η εµφάνιση του σχηµατισµού αυτού ερµηνεύεται ως φακός ενδιάστρωση µέσα στους αυτόχθονους νεοπαλαιοζωικούς σχιστολίθους και µεταψαµµίτες. Στο Σχέδιο 2 (Παράρτηµα Ε) παρουσιάζεται ο γεωλογικός χάρτης της µελετώµενης περιοχής, ο οποίος έχει προκύψει από χαρτογράφηση του ρ. Hecht, που πραγµατοποιήθηκε για λογαριασµό του ΙΓΜΕ, ελαφρά τροποποιηµένος βάση νεότερης βιβλιογραφίας. Οι γεωλογικοί σχηµατισµοί που έχουν χαρτογραφηθεί εντός της λεκάνης ενδιαφέροντος είναι οι εξής: Αλλουβιακές προσχώσεις αποτελούµενες από φερτά υλικά ποικίλης κοκκοµετρίας (Ολόκαινο). Μάρµαρα και σχιστόλιθοι κυρίως πρασινοσχιστώδους φάσεως (Περµοτριαδικό). Πράσινοι σχιστόλιθοι: µετακεροστιλιβικοί, βασαλτικοί, µεταβασαλτικοί, τόφφοι και µετατοφφίτες. Εναλλάσσονται µε τη σειρά των νεοπαλαιοζωικών µαρµάρων σχιστολίθων. Περιδοτίτης, πυροξενο-περιδοτίτης, ολιβινίτης. Εµφανίζουν διάφορο βαθµό σερπεντινιώσεως και αποτελούν το οφιολιθικό κάλυµµα στην περιοχή. Ιγνιµβρίτες ρυολιθικού έως ρυοδακιτικού χαρακτήρα µε πολύ µικρή εµφάνιση στο βορειοδυτικό όριο της λεκάνης Τεκτονική Όπως έχει ήδη αναφερθεί η παρουσία της τεκτονικής στην περιοχή είναι πολύ έντονη. Οι διευθύνσεις των ρηγµάτων είναι κατά κύριο λόγο Β ΝΑ, ΒΑ Ν και Α. Κατά τους Παυλόπουλος et al, 1995, σελ. 310 (στην παρούσα 3.4) «... το τελευταίο θεωρείται ακόµα ενεργό και προσβάλλει τη ζώνη του κόλπου Εντρεµίτ στην απέναντι πλευρά και στην περιοχή Εφταλού Αργένου στη Βόρεια Λέσβο. Το ρήγµα αυτό δηµιουργεί ευνοϊκές συνθήκες ανόδου θερµών ρευστών...». Σηµαντική είναι η παρουσία ενός µεγάλου ρήγµατος µε διεύθυνση Β ΑΝΑ στην περιοχή των λουτρών, το οποίο, σε συνδυασµό µε ένα άλλο πιθανό ρήγµα διεύθυνσης ΒΒ ΝΝΑ που διέρχεται και αυτό από την περιοχή των λουτρών, πιθανά ευθύνεται για την εκδήλωση της θερµής πηγής στην περιοχή των λουτρών. Οι γραµµές των επωθήσεων ακολουθούν κατά κύριο λόγο ΒΑ Ν έως ΒΒΑ ΝΝ διεύθυνση. 1 Dr Jurgen Hecht, υπεύθυνος για τη γεωλογική χαρτογράφηση του φύλλου ΙΓΜΕ «Νήσος Λέσβος: Μυτιλήνη Πλωµάρι». 14

27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. Υ ΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ 6.1 Το φαινόµενο της υφαλµύρινσης Η συνηθέστερη περίπτωση υποβάθµισης της ποιότητας του νερού ενός παράκτιου υδροφόρου είναι η διείσδυση της θάλασσας. Το αλµυρό νερό µπορεί να συναντάται είτε ως συγγενετικό νερό, είτε ως υπόγεια ροή θαλασσινού νερού κάτω από υδροφόρους γλυκού νερού, είτε στα περιθώρια των παράκτιων υδροφόρων, είτε ως παλιρροϊκό νερό σε εκβολές ποταµών ή τεχνητών καναλιών. Η θέση και το σχήµα της διεπιφάνειας µεταξύ υπόγειου γλυκού και αλµυρού νερού, είναι συνάρτηση του όγκου του νερού του υδροφόρου που εκφορτίζεται. Οποιαδήποτε ενέργεια που αλλάζει τον όγκο αυτό, οδηγεί αυτόµατα και σε αλλαγή της θέσης ή/και του σχήµατος της διεπιφάνειας. Επίσης, σε τέτοια αλλαγή µπορεί να οδηγήσουν και οι παλιρροϊκές κινήσεις της θάλασσας. Άρα, η διεπιφάνεια αυτή βρίσκεται σε κατάσταση δυναµικής ισορροπίας. Συνήθως, η ισορροπία αυτή διαταράσσεται µε την επέµβαση του ανθρώπου. Κατά τον Fetter, 1994, σελ , η παθητική προσβολή από αλµυρό νερό συµβαίνει όταν η υδραυλική κλίση του υδροφόρου µειώνεται, παραµένει όµως µε κατεύθυνση προς τη θάλασσα. Στην περίπτωση αυτή, το αλµυρό νερό κινείται µε αργό ρυθµό προς τα ηπειρωτικά µέχρι να βρεθεί στην καινούρια θέση ισορροπίας, που να ανταποκρίνεται στις νέες υδραυλικές συνθήκες. Η ενεργητική προσβολή από αλµυρό νερό συµβαίνει όταν αντιστραφεί η υδραυλική κλίση, οπότε έχουµε άµεση και σχετικά γρήγορη διείσδυση του θαλασσινού νερού, η οποία µπορεί να φτάσει αρκετά χιλιόµετρα µέσα στα ηπειρωτικά Σχέσεις γλυκού αλµυρού νερού Λόγω της διαφορετικής περιεκτικότητας σε άλατα, το αλµυρό νερό παρουσιάζει σηµαντικά µεγαλύτερη πυκνότητα από το γλυκό νερό. Στην επαφή του γλυκού µε το αλµυρό νερό σχηµατίζεται µία ζώνη ανάµιξης, όπου υπάρχει βαθµιαία µετάβαση από το γλυκό στο αλµυρό νερό. Αυτή η «διεπιφάνεια», άλλοτε µπορεί να είναι λεπτή και άλλοτε πιο εκτεταµένη, όπως όταν το υδραυλικό φορτίο του υδροφόρου υπόκειται σε διακυµάνσεις λόγω της παλίρροιας. Ροή υπάρχει και στη ζώνη του αλµυρού και στη ζώνη του γλυκού νερού. Η ροή του αλµυρού υπόγειου νερού εκτρέπεται παράλληλα προς τη «διεπιφάνεια», για να εκφορτιστεί κοντά στην ακτή. Η κλασσική εξίσωση που περιγράφει το σχήµα και τη θέση της «διεπιφάνειας» είναι η εξίσωση Ghyben Herzberg (Fetter, 1994, σελ. 332): z (x,y) = [ρ w / ( ρ s ρ w )]. h (x,y) (6.1) 15

28 όπου: z (x,y) h (x,y) ρ w ρ s το βάθος της «διεπιφάνειας» κάτω από το επίπεδο της θάλασσας στη θέση (x,y) το υψόµετρο της ελεύθερης επιφάνειας του υδροφόρου από το επίπεδο της θάλασσας στη θέση (x,y) η πυκνότητα του γλυκού νερού η πυκνότητα του αλµυρού νερού. Η εφαρµογή της εξίσωσης αυτής περιορίζεται σε περιπτώσεις όπου τα ρευστά βρίσκονται σε στατικές συνθήκες. Σύµφωνα µε το νόµο Ghyben Herzberg, η «διεπιφάνεια» θα πρέπει να τέµνει την υδροστατική στάθµη ακριβώς στην ακτή, πράγµα το οποίο δεν είναι ακριβές. Η εµπειρία έχει αποδείξει ότι οι υδροφόροι είναι δυνατόν να εκφορτίζονται και µέσα στη θάλασσα από τον πυθµένα της, είτε µέσω ρωγµών είτε ως διάχυτη ροή. Ο Hubbert, 1940, σελ , διατύπωσε την άποψη ότι το h (x,y) θα έπρεπε να είναι το υδραυλικό φορτίο της «διεπιφάνειας» στη θέση (x,y). Επειδή όµως οι ισοδυναµικές γραµµές είναι κυρτές, η κατακόρυφη που περνάει από την ελεύθερη επιφάνεια του υδροφόρου και έχει υδραυλικό φορτίο h (x,y) θα έχει κάποια απόσταση από την κατακόρυφη που περνάει από σηµείο της «διεπιφάνειας» µε το ίδιο δυναµικό. Οπότε η πραγµατική απόσταση ανάµεσα στην ελεύθερη επιφάνεια του υδροφόρου και στη «διεπιφάνεια» θα είναι µεγαλύτερη από εκείνη που δίνει η εξίσωση Ghyben Herzberg. Παρόλα αυτά, για υδροφόρους µε µεγάλη κατακόρυφη εξάπλωση, η παραδοχή Dupuit (Fetter, 1994, σελ ), ότι οι ισοδυναµικές γραµµές είναι κατακόρυφες µπορεί να γίνει, οπότε το υδραυλικό φορτίο σε ένα σηµείο της «διεπιφάνειας» µπορεί να θεωρηθεί ότι είναι ίσο µε το ύψος του υδροφόρου ορίζοντα σε εκείνο το σηµείο. Η υπόγεια ροή σε παράκτιους υδροφόρους µπορεί να περιγραφεί µε συνδυασµό των εξισώσεων Ghyben Herzberg και Dupuit. Το µοντέλο Dupuit Ghyben Herzberg (Fetter, 1994, σελ ) για µονοδιάστατη ροή σε παράκτιους υδροφόρους δίνει την παρακάτω έκφραση για τις x και z συντεταγµένες της «διεπιφάνειας»: z = 2 q x G / k (6.2) όπου: z το βάθος της «διεπιφάνειας» κάτω από το επίπεδο της θάλασσας σε θέση που απέχει x από την ακτή προς το εσωτερικό x η απόσταση της θέσης από την ακτή q η εκφόρτιση του υδροφόρου στην ακτογραµµή ανά µονάδα πλάτους k η υδροπερατότητα 16

29 G ίσο µε ρ w / ( ρ s ρ w ) Και σε αυτό όµως το µοντέλο η «διεπιφάνεια» τέµνει την επιφάνεια του υδροφόρου στην ακτή. Για να αρθεί η ανακρίβεια αυτή, ο Glover, 1964, σελ , πρότεινε την παρακάτω σχέση: z = G 2 q 2 / k q x G / k (6.3) Εδώ παρατηρούµε, πως ακόµα κι αν x = 0, το z έχει τιµή. Το πλάτος του υποθαλάσσιου µετώπου εκφόρτισης x 0 δίνεται από τη σχέση: x 0 = - G q / 2k (6.4) ενώ το ύψος της επιφάνειας του υδροφόρου σε απόσταση x από την ακτή δίνεται από τον τύπο: h = 2 q x / G k (6.5) 6.2 Υδρολιθολογία περιοχής µελέτης Οι γεωλογικοί σχηµατισµοί, ανάλογα µε την ευκολία ή δυσκολία µε την οποία διακινούν το νερό στη µάζα τους, διακρίνονται σε Υδροπερατούς, όταν το νερό κινείται µε ευκολία και µεγάλη σχετικά ταχύτητα µέσα στη µάζα τους, άρα παρουσιάζουν υψηλή υδροπερατότητα k (π.χ. ασβεστόλιθοι, µάρµαρα, αµµοχάλικα, µε ενδεικτική k = m/sec, Σούλιος, 1986, σελ. 216). Ηµιπερατούς, όταν το νερό κινείται µε µέτρια δυσκολία, άρα παρουσιάζουν µέτρια υδροπερατότητα k (π.χ. λεπτόκοκκες άµµοι, αµµάργιλοι, ψαµµίτες, µε ενδεικτική k = m/sec, Σούλιος, 1986, σελ. 216). Αδιαπέρατους, όταν το νερό κινείται µε πολύ µικρή ταχύτητα µέσα στη µάζα τους, οπότε πρακτικά µπορούν να θεωρηθούν αδιαπέρατοι και παρουσιάζουν πολύ χαµηλή υδροπερατότητα k (π.χ. άργιλοι, πηλοί, µάργες, φλύσχης οφιόλιθοι, γρανίτες, µε ενδεικτική k = m/sec, Σούλιος, 1986, σελ. 216). Στη λεκάνη της Θερµής συναντώνται και οι τρεις υδρολιθολογικοί τύποι (βλ. Σχέδιο 3, Παράρτηµα Ε). Στους υδροπερατούς σχηµατισµούς κατατάσσονται οι καρστικοποιηµένοι ανθρακικοί σχηµατισµοί (µάρµαρα ή κρυσταλλικοί ασβεστόλιθοι και δολοµίτες), οι οποίοι επικρατούν στο µεγαλύτερο τµήµα της λεκάνης (k = m/sec). Η υδροπερατότητα των σχηµατισµών αυτών οφείλεται στο δευτερογενές πορώδες, το οποίο προέρχεται από τεκτονικά αίτια (διακλάσεις, διαρρήξεις βραχοµάζας κλπ) και από το πολύ σηµαντικό γεγονός της εύκολης 17

30 διάλυσης του CaCO 3, το οποίο είναι το κυρίαρχο χηµικό στοιχείο αυτών των σχηµατισµών, από το νερό της βροχής. Στους ηµιπερατούς σχηµατισµούς κατατάσσονται οι διάφοροι οφιολιθικοί σχηµατισµοί (κυρίως περιδοτίτες) και οι αλλουβιακές προσχώσεις. Οι οφιόλιθοι οφείλουν την υδροπερατότητά τους στο δευτερογενές πορώδες, που έχει αναπτυχθεί λόγω τεκτονικών αιτίων (έντονες διαρρήξεις και ρηγµατώσεις της βραχοµάζας) και της έντονης κατά θέσεις αποσάθρωσης της βραχοµάζας. Οι αλλουβιακές προσχώσεις παρουσιάζουν τιµές υδροπερατότητας που ποικίλλουν ανάλογα µε το ποσοστό του αργιλικού κλάσµατος που περιέχουν. Η υδροπερατότητά τους οφείλεται στο πρωτογενές πορώδες (k = m/sec). Στους αδιαπέρατους (υδατοστεγανούς) σχηµατισµούς κατατάσσονται οι διάφοροι σχιστολιθικοί σχηµατισµοί και οι ιγνιµβρίτες, οι οποίοι δεν επιτρέπουν την ευχερή διέλευση του νερού µέσα από τη βραχοµάζα τους (k = m/sec). Αξίζει όµως εδώ να σηµειωθεί, ότι παρόλο το µικρό συντελεστή υδροπερατότητας των σχιστολίθων, πολλές από τις γεωτρήσεις που έχουν ανορυχθεί στην περιοχή του οικισµού της Θερµής εκµεταλλεύονται τον ασθενή υδροφόρο που αναπτύσσεται στη µάζα τους (για την ακρίβεια εκµεταλλεύονται ασθενείς, υπό πίεση υδροφόρους, που σχηµατίζονται είτε σε ρηγµατώσεις της σχιστολιθικής βραχοµάζας, λόγω χαλαζιακών διεισδύσεων είτε σε ανθρακικούς φακούς). Η ποιότητα των νερών του συγκεκριµένου υδροφόρου είναι αρκετά καλή, όπως φαίνεται και σε επόµενο κεφάλαιο, ενώ συχνά οι παροχές είναι τέτοιες που µπορούν να καλύπτουν οικιακές υδρευτικές και αρδευτικές ανάγκες. 6.3 Τύποι υδροφόρων στην περιοχή µελέτης Στην περιοχή µελέτης αναγνωρίστηκαν τόσο ο ελεύθερος υδροφόρος (κυρίως στις προσχώσεις της πεδινής περιοχής αλλά πιθανώς και στο καρστ) όσο και υπό πίεση ή µερικώς υπό πίεση υδροφόροι πιθανώς στο καρστ και µε µεγαλύτερη βεβαιότητα στους σχιστολιθικούς σχηµατισµούς. υστυχώς, τα στοιχεία που έγινε δυνατό να συλλεχθούν κατά την υδρογεωλογική έρευνα, δεν είναι αρκούντως επαρκή για τον αδιαµφισβήτητο καθορισµό της γεωµετρίας και του µεγέθους των υδροφόρων σωµάτων στην περιοχή µελέτης. Σε επόµενο κεφάλαιο θα γίνει αναλυτική αναφορά στα συλλεχθέντα στοιχεία, στις δυσκολίες που αντιµετώπισε η υδρογεωλογική έρευνα υπαίθρου, αλλά και στα αποτελέσµατα που προέκυψαν από αυτήν, καθώς και στα αποτελέσµατα της υδροχηµικής έρευνας που έλαβε χώρα στον ίδιο χρόνο. 18