ΕΝΑ ΠΟΛΥΠΑΡΑΜΕΤΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΗΝ ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΗ ΛΕΚΑΝΗ ΤΟΥ ΠΟΤΑΜΟΥ ΚΕΡΙΤΗ-ΧΑΝΙΑ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΕΝΑ ΠΟΛΥΠΑΡΑΜΕΤΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΗΝ ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΗ ΛΕΚΑΝΗ ΤΟΥ ΠΟΤΑΜΟΥ ΚΕΡΙΤΗ-ΧΑΝΙΑ"

Ερμόλαος Αυγερινός
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΕΝΑ ΠΟΛΥΠΑΡΑΜΕΤΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΗΝ ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΗ ΛΕΚΑΝΗ ΤΟΥ ΠΟΤΑΜΟΥ ΚΕΡΙΤΗ-ΧΑΝΙΑ KΑΚΟΥΛΑΚΗ ΓΕΩΡΓΙΑ 1,2, ΣΑΡΡΗΣ ΑΠΟΣΤΟΛΟΣ 2, ΣΤΑΥΡΟΥΛΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ 1 1. Εργαστήριο Ελέγχου Ποιότητας Υδατικών & Εδαφικών Πόρων, Τμήμα Φυσικών Πόρων & Περιβάλλοντος, ΤΕΙ Κρήτης, Ρωμανού 3, Χαλέπα, Χανιά. 2. Εργαστήριο Γεωφυσικής - Δορυφορικής Τηλεπισκόπησης & Αρχαιοπεριβάλλοντος, Ινστιτούτο Μεσογειακών Σπουδών, Ίδρυμα Τεχνολογίας & Έρευνας (Ι.Τ.Ε.), Μελλισηνού & Νικηφόρου Φωκά 130, Ρέθυμνο ΠΕΡΙΛΗΨΗ Ο έλεγχος της ποιότητας των επιφανειακών νερών στη υδρολογική λεκάνη του ποταμού Κερίτη στον νομό Χανίων με ανάλυση και συσχέτιση φυσικοχημικών και χημικών παραμέτρων αποτελεί το αντικείμενο της έρευνας που υλοποιείται στα πλαίσια του προγράμματος ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙ. Σε δείγματα νερού που συλλέχθηκαν την περίοδο από 9 διαφορετικά σημεία κατά μήκος της υδρολογικής λεκάνης του ποταμού μετρήθηκαν οι παράμετροι: ph, EC, BOD, COD, TOC ΝΟ3-Ν, ΝΗ4-Ν, PΟ3-P, Cl- καθώς και το μικροβιολογικό φορτίο. Τα αποτελέσματα απεικονίστηκαν στο τρισδιάστατο ανάγλυφο εδάφους (DEM), έπειτα από ψηφιοποίηση τοπογραφικών διαγραμμάτων 1:5000 της ΓΥΣ. Δημιουργήθηκαν θεματικοί επιφανειακοί χάρτες, οι οποίοι απεικονίζουν τη χρονική μεταβολή των παραμέτρων ενώ πραγματοποιήθηκε και χαρτογράφηση των μετρήσεων με αλγόριθμους παρεμβολής. Η χρονική ακολουθία των θεματικών χαρτών που παρήχθησαν σε περιβάλλον των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μία χωρική παρακολούθηση των παραμέτρων που επηρεάζουν την ποιότητα του νερού στην υδρολογική λεκάνη του Κερίτη. Η παραπάνω επεξεργασία των δεδομένων προσφέρει ένα πολύτιμο εργαλείο για την έγκαιρη και έγκυρη παρακολούθηση των παραμέτρων ποιότητας των υδατικών πόρων, την διαχείριση περιπτώσεων ρύπανσης αλλά και την λήψη αποφάσεων σε περιπτώσεις κινδύνου των υδατικών πόρων της υδρολογικής λεκάνης. ABSTRACT The control of the quality of shallow water at the hydrological basin of the river Keriti at Chania through chemical analyses and correlation of the physical and chemical parameters constitutes the subject of the research which is carried out under the framework of the research program of ARCHEMIDIS II. Samples of water were collected during the period from 9 separate locations along the hydrological basin of the river. The parameters that were analyzed included concentrations of ph, EC, BOD, COD, TOC ΝΟ 3 -Ν, ΝΗ 4 -Ν, PΟ 3 -P, Cl -, as well as the micro bacterial parameters. The results were depicted on the digital elevation model and its subsequent products. Topographical maps (1:5000) of the Geographical Service of the Hellenic Army were digitized and thematic surface maps were created within the environment of Geographical Information Systems indicating the time-change of the parameters. The processing of the data through chemical analyses and mapping techniques offers a valuable tool for the valid monitoring and management of the quality parameters of water resources and for the risk assessment in cases of a pollution incidence.

ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ: ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΗ ΛΕΚΑΝΗ ΠΟΤΑΜΟΥ ΚΕΡΙΤΗ Ο ποταμός Κερίτης (Εικόνα 1) αναφέρεται από τον Όμηρο σαν Ιορδανός, ονομασία που επανέρχεται σήμερα για το κομμάτι της εκβολής του.

2 ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ: ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΗ ΛΕΚΑΝΗ ΠΟΤΑΜΟΥ ΚΕΡΙΤΗ Ο ποταμός Κερίτης (Εικόνα 1) αναφέρεται από τον Όμηρο σαν Ιορδανός, ονομασία που επανέρχεται σήμερα για το κομμάτι της εκβολής του. Βρίσκεται 13 km δυτικά της πόλης των Χανίων. Η υδρολογική λεκάνη Κερίτη έχει έκταση περί τα 176km 2. Το μεγαλύτερο τμήμα της υδρολογικής λεκάνης, 75km 2 περίπου, αναπτύσσεται σε ανθρακικούς σχηματισμούς, ενώ οι φυλλιτικοί χαλαζιτικοί σχηματισμοί καλύπτουν περί τα 63km 2. Στο κατάντη τμήμα της λεκάνης αναπτύσσονται οι νεογενείς σχηματισμοί κυρίως μάργες και κροκαλοπαγή σε έκταση περίπου 16km 2. Η υπόλοιπη έκταση περίπου 22km 2 αντιστοιχεί στις σύγχρονες αλλουβιακές αποθέσεις κροκάλων, άμμου και αργίλου, κυμαινόμενου πάχους που κατά θέσεις ξεπερνά τα 100μ. Εικόνα 1. Αριστερά: Ποταμός Κερίτης και σημεία δειγματοληψίας. Δεξιά: Λεπτομέρειες από την κοίτη του Ποταμού Κερίτη κατά τη χειμερινή περίοδο. ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ & ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Η έρευνα διεξήχθη κατά τη χρονική περίοδο Συλλέχθηκαν δείγματα νερού από 9 διαφορετικά σημεία κατά μήκος της υδρολογικής λεκάνης του ποταμού. Στα δείγματα αυτά έγιναν χημικές και ποιοτικές αναλύσεις στις παρακάτω παραμέτρους: ph, EC, BOD, COD, TOC ΝΟ 3 -Ν, ΝΗ 4 -Ν, PΟ 3 -P, Cl -, Ε coli, total coliforms, εντερόκοκκοι. Τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται στην παρούσα εργασίας αφορούν την συγκέντρωση αποικιών βακτηρίου Ε coli στα δείγματα νερού. Προκειμένου να αποτυπωθεί η υδρολoγική λεκάνη του Κερίτη χρησιμοποιήθηκαν 28 χάρτες της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού 1:5000 (Πίνακας 1), από τους οποίους ψηφιοποιήθηκαν ισοϋψείς γραμμές ανά 20 μέτρα, τριγωνομετρικά σημεία, υψομετρικά σημεία, οδικό και υδρογραφικό δίκτυο και οικισμοί (χωριά). Για τις ανάγκες της ψηφιοποίησης χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα ArcMap 8.3 και 9.1.

Πίνακας 1. Οι ψηφιοποιημένοι χάρτες 1:5000 της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού κάλυψαν μία έκταση περίπου 232,57 km 2.

3 Πίνακας 1. Οι ψηφιοποιημένοι χάρτες 1:5000 της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού κάλυψαν μία έκταση περίπου 232,57 km _5 8496_6 8497_5 8497_6 8496_7 8496_8 8497_7 8497_8 9406_1 9406_2 9407_1 9407_2 9406_3 9406_4 9407_3 9407_4 9406_5 9406_6 9407_5 9407_6 9406_7 9406_8 9407_7 9407_8 9416_1 9416_2 9417_1 9417_2 Το σύστημα συντεταγμένων που χρησιμοποιήθηκε είναι το ΕΓΣΑ 87 (Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς 1987). Οι χάρτες της Γ.Υ.Σ. είχαν σύστημα συντεταγμένων HATT και το προβολικό σύστημα των 3ών Μοιρών ΕΜΠ3. Η μετατροπή των συντεταγμένων πραγματοποιήθηκε με το υπολογιστικό πρόγραμμα COORD GR. Οι ψηφιοποιημένοι χάρτες χρησιμοποιήθηκαν για την δημιουργία του ψηφιακού μοντέλου εδάφους (DEM) για την καλύτερη απεικόνιση του αναγλύφου του εδάφους. Επιπρόσθετα, για να δοθεί η τρισδιάστατη απεικόνιση του αναγλύφου δημιουργήθηκε ο χάρτης της φωτοσκίασης (Hillshade), καθώς και οι χάρτες κλίσης και προσανατολισμού (Εικόνα 2). Εικόνα 2. α) ψηφιακό μοντέλο εδάφους (DEM) με υπέρθεση του υδρολογικού δικτύου και των θέσεων δειγματοληψίας, β) χάρτης κλίσης, γ) χάρτης φωτοσκίασης & δ) χάρτης προσανατολισμού Για την παρακολούθηση της λεκάνης απορροής δημιουργήθηκαν επιφάνειες που απεικονίζουν τη μεταβολή των παραμέτρων που αναλύθηκαν για κάθε δειγματοληψία και στις 9 θέσεις κατά μήκος του ποταμού. Διάφορες τεχνικές παρεμβολής εφαρμόστηκαν για την καλύτερη χαρτογραφική απόδοση της κατανομής των μετρούμενων παραμέτρων. Η παρεμβολή είναι μια διαδικασία με την οποία δημιουργείται μία επιφάνεια, συνήθως σε raster μορφή, λαμβάνοντας υπόψη τα σημεία των μετρήσεων. Υπάρχουν πολλοί αλγόριθμοι παρεμβολής, ο κάθε ένας εκ των οποίων εξαρτάται από το τύπο των δεδομένων. Στην συγκεκριμένη περίπτωση έγινε χρήση του αλγόριθμου Inverse distance weighted. Ο αλγόριθμος αυτός δίνει μεγαλύτερη βαρύτητα στα μεμονωμένα σημεία μετρήσεων μέσω συγκεκριμένων συντελεστών βαρύτητας, ανάλογα με την απόσταση αυτών από τα αντίστοιχα κελιά (pixel) της επιφάνειας (Εικόνα 3). Εκτός από τους χάρτες επιφανειακής κατανομής των χημικών συστατικών έγιναν και διαγράμματα τα οποία αποτυπώνουν την μηνιαία μεταβολή των παραμέτρων σε κάθε σημείο δειγματοληψίας. Για παράδειγμα, στο διάγραμμα της Εικόνας 4 παρατηρούμε ότι τη μεγαλύτερη μεταβολή των βακτηριδίων Ε-coli (Εικόνα 5) σημειώνεται κατά τους μήνες Ιούλιο, Αύγουστο λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας και της μείωσης της ροής του ποταμού. Τους ίδιους μήνες παρατηρούμε και την ανώτερη τιμή των αποικιών (>5000αποικίες). Μικρή αύξηση παρατηρείται επίσης και

Εικόνα 3. Χαρτογραφική κατανομή της μηνιαίας μεταβολής των Ε coli βακτηριδίων για το χρονικό διάστημα 2004-2005 (από Μάιο 2004 έως Μάιο 2005 από πάνω αριστερά προς τα κάτω δεξιά).

4 Εικόνα 3. Χαρτογραφική κατανομή της μηνιαίας μεταβολής των Ε coli βακτηριδίων για το χρονικό διάστημα (από Μάιο 2004 έως Μάιο 2005 από πάνω αριστερά προς τα κάτω δεξιά). κατά τους φθινοπωρινούς μήνες όπου έχουμε και τις πρώτες βροχές, οι οποίες παρασύρουν κατάλοιπα από τις κτηνοτροφικές δραστηριότητες που λαμβάνουν χώρα γύρω από τις περιοχές δειγματοληψίας. Σύμφωνα με την Ελληνική Νομοθεσία (ΚΥΑ Υ2/2600/2001- ΦΕΚ -892 Β / ) το νερό για να θεωρηθεί πόσιμο θα πρέπει να περιέχει 0 αποικίες βακτηριδίων ανά 100ml. Η υπεροχή της παρουσίασης των δεδομένων με χρήση των χαρτών με παρεμβολή εντοπίζεται στην χωρική ένδειξη της έντασης του φαινομένου που περιγράφουν. Έτσι ενώ οι χάρτες της εικόνας 3 και η γραφική παράσταση της εικόνας 4 χρησιμοποιούν τα ίδια αριθμητικά δεδομένα είναι πλήρως διαφορετική η πληροφορία που παρέχουν. Στην εικόνα 3 είναι σαφής η απεικόνιση τόσο της μεταβολής της μετρούμενης παραμέτρου κατά μήκος της λεκάνης απορροής όσο και της περιοχής έναρξης κίνησης του ρυπογόνου φορτίου /5/04 18/5/04 11/6/04 5/7/04 26/7/04 25/8/04 15/9/04 14/10/04 Fecal (αποικίες/100ml) 15/11/ /12/ /2/2005 5/4/2005 Πηγή Κολύμπα Μεσκλά 1 Μεσκλά 2 Αγιά Σύνολο Υπερχίλήση Πατελάρι Φουρνέ Καλαμιώνας Ημερομηνία Δειγματοληψίας Εικόνα 4. Μεταβολή συγκέντρωσης αποικιών βακτηριδίων Ε. coli κατά το χρονικό διάστημα στην υδρολογική λεκάνη του ποταμού Κερίτη.

5 Εικόνα 5 Αποικίες των E coli βακτηριδίων από διαφορετικές περιοχές δειγματοληψίας (13/10/2004). ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Το σημαντικότερο προβλήματα στην ποιότητα του πόσιμου νερού στις μικρές κοινότητες οφείλεται σε μόλυνση κοπρανώδους προέλευσης. Αρκετές φορές όμως, παρουσιάζονται προβλήματα και από ρύπανση, που οφείλεται σε φυσικές ή ανθρώπινες πηγές. Η τακτική δειγματοληψία νερού μπορεί να εντοπίσει σημεία υδροληψίας που παρουσιάζουν αυξημένα ποσοστά μόλυνσης, ενώ με την ταυτόχρονη χαρτογράφηση της μεταβολής των χημικών συστατικών του νερού υπάρχει η δυνατότητα παρακολούθησης και οριοθέτησης περιοχών που παρουσιάζουν έξαρση του φαινομένου. Η χαρακτηριστική δυνατότητα που παρέχουν τα Γ.Σ.Π. είναι αυτή της σύνδεσης της χωρικής με την περιγραφική πληροφορία δίνοντας μία νέα διάσταση στην προστασία και την παρακολούθηση του περιβάλλοντος. EΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα ερευνητική εργασία πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του υποέργου με τίτλο «Πολυπαραμετρικό σύστημα ταυτοποίησης συγγένειας υδατικών πόρων σε καρστικές λεκάνες: Λεκάνη απορροής ποταμού Κερίτη (Νatura 2000-Xανιά) το οποίο χρηματοδοτείται, μέσω του προγράμματος ΕΠΕΑΕΚ ΙΙ - ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙ Μέτρο 2.6.6, κατά 75% από το Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο και κατά 25% από Εθνικούς Πόρους.

Σχετικά έγγραφα

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΟΜΕΑΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΛΕΓΧΟΥ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ Υ ΑΤΙΚΩΝ &Ε ΑΦΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΙΚΤΥΟΥ