ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΓΕΩΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Transcript

1 ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΓΕΩΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕ ΘΕΜΑ «ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΤΡΩΤΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΚΟΚΚΩΔΟΥΣ ΥΔΡΟΦΟΡΟΥ ΟΡΙΖΟΝΤΑ ΣΤΟ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΤΟΥ ΟΡΟΠΕΔΙΟΥ ΤΗΣ ΤΡΙΠΟΛΗΣ» ΛΙΩΛΙΑ ΔΗΜΗΤΡΑ ΜΑΡΙΑ (Α.Μ.: ) ΜΠΟΖΙΚΑ ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗ (Α.Μ.: ) ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΑΛΕΞΟΠΟΥΛΟΣ ΑΠΟΣΤΟΛΟΣ ΑΘΗΝΑ 2017 Σελίδα 1

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Ρύπανση και προστασία του υπόγειου νερού Ποιότητα και ρύπανση του υπόγειου νερού Φυσικοχημικές ιδιότητες των ρύπων Πηγές ρύπανσης Διάδοση της ρύπανσης στους υδροφορείς Περίμετρος προστασίας του υδροληπτικού έργου Ζώνες προστασίας του υδροληπτικού έργου Ζώνη προστασίας I (άµεσης προστασίας ή απαγορευμένη ζώνη) Ζώνη προστασίας II (ζώνη μικροβιολογικής προστασίας ή ζώνη 50 ημερών) Ζώνη προστασίας III (ζώνη χηµικής προστασίας ή επιτηρούµενη ζώνη) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Τρωτότητα του υπόγειου νερού Η έννοια της τρωτότητας Ιστορική αναδρομή στην έννοια της τρωτότητας Η τρωτότητα στο πλαίσιο της επικινδυνότητας Ιδιαιτερότητες του καρστικού μέσου Ιδιοτρωτότητα Ευρωπαϊκή προσέγγιση (cost 620, 2003) Πώς δημιουργήθηκε η ευρωπαϊκή προσέγγιση Ανασκόπηση Ανάλυση των παραγόντων της ευρωπαϊκής προσέγγισης Ειδική τρωτότητα Σχέση ειδικής τρωτότητας και ρύπου Μέσο ασυνεχειών Μέθοδοι εκτίμησης και χαρτογράφησης της τρωτότητας Εκτίμηση της τρωτότητας σε καρστικό μέσο Μέθοδοι εκτίμησης και χαρτογράφησης της τρωτότητας σε μη καρστικό μέσο 46 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Περιοχή μελέτης Περιοχή μελέτης Γεωτεκτονικές ζώνες Πελοποννήσου Γεωλογία της περιοχής Τεκτονική περιοχής Ρήγματα Κλιματολογικά στοιχεία Ομβροθερμικό πηλίκο Emberger Σελίδα 2

3 3.5.2 Ομβροθερμικό διάγραμμα Καθορισμός υδρογεωλογικών λεκανών και υδρογεωλογικών συστημάτων ενοτήτων Υδροληπτικά έργα περιοχής μελέτης Φρέατα Γεωτρήσεις ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Εκτίμηση της τρωτότητας της περιοχής μελέτης Επιλογή της κατάλληλης μεθόδου Μέθοδος DRASTIC Πρακτική εφαρμογή της μεθόδου DRASTIC Εκτίμηση παράγοντα D Εκτίμηση παράγοντα R Εκτίμηση παράγοντα Α Εκτίμηση παράγοντα S Εκτίμηση παράγοντα T Εκτίμηση παράγοντα I Εκτίμηση παράγοντα C Εκτίμηση της τελικής τρωτότητας ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: Περίληψη Συμπεράσματα ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ.110 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Σελίδα 3

4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Ρύπανση και προστασία του υπόγειου νερού 1.1 Ποιότητα και ρύπανση του υπόγειου νερού Η ποιότητα του πόσιμου νερού και του νερού των λιμνών, ρεμάτων, ποταμών και ωκεανών είναι μία από τις βασικές παραμέτρους που καθορίζουν τη συνολική ποιότητα της ζωής μας. Καθορίζεται από α) τα στερεά συστατικά και αέρια που είναι διαλυμένα στο νερό και β) από τα συστατικά που αιωρούνται ή βρίσκονται σε κολλοειδή κατάσταση μέσα σε αυτό. Η ποιότητα του νερού είναι ένα επακόλουθο της φύσης του, δηλαδή των φυσικοχημικών του ιδιοτήτων και της δράσης του στο φυσικό περιβάλλον, καθώς και κάθε τροποποίησης της φυσικής του κατάστασης εξαιτίας των ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Η ποιότητα είναι εκείνη που καθορίζει την καταλληλότητα του νερού για κάποια χρήση. Εάν οι ανθρώπινες δραστηριότητες μεταβάλλουν τη φυσική του ποιότητα, έτσι ώστε αυτό να μην μπορεί να χρησιμοποιηθεί πλέον για το σκοπό που μέχρι τότε χρησιμοποιούνταν, τότε το νερό έχει υποστεί ρύπανση ή μόλυνση. Ρύπανση (pollution) είναι η άμεση ή έμμεση εισαγωγή στον αέρα, το νερό ή το έδαφος ουσιών ή θερμότητας εξαιτίας ανθρώπινων δραστηριοτήτων, που μπορούν να είναι επιζήμιες για την υγεία του ανθρώπου ή την ποιότητα των υδατικών οικοσυστημάτων ή των χερσαίων οικοσυστημάτων, που εξαρτώνται άμεσα από υδατικά οικοσυστήματα, συντελούν στη φθορά υλικής ιδιοκτησίας, ή επηρεάζουν δυσμενώς ή παρεμβαίνουν σε λειτουργίες αναψυχής ή λοιπές νόμιμες χρήσεις του περιβάλλοντος (Ν. 3199/ ). Η μόλυνση (contamination) περιορίζεται στη ρύπανση που αποτελεί κίνδυνο για την υγεία του ανθρώπου. Έχει μικροβιακό χαρακτήρα και συνδέεται με την παρουσία παθογόνων μικροοργανισμών, που είναι αποτέλεσμα ανθρωπίνων δραστηριοτήτων. Ρυπαντής ή ρύπος ή ρυπαντική ουσία είναι κάθε διαλυτή (υδρόφιλη, π.χ. ανόργανα άλατα) ή αδιάλυτη (υδρόφοβη, π.χ. υδρογονάνθρακες, PCBs, διαλύτες κ.λπ.) στο νερό ουσία, η οποία, όταν εισάγεται στο περιβάλλον από ανθρώπινες δραστηριότητες προκαλεί δυσμενείς περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Οι πιο συνηθισμένοι ρυπαντές που καταλήγουν στα νερά είναι: 1) Βαρέα μέταλλα (Hg, Pd, Cd κ.ά.), 2) Τοξικά στοιχεία και ενώσεις (As, Se, CN - κ.ά.), 3) Ανόργανες ενώσεις (ΝΟ3 -, PΟ4 3-, NO2 - κ.ά.), Σελίδα 4

5 4) Οργανικές ενώσεις (φαινόλες, χλωριωμένοι υδρογονάνθρακες, απορρυπαντικά, παρασιτοκτόνα, χρώματα βαφής, προϊόντα πετρελαίου κ.ά.), 5) Ραδιενεργές ουσίες και 6) Παθογόνοι μικροοργανισμοί (βακτήρια και ιοί). Ποιοτική υποβάθμιση των νερών συμβαίνει επίσης λόγω θερμικής αλλοίωσης από νερά ψύξης των βιομηχανιών και από υφαλμύρινση του γλυκού νερού στους παράκτιους υδροφόρους ορίζοντες. 1.2 Φυσικοχημικές ιδιότητες των ρύπων Οι κυριότερες φυσικοχημικές ιδιότητες των ρύπων είναι: Διαλυτότητα: Η μέγιστη ποσότητα που μπορεί να διαλυθεί σε ορισμένη ποσότητα διαλύτη υπό ορισμένες συνθήκες. Τα ευδιάλυτα στοιχεία μεταφέρονται πιο εύκολα από τα επιφανειακά νερά. Πτητικότητα: Η ικανότητα που έχουν τα µόρια των ρύπων να διαφεύγουν από την επιφάνεια του υγρού και να μεταβαίνουν στην αέρια φάση. Προσροφητικότητα: Η ικανότητα προσρόφησης μίας ουσίας από τα σωματίδια του εδάφους. Βαθμός αποσύνθεσης: Ο χρόνος που απαιτείται για να αποσυντεθεί μία ουσία σε άλλες ενώσεις. Συντελεστής κατανοµής: Περιγράφει τον τρόπο κατανοµής ενός ρύπου μεταξύ δύο μέσων, π.χ. στερεού υγρού ή ατµών - υγρού. Πίεση ατµών: Η πίεση που ασκούν οι ατµοί ενός υγρού, όταν το υγρό βρίσκεται σε ισορροπία µε τους ατµούς του. Δείκτης βιοσυγκέντρωσης: Εκφράζει την ποσότητα μίας ουσίας που μπορεί να συσσωρευτεί στους υδρόβιους μηχανισμούς. Τοξικότητα: Η πρόκληση δυσμενών επιπτώσεων στα οικοσυστήματα, όταν εκτεθούν στους ρύπους. Η έκθεση γίνεται µέσω της αναπνοής, της διατροφής και της επιδερμίδας. Τοξικοί ρύποι στα επιφανειακά νερά είναι τα βαρέα μέταλλα (Hg, Cd, Pb, Cr), οι οργανικές ενώσεις (παρασιτοκτόνα, ζιζανιοκτόνα, απορρυπαντικά, πολυχλωριωµένα διφαινύλια PCBs, διοξίνες), τα τοξικά αέρια (Cl2, NH3), τα τοξικά ανιόντα (CN - ), τα οξέα και τα αλκάλια. Οι ρύποι εισάγονται στον οργανισµό µέσω της πεπτικής οδού, της αναπνοής και του δέρµατος. Συσσωρεύονται κυρίως στο λίπος (PCBs), τα οστά (Pb, F), τα νεφρά (Cd) και το πλάσµα του αίµατος. Σελίδα 5

6 1.3 Πηγές ρύπανσης Οι πηγές ρύπανσης ταξινομούνται ανάλογα µε: α) Τη γεωμετρία σε: i. σημειακές (ΧΥΤΑ, χωματερές, βόθροι, υπόγειες δεξαμενές) ii. γραµµικές (δρόµοι, αύλακες) iii. διάχυτες (νιτρορύπανση, όξινη βροχή) β) Το ρυθµό εκπομπής σε: i. συνεχούς εκπομπής ii. στιγμιαίας εκπομπής Οι περισσότερες πηγές ρύπανσης του γεωπεριβάλλοντος (εδάφους και υπόγειων νερών), προέρχονται από τις κάτωθι δραστηριότητες: Απόρριψη υγρών και στερεών αποβλήτων (λύµατα, σκουπίδια κ.ά.) Χρήση λιπασμάτων, φυτοφαρμάκων, εντομοκτόνων Διάθεση βιομηχανικών αποβλήτων Προϊόντα μεταλλευτικής δραστηριότητας Διάθεση πυρηνικών αποβλήτων Στις περιπτώσεις που η ρύπανση των υπόγειων νερών οφείλεται σε φυσικά αίτια, αυτό αποδίδεται στην επίδραση ευδιάλυτων πετρωμάτων (γύψος, ορυκτό αλάτι κ.ά.), την έντονη εξάτµιση που προκαλεί ανύψωση του υπόγειου νερού και απόθεση αλάτων, την οξείδωση των πετρωμάτων και τη διείσδυση της θάλασσας. Συγκεντρωτικά, οι πηγές ρύπανσης των επιφανειακών και υπόγειων νερών, με τα αντίστοιχα είδη ρύπων και την επίδρασή τους, βρίσκονται στον παρακάτω πίνακα (Πίνακας 1). Σελίδα 6

7 Πίνακας 1: Πηγές ρύπανσης των επιφανειακών και υπόγειων νερών. Το γεωμετρικό σχήµα της ρύπανσης ονοµάζεται πλούµιο ή θύσανος (plume). Στο Σχήμα 1 φαίνεται το πλούµιο από μία σημειακή πηγή ρύπανσης. Σχήμα 1: Πλούµιο ρύπανσης σε ισότροπο υδροφόρο από σημειακή πηγή συνεχούς (επάνω) και στιγμιαίας (κάτω) εκπομπής ρυπαντή (Freeze-Cherry, 1979, από Καλλέργη, 2000). 1.4 Διάδοση της ρύπανσης στους υδροφορείς Διακρίνονται δύο μεγάλες κατηγορίες διαλυµένων ουσιών ρύπων: Συντηρητικές ή αδρανείς (conservative) και Ενεργές ή δραστικές (reactive). Συντηρητικές είναι αυτές που δεν αντιδρούν µε το έδαφος και / ή µε το γειτονικό υπόγειο νερό ή δεν υφίστανται βιολογικές ή ραδιενεργές διασπάσεις. Σελίδα 7

8 Περιλαμβάνουν τους υδρόφοβους ρύπους (NAPL). Ο συντηρητικός ρυπαντής ακολουθεί την κίνηση του υπόγειου νερού και μεταφέρεται κατάντη επεκτείνοντας τη ρύπανση. Οι βασικές διαδικασίες για τη διάδοση των αδρανών ρύπων στο χώρο είναι η μεταφορά, η µοριακή διάχυση και η διασπορά. Μεταφορά είναι η διαδικασία κατά την οποία το κινούμενο νερό μεταφέρει τους διαλυμένους ρύπους. Ο όρος διάχυση χρησιμοποιείται για την εξάπλωση του ρύπου σε στάσιµα νερά, ενώ ο όρος διασπορά χρησιμοποιείται για κινούμενα νερά. Στην περίπτωση των ενεργών ή δραστικών ουσιών, υπάρχουν φυσικοχημικές διαδικασίες (προσρόφηση, ιοντοανταλλαγή, χηµικές αντιδράσεις κ.ά.) που προκαλούν µία επιβράδυνση της κίνησης του ρύπου, έτσι ώστε δε μετακινείται όπως προβλέπει ο ρυθµός μεταφοράς του. Όταν ο ρυπαντής είναι ενεργός (µη συντηρητικός), αντιδρά µε το υπόγειο νερό µε αποτέλεσµα τη μείωση της μάζας του, ενώ η ταχύτητά του είναι μικρότερη από αυτήν του υπόγειου νερού, προκαλώντας επιβράδυνση της ρύπανσης. 1.5 Περίμετρος προστασίας του υδροληπτικού έργου Σε κάθε υδροληπτικό έργο καθορίζεται µία περίμετρος προστασίας για την ποιοτική προστασία τού υπό εκμετάλλευση υδροφόρου ορίζοντα. Τα κριτήρια καθορισµού της περιμέτρου προστασίας ποικίλλουν από χώρα σε χώρα, ανάλογα µε τους κανόνες υγιεινής, τα πρότυπα ποσιμότητας κ.λπ., και περιλαμβάνουν τον κατάλογο με τις απαγορευτικές ανθρώπινες δραστηριότητες που μπορεί να έχουν αρνητικές επιπτώσεις στην ποιότητα των υπόγειων νερών. Οι επιπτώσεις των διαφόρων πηγών ρύπανσης εξαρτώνται από την απόσταση από το υδροληπτικό έργο, τις ιδιότητες του ρύπου, τα υδραυλικά χαρακτηριστικά του υδροφόρου ορίζοντα και τη φύση των υλικών πάνω από αυτόν. Έτσι, διακρίνονται οι εξής περιπτώσεις: 1) Ευνοϊκές συνθήκες: Το υδροφόρο στρώµα προστατεύεται από την παρουσία των υλικών της ακόρεστης ζώνης µε μεγάλη ικανότητα αυτοκαθαρισµού. 2) Μέτριες συνθήκες: Το υδροφόρο στρώµα έχει καλές ιδιότητες αυτοκαθαρισµού. 3) Δυσμενείς συνθήκες: Το υδροφόρο στρώµα έχει ελάχιστη έως καθόλου ικανότητα αυτοκαθαρισµού. Η διακινδύνευση του εκμεταλλευόμενου υδροφόρου ορίζοντα είναι μεγαλύτερη, όσο μικραίνει η απόσταση της πηγής ρύπανσης από το υδροληπτικό έργο. Έτσι, η περιοχή προστασίας υποδιαιρείται σε επιµέρους ζώνες, που προσαρµόζονται ανάλογα µε την ενδεχόμενη επίδραση της πηγής ρύπανσης. Σελίδα 8

9 Οι ζώνες προστασίας καθορίζονται µε βάση τα υδραυλικά χαρακτηριστικά του υδροφορέα και των ανώτερων οριζόντων που τον καλύπτουν, καθώς και την ικανότητα αυτοκαθαρισµού του εδαφικού ορίζοντα και της ακόρεστης ζώνης. 1.6 Ζώνες προστασίας του υδροληπτικού έργου Ζώνη προστασίας I (άµεσης προστασίας ή απαγορευμένη ζώνη) Η ζώνη αυτή προφυλάσσει τον άµεσο χώρο γύρω από το υδροληπτικό έργο από κάθε μορφή επίδρασης που μπορεί να προκύψει από επιφανειακούς παράγοντες. Στην περίπτωση γεώτρησης περιλαμβάνει το χώρο γύρω της σε ακτίνα μέτρων. Στην περίπτωση πηγής περιλαμβάνει τις εγκαταστάσεις, την πλησιέστερη περιοχή ανάντη αυτής (>20 μέτρα) και το χώρο κατάντη (2-5 μέτρα). Στη ζώνη Ι απαγορεύονται οι δραστηριότητες που αναφέρονται στις υποζώνες ΙΙΑ, ΙΙΒ, ΙΙΙΑ, ΙΙΙΒ, και η κυκλοφορία οχημάτων, κάθε γεωργική δραστηριότητα και άλλη που επιδρά στον εδαφικό ορίζοντα και στην ακόρεστη ζώνη Ζώνη προστασίας II (ζώνη μικροβιολογικής προστασίας ή ζώνη 50 ημερών) Η ζώνη αυτή έχει σκοπό να προφυλάξει το υδροληπτικό έργο από διάφορες ανθρώπινες δραστηριότητες, ιδιαίτερα από μία ενδεχόµενη μικροβιακή μόλυνση. Επειδή τα μικρόβια, και ιδίως οι παθογόνοι μικροοργανισµοί, έχουν χρόνο ζωής στον υδροφόρο ορίζοντα περίπου 50 ηµέρες, ονοµάζεται ζώνη μικροβιολογικής προστασίας ή ζώνη 50 ηµερών. Η εξαφάνιση των μικροβίων εξαρτάται από την ταχύτητα ροής, τη λιθολογική σύσταση του υδροφορέα, τις διαδικασίες προσρόφησης, το χηµισµό του υπόγειου νερού, το πάχος της ακόρεστης ζώνης κ.λπ. H ισόχρονη γραµµή των 50 ηµερών υπολογίζεται µε εφαρμογή ιχνηθετών, µε τη βοήθεια πιεζοµετρικών χαρτών ή µε εφαρμογή εμπειρικών τύπων γνωρίζοντας τις υδραυλικές παραμέτρους: L 50 = ν 50, όπου L 50 είναι η απόσταση της γεώτρησης από την περίμετρο προστασίας της ζώνης ΙΙ (m) και ν είναι η πραγματική ταχύτητα ροής (m/d). Q L 50 = ( D S y π )1/2, όπου Q είναι η αντλούµενη ποσότητα (παροχή) σε 50 ηµέρες (m 3 ), D το πάχος του υδροφόρου στρώµατος (m), S y πορώδες και π = 3,14. το ενεργό Για τον καθορισµό της ζώνης προστασίας ΙΙ σε κοκκώδεις Σελίδα 9

10 σχηματισμούς, απαιτείται ο προσδιορισμός των κάτωθι παραµέτρων: Ακόρεστη ζώνη (το πάχος, ο συντελεστής υδροπερατότητας, το ολικό και ενεργό πορώδες) Κορεσμένη ζώνη (το βάθος της στάθµης του υπόγειου νερού, ο συντελεστής υδροπερατότητας, το ολικό και ενεργό πορώδες, το πάχος και η ταχύτητα ροής). Στους καρστικούς υδροφόρους ορίζοντες αποκλείονται μερικά τµήµατα της περιοχής τροφοδοσίας που θεωρούνται ευάλωτα στη ρύπανση, όπως δολίνες, καταβόθρες, βαθιές καρστικές λεκάνες, ρήγµατα και ζώνες διάρρηξης, επιφανειακά ορυχεία, στοές που αποθηκεύουν νερό, τµήµατα καρστικών ρεµάτων που κατεισδύουν επιφανειακά νερά κ.λπ. Ανάλογα µε τα υδραυλικά χαρακτηριστικά του υδροφόρου ορίζοντα (ταχύτητα υπόγειας ροής), αυτός υποδιαιρείται σε δύο υποζώνες: α. Υποζώνη IIΑ: Επεκτείνεται από τα όρια της ζώνης I μέχρι την ισόχρονη γραµµή των 10 ηµερών. Η απόσταση αυτή πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 100 μέτρα, ανάντη του υδροληπτικού έργου. Εκατέρωθεν της γεώτρησης επεκτείνεται μέχρι τα όρια της ακτίνας επίδρασης της γεώτρησης, χωρίς να υπερβαίνει τα όρια της ζώνης ανάκτησης. Στην υποζώνη αυτή απαγορεύονται οι δραστηριότητες που αναφέρονται στις υποζώνες IIB, IIIA, IIIB, καθώς και κάθε γεωργική και κατασκευαστική δραστηριότητα. β. Υποζώνη IIΒ: Επεκτείνεται από τα όρια της ισόχρονης γραµµής των 10 ηµερών μέχρι τα όρια της ισόχρονης γραµµής των 50 ηµερών. Στην υποζώνη αυτή απαγορεύεται κυρίως ό,τι αναφέρεται στις υποζώνες IIIΑ και IIIΒ, καθώς επίσης και οι ακόλουθες δραστηριότητες: εγκατάσταση εργοστασίων, δηµιουργία χώρων αναψυχής, βοσκή ζώων, μεταλλευτικά έργα και εκρήξεις, εγκατάσταση ιχθυοτροφείων, μεταφορά ραδιενεργών υλικών και ρύπων, δηµιουργία λατοµείων, αποθήκευση ορυκτελαίων και δοµικών υλικών, χρήση λιπασµάτων, ανάπτυξη έργων υποδοµής µε παρεµβάσεις στο έδαφος κ.λπ Ζώνη προστασίας III (ζώνη χηµικής προστασίας ή επιτηρούµενη ζώνη) Καλύπτει την αποµακρυσµένη περιοχή τροφοδοσίας της γεώτρησης και περιβάλλει τη ζώνη II. Η ζώνη αυτή έχει σκοπό να προστατεύσει τον υδροφόρο ορίζοντα από χηµικές ουσίες και ραδιενεργά απόβλητα. Σε συνθήκες σταθερής ροής η ζώνη αυτή ταυτίζεται µε τη ζώνη ανάκτησης. Η περιοχή τροφοδοσίας μπορεί να εκτιμηθεί με βάση: Τον πιεζομετρικό χάρτη Τις υδραυλικές παραμέτρους και τις γενικές υδρογεωλογικές συνθήκες της Σελίδα 10

11 περιοχής, Εμπειρικά από σχέση: A r = Q, όπου A I r είναι η περιοχή τροφοδοσίας (km 2 ), Q ο ετήσιος αντλούµενος όγκος νερού (m 3 /yr) και I η κατείσδυση (m 3 /yr/km 2 ). Η ακτίνα της κυκλικής περιοχής τροφοδοσίας δίνεται από τη σχέση r = A r π, όπου r είναι η ακτίνα της γεώτρησης και π = 3,14. Με χρήση αναλυτικών (RESSQC, MWCAP) ή αριθµητικών μοντέλων (MODFLOW / MODPATH, FLOWPATH). Υπολογίζοντας τη ζώνη ανάκτησης. Υποδιαιρείται σε δύο υποζώνες: α. Υποζώνη IIIΑ: Επεκτείνεται σε απόσταση μέχρι 2000 μέτρα από το υδροληπτικό έργο. Όταν η ταχύτητα του υπόγειου νερού είναι μεγαλύτερη από 10 μέτρα την ημέρα και προκύπτει μεγάλη ακτίνα για τη ζώνη II, θα πρέπει η υποζώνη IIIΑ να καλύπτει τα όρια της ισόχρονης γραµµής των 50 ηµερών. Στην υποζώνη αυτή απαγορεύεται η εγκατάσταση κτηνοτροφικών µονάδων, διυλιστηρίων, χώρων υγειονοµικής ταφής απορριµµάτων, νεκροταφείων, χώρων διάθεσης λυµάτων και αποβλήτων, βιοµηχανιών εφόσον τα απόβλητά τους δεν απορρίπτονται εκτός της υποζώνης IIIΑ και χρήση φυτοφαρμάκων, εντομοκτόνων και λιπασμάτων. β. Υποζώνη IIIΒ: Επεκτείνεται μέχρι τα όρια του υπόγειου υδροκρίτη. Στην υποζώνη αυτή απαγορεύεται η εγκατάσταση εργοστασίων που αποβάλλουν ραδιενεργές ουσίες, χηµικών και μεταλλευτικών εργοστασίων, πυρηνικών αντιδραστηρίων και ελαιοτριβείων. Επίσης, απαγορεύεται η διάθεση στο έδαφος τοξικών ουσιών, φυτοφαρµάκων, εντοµοκτόνων, φαινολών κ.λπ. και η µεταφορά ουσιών που ρυπαίνουν. Η απόσταση των ορίων ΙΙΙΑ / ΙΙΙΒ δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 1000 μέτρα. Στις ιαµατικές πηγές υπάρχει αλληλοεξάρτηση µεταξύ της παροχής και των φυσικοχηµικών ιδιοτήτων τους (Καλλέργης, 2000). Η θέση και τα όρια της ζώνης προστασίας καθορίζονται από τις υδρογεωλογικές συνθήκες, τη γεωλογική δοµή και τον τύπο των ιαµατικών πηγών. Το βάθος προέλευσης του νερού είναι σηµαντικός παράγοντας για τον καθορισµό των ζωνών προστασίας των πηγών. Γενικά, στις πηγές που προέρχονται από μεγάλο βάθος (>500 μέτρα) πρέπει να λαµβάνονται μέτρα µόνο ποσοτικής προστασίας, ενώ στις πηγές που προέρχονται από μικρό βάθος (<100 μέτρα) πρέπει να λαµβάνονται μέτρα ποσοτικής και ποιοτικής προστασίας (Σταμάτης, 2001). Στη ζώνη ποσοτικής προστασίας απαγορεύονται επεµβάσεις στο υπέδαφος σε βάθος μεγαλύτερο από 5 μέτρα (εσωτερική ζώνη Α) και σε Σελίδα 11

12 βάθος μεγαλύτερο από 20 μέτρα (εξωτερική ζώνη Β) και γενικά επεµβάσεις που μεταβάλλουν τη στάθµη του υπόγειου νερού, τη διεύθυνση ροής κ.λπ. Οι ζώνες ποιοτικής προστασίας στην περίπτωση των ιαµατικών πηγών καθορίζονται όπως και στα υδροληπτικά έργα για την άντληση του πόσιµου νερού. Η περίµετρος προστασίας των ιαµατικών πηγών πρέπει να επιτηρείται επαρκώς µε καταγραφή της ποιότητας και της παροχής των πηγών, την πιθανή υδραυλική επικοινωνία µε τα επιφανειακά ρυπασµένα νερά, την πιθανή αποθήκευση επικίνδυνων υλικών και τη διάθεση υλικών που, ενδεχοµένως, επιβαρύνουν το ιαµατικό νερό κ.λπ. Στην περίπτωση που τα αποτελέσµατα των δειγµατοληψιών είναι επιβαρυντικά, απαιτείται η έγκαιρη διερεύνηση των αιτιών της ρύπανσης και η λήψη μέτρων αποκατάστασης της ποιότητας και της ποσότητας της ιαµατικής πηγής (Βουδούρης, 2006). Σελίδα 12

13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Τρωτότητα του υπόγειου νερού 2.1 Η έννοια της τρωτότητας Η τρωτότητα (vulnerability) του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα είναι ένα μέτρο του πόσο εύκολα ή δύσκολα μπορεί η μόλυνση της επιφάνειας του εδάφους να φτάσει στον υδροφόρο ορίζοντα. Δηλαδή πρόκειται για το μέτρο του «βαθμού μόνωσης» που οι φυσικοί και ανθρώπινοι παράγοντες παράγουν, ώστε να διατηρήσουν τη μόλυνση μακριά από τον υδροφόρο ορίζοντα. Η έννοια της τρωτότητας υποθέτει ότι το φυσικό περιβάλλον προστατεύει έως ένα βαθμό το υπόγειο νερό από τις φυσικές και ανθρωπογενείς πιέσει σε σχέση με τους ρύπους που εισέρχονται από την επιφάνεια του εδάφους προς το υπέδαφος. Η τρωτότητα θεωρείται υψηλή, εάν οι φυσικοί παράγοντες παρέχουν ελάχιστη προστασία στον υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα από τις δραστηριότητες που συμβαίνουν στην επιφάνεια του εδάφους και, συνεπώς, μπορεί να προκληθεί μόλυνση. Αντίθετα θεωρείται χαμηλή όταν υπάρχει μικρή πιθανότητα υποβάθμισης του υδροφόρου ορίζοντα Ιστορική αναδρομή στην έννοια της τρωτότητας Ο όρος χρησιμοποιήθηκε πρώτη φορά στην Ευρώπη στη δεκαετία του χίλια εννιακόσια εξήντα. Κάτωθι παρατίθεται ιστορική αναδρομή της έννοιας της τρωτότητας με χρονολογική σειρά: Η τρωτότητα του υδροφόρου ορίζοντα είναι η πιθανότητα διήθησης και διάχυσης των ρύπων από την επιφάνεια του εδάφους σε ταμιευτήρες του υδροφόρου ορίζοντα, κάτω από διάφορες φυσικές συνθήκες (ALBINET & MARGAT, 1970). Η τρωτότητα είναι ο βαθμός διακινδύνευσης, ο οποίος καθορίζεται από τις φυσικές συνθήκες και είναι ανεξάρτητος από την παρουσία πηγής μόλυνσης. Εξαρτάται από την κατακόρυφη περατότητα στην ακόρεστη ζώνη και από την υδραυλική κλίση και ταχύτητα του νερού, μέσα στον υδροφόρο ορίζοντα (OLMER & ŘEZÁČ, 1974). Η τρωτότητα είναι ο κίνδυνος των χημικών ουσιών, που χρησιμοποιούνται στην επιφάνεια του εδάφους ή κοντά σε αυτή, να επηρεάσουν την ποιότητα του υπόγειου νερού. Η χημική σύσταση του νερού μπορεί να χρησιμεύσει σα δείκτης τρωτότητας (VILLUMSEN & al., 1983). Η τρωτότητα του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα είναι η ευαισθησία της ποιότητας του υπόγειου νερού σε ανθρωπογενείς δραστηριότητες, οι οποίες πιθανόν να είναι επιβλαβείς για την παρούσα ή μελλοντική χρήση του νερού (BACHMAT & COLLIN, 1987). Σελίδα 13

14 Η τρωτότητα ενός υδρογεωλογικού συστήματος είναι η ικανότητα του συστήματος να ανταπεξέλθει στις εξωτερικές φυσικές και ανθρωπογενείς επιπτώσεις, οι οποίες επηρεάζουν την κατάσταση και το χαρακτήρα του στο χρόνο και το χώρο (SOTORNIKOVÁ και VRBA, 1987). Βαθμός εσωτερικής τρωτότητας είναι η πιθανότητα κατείσδυσης και διήθησης των ρύπων μέσω της ακόρεστης ζώνης (BENACCHIO & al., 1988). Η τρωτότητα του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα είναι το μέγεθος της επικινδυνότητας του υπόγειου νερού από ανθρώπινες δραστηριότητες και από την παρουσία ρύπων. Απουσία οποιονδήποτε ρύπων, ακόμα και ο πιο ευαίσθητος υπόγειος υδροφόρος ορίζοντας δε διατρέχει κίνδυνο (PALMQUIST, 1991). Η τρωτότητα στα πλαίσια της ανθρώπινης κλίμακας είναι μία αμετάβλητη εσωτερική ιδιότητα της ακόρεστης και κορεσμένης ζώνης του συστήματος του υπόγειου νερού και εξαρτάται από το πόσο ικανό ή μη είναι το σύστημα στο να αντιμετωπίσει τις περιβαλλοντικές διεργασίες και τις ανθρωπογενείς πιέσεις (εισαγωγή κλίμακας χρόνου στην έννοια της τρωτότητας) (VRBA, 1991). «Ευαισθησία υδροφόρου ορίζοντα» είναι η εσωτερική ευαισθησία του στους ρύπους, βασιζόμενοι αποκλειστικά στα υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά του. «Τρωτότητα» είναι η επιδεκτικότητα του υδροφόρου στη ρύπανση, στον οποίο όμως περιλαμβάνονται τα υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά, οι χρήσεις γης, τα χαρακτηριστικά των ρύπων και το ρυπαντικό φορτίο (Αμερικάνικο Πρακτορείο Περιβαλλοντικής Προστασίας, 1991). Η τρωτότητα του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα είναι η τάση ή η πιθανότητα οι ρύποι να φτάσουν μία συγκεκριμένη θέση στο σύστημα του υπόγειου νερού μετά την εισαγωγή τους σε κάποιο σημείο πάνω από τον ανώτατο υδροφόρο ορίζοντα. Η ειδική τρωτότητα αναφέρεται σε ένα συγκεκριμένο ρύπο, σύνολο ρύπων ή ανθρωπογενή δραστηριότητα, ενώ η εσωτερική τρωτότητα δε λαμβάνει υπόψη τα χαρακτηριστικά ή τη συμπεριφορά των επιμέρους ρύπων (U.S. National Research Council, 1993). Η τρωτότητα είναι μία σχετική, μη μετρήσιμη και αδιάστατη ιδιότητα (VRBA και ZAPOROZEC, 1994). Η τρωτότητα είναι μία εσωτερική ιδιότητα των υπόγειων συστημάτων υδάτων που εξαρτάται από την ευαισθησία του συστήματος αυτού σε ανθρωπογενείς και φυσικές επιπτώσεις (International Association of Hydrogeologists, 1994). Η τρωτότητα είναι συνάρτηση α) του βαθμού προσπέλασης της κορεσμένης ζώνης, από υδραυλικής άποψης, από τους ρύπους και β) της ικανότητας εξασθένισης των ρύπων λόγω φυσικοχημικών αντιδράσεων στα υπερκείμενα στρώματα της κορεσμένης ζώνης. Αφορά στα εσωτερικά Σελίδα 14

15 χαρακτηριστικά των στρωμάτων (ακόρεστη ζώνη ή υπό πίεση υδροφόροι ορίζοντες) που διαχωρίζουν την κορεσμένη ζώνη από την επιφάνεια του εδάφους, παρέχοντας μια ένδειξη των επιπτώσεων της χρήσης γης στον υποκείμενο υδροφόρο ορίζοντα (FOSTER, 1998). Η εσωτερική τρωτότητα του υπόγειου νερού λαμβάνει υπόψη τα γεωλογικά, υδρολογικά και υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά μιας περιοχής, είναι όμως ανεξάρτητη από τη φύση των ρύπων και το οποιοδήποτε σενάριο ρύπανσης. Η ειδική τρωτότητα, παράλληλα με την εσωτερική τρωτότητα μιας περιοχής, λαμβάνει υπόψη της τις ιδιότητες καθενός ρύπου ή ομάδας ρύπων με παρόμοια χαρακτηριστικά. (COST 620, ). 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, όσο και 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 (τρωτότητα ευαισθησία). 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 (1996), η ευαισθησία του υδροφορέα ταυτίζεται με την ιδιοτρωτότητα. Πρέπει να τονισθεί ότι η έννοια της τρωτότητας δε συνδέεται αποκλειστικά μόνο με τη ρύπανση ή τη μόλυνση των υπόγειων νερών, αλλά και με την ποσότητα αυτών, καθώς και με την επίδραση ακραίων καιρικών φαινομένων. 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 μικροοργανισμών κ.λπ. Ο βαθμός Σελίδα 15

16 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 Η τρωτότητα στο πλαίσιο της επικινδυνότητας Ο ορισμός του κινδύνου (hazard) και της επικινδυνότητας (risk) και η διάκριση μεταξύ τους είναι δύσκολη καθώς πολλές φορές οι έννοιες αυτές επικαλύπτονται, ωστόσο η διάκριση τους είναι εξαιρετικά χρήσιμη σε συνδυασμό με το σχήμα προέλευση διαδρομή στόχος, ως πλαίσιο στη θεώρηση της προλήψεως / ελαχιστοποιήσεως της ρύπανσης και της προστασίας του υπόγειου νερού. Η εκτίμηση του κινδύνου της τρωτότητας (hazard) κάποιου υδροφόρου ορίζοντα και της επικινδυνότητας (risk) είναι ιδιαίτερα δύσκολη. Παρόλα αυτά θεωρούμε ότι ένας κίνδυνος εμφανίζει μία επικινδυνότητα όταν ενδεχομένως επηρεάζει κάτι με αξία (στόχος). Στο αρχικό μοντέλο προέλευση διαδρομή στόχος η επικινδυνότητα της ρύπανσης του υπόγειου νερού εξαρτάται από τρία στοιχεία: 1. Τον κίνδυνο που δημιουργείται από διαδικασία, δυνητικώς ρυπαντική (ισοδύναμο της προελεύσεως) 2. Την εσωτερική τρωτότητα του υπόγειου νερού ως προς τη ρύπανση ( ισοδύναμο της διαδρομής) 3. Τις δυνητικές επιπτώσεις ενός ρυπαντικού γεγονότος (ο στόχος είναι το υπόγειο νερό) Στο πλαίσιο αυτό η δύναμη και η αξία της νοητικής συλλήψεως της τρωτότητας επιτυγχάνεται καλύτερα, όταν η εκτίμηση της τρωτότητας και η χαρτογράφησή της χρησιμοποιούνται ως μια συνιστώσα του προβλήματος. Η επίτευξη περιβαλλοντικών σκοπών για επιφανειακά υδατικά συστήματα για υπόγεια νερά και οικοσυστήματα και η προστασία, τελικώς, των υπόγειων νερών απαιτεί μια εκτίμηση των κινδύνων, με προέλευση υπαρκτές ή προβλεπόμενες ανθρώπινες δραστηριότητες με ανταπόκριση στην Σελίδα 16

17 επικινδυνότητα με τη μορφή μέτρων σχεδιασμένων για το μετριασμό και τη διαχείριση της επικινδυνότητας αυτής, καθώς και την επίτευξη των περιβαλλοντικών στόχων. Ιδιαιτέρως στην περίπτωση της προστασίας των καρστικών υδατικών συστημάτων η εκτίμηση της επικινδυνότητας απαιτεί: Προσδιορισμό των δυνητικών κινδύνων. Για υφιστάμενους κινδύνους, αυτό μπορεί να επιτευχθεί με χαρτογράφηση των κινδύνων αυτών. Ανάλυση των δυνητικών επιπτώσεων των κινδύνων στα υπόγεια νερά. Αυτό απαιτεί λεπτομέρειες για τη συγκέντρωση και την ποσότητα των ρύπων. Η διαδικασία μπορεί να γίνει ευκολότερη με τη δημιουργία και χρήση ενός συστήματος κατηγοριοποίησης και προσδιορισμού συντελεστών βαρύτητας. Πληροφορίες για τα υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά των γεωλογικών δομών κάτω από τις θέσεις ενδεχόμενης εμφάνισης κινδύνων, που επηρεάζουν την κίνηση και την εξασθένηση των ρύπων. Αυτό εμφανίζεται στην τρωτότητα των υπόγειων νερών είτε μέσω των χαρτών τρωτότητας είτε μέσω της εκτίμησης της τρωτότητας. Πληροφορίες για την αξία του υπόγειου νερού. Το καρστικό νερό θεωρείται ότι έχει μεγάλη αξία και ο παράγοντας αυτός δε χρησιμοποιείται στην περίπτωση καρστικών υδατικών συστημάτων. Η διαχείριση της επικινδυνότητας βασίζεται στην ανάλυση των παραπάνω στοιχείων σε σχέση με τις (ενδεχόμενες) ενδεικτικές οδηγίες, την αποδοχή των δυνητικών κινδύνων, των απαιτήσεων διερευνήσεως, των απαιτήσεων καταγραφής και, όταν απαιτείται, των ενδεχόμενων σχεδιασμών των χρήσεων γης. Τα στάδια προετοιμασίας των χαρτών επικινδυνότητας παρουσιάζονται στον Πίνακα 2. Βήμα 1 Βήμα 2 Βήμα 3 Βήμα 4 Βήμα 5 Βήμα 6 Βήμα 7 Προσδιορισμός και καταγραφή των κινδύνων Απαιτήσεις δεδομένων των κινδύνων Κατηγοριοποίηση και βαθμολόγηση των κινδύνων Γραφική παρουσίαση Τεχνικές χαρτών Εκτίμηση δεδομένων Παραγωγή χαρτών επικινδυνότητας Πίνακας 2: Στάδια προετοιμασίας των χαρτών επικινδυνότητας Σελίδα 17

18 Σε σχέση με το μηχανισμό διερεύνησης τόσο του κινδύνου όσο και της επικινδυνότητας, το πρόβλημα τοποθετείται στη βάση της διάκρισης ανάμεσα στην προσβολή του υδατικού συστήματος ή υδατικού πόρου ή της προσβολής υδροληψίας. Η θεωρούμενη και αντιμετωπιζόμενη διαδικασία έχει τη μορφή: Προέλευση Διαδρομή Στόχος όπου προέλευση εννοείται η πηγή ρύπανσης, η θέση διάθεσης του ρύπου στο φυσικό περιβάλλον, διαδρομή είναι η πορεία που πραγματοποιεί ο ρύπος επιφανειακώς ή υπογείως μέχρι να φτάσει στο στόχο (υδατικός πόρος ή υδροληψία αναλόγως της, κάθε φορά θεωρήσεως). Το τελευταίο στάδιο της διαδικασίας μπορεί να διακριθεί στην: Άφιξη του ρύπου στο υδατικό σύστημα Παραμονή του ρύπου στο υδατικό σύστημα Άφιξη του ρύπου στην υδροληψία Η εκτίμηση της επικινδυνότητας μπορεί να διατυπωθεί και με την εξίσωση RII = 1/HI x π όπου RII (risk intensity index ) ο δείκτης εντάσεως της επικινδυνότητας ΗΙ (hazard index), ο δείκτης κινδύνου π, ο παράγοντας ΡΙ (δείκτης εσωτερικής τρωτότητας). 2.2 Ιδιαιτερότητες του καρστικού μέσου Το θέμα της τρωτότητας και της προστασίας των καρστικών υδροφόρων οριζόντων είναι ιδιαίτερης σημασίας, σε αντίθεση σχέση με τα άλλα μέσα. Ο λόγος είναι ότι το καρστικό περιβάλλον είναι το πλέον τρωτό, το πλέον ευαίσθητο, το πλέον ευάλωτο σε επιβαρύνσεις της ποιότητας του νερού, ιδιαιτέρως στις περιπτώσεις που οι ανθρακικοί σχηματισμοί εκτείνονται μέχρι την επιφάνεια του εδάφους. Η φύση του καρστ οδηγεί στο φαινόμενο όπου πολλοί μηχανισμοί αντιμετώπισης ή εξουδετέρωσης των ρύπων δεν εμφανίζονται ή εμφανίζονται υποβαθμισμένοι (διήθηση, κατακράτηση, προσρόφηση). Αντίθετα, οι μεγάλες ταχύτητες ροής στα καρστικά πεδία οδηγούν σε γρήγορη και μεγάλη αραίωση των ρύπων, τους μεταφέρουν όμως, με μεγάλες ταχύτητες σε μεγάλες αποστάσεις. Η ίδια η φύση των καρστικών σχηματισμών και οι συνθήκες κυκλοφορίας του υπόγειου νερού σε αυτό δημιουργούν ένα ξεχωριστό πεδίο εσωτερικής δομής, τροφοδοσίας και διακίνησης του υπόγειου νερού. Αντίθετα με τα πορώδη μέσα, στα μέσα ασυνεχειών οι ταχύτητες ροής είναι σημαντικές και ακόμα πιο σημαντικές στα καρστικά μέσα. Έτσι κάποιοι μηχανισμοί αντιμετώπισης των ρύπων δε διαθέτουν τον αναγκαίο χρόνο για να ενεργοποιηθούν, ενώ αντίθετα ενεργοποιείται στο έπακρο ο μηχανισμός της αραίωσης. Από την ίδια τη φύση του μέσου, κάποιοι μηχανισμοί, όπως η Σελίδα 18

19 προσρόφηση, η διήθηση και οι υπόλοιπες διαδικασίες αντίδρασης του υπόγειου νερού (άρα και των ρύπων) με το γεωλογικό περιβάλλον διαθέτουν ελάχιστο ή και μηδενικό πεδίο εμφάνισης. Τελικό αποτέλεσμα όλων αυτών είναι ότι τα καρστικά νερά είναι περισσότερο ευπρόσβλητα, τόσο στη διαδικασία εισόδου του ρύπου μέσα σε αυτά, όσο και στη διαδικασία διακινήσεως στο εσωτερικό ενός καρστικού συστήματος. Οι καρστικοί υδροφορείς χαρακτηρίζονται από διακεκριμένες μορφολογικές δομές και από ιδιαίτερο υδρολογικό καθεστώς. Στα περισσότερα καρστικά πεδία εμφανίζονται αυτοί οι ειδικοί χαρακτήρες, όπως η μικρή επιφανειακή αποστράγγιση, επιφανειακές καρστικές μορφές (οπές, κοιλότητες, δολίνες, πόλγες) και υπόγεια καρστικά δίκτυα ανοικτών ασυνεχειών ή αγωγών. Παράλληλα το υδρολογικό καθεστώς ελέγχεται από πολύ ετερογενείς συνθήκες ροής. Οι μεγάλες υδραυλικές αγωγιμότητες των ασυνεχειών και αγωγών έρχονται σε αντίθεση με τις μικρές αγωγιμότητες του πιο συμπαγούς τμήματος του πετρώματος και οι επιφανειακές κοιλότητες έρχονται να συμπληρώσουν τη διάχυση του κατεισδύοντος μετεωρικού νερού. Αποτέλεσμα είναι τα χαρακτηριστικά υδρογράμματα των καρστικών πηγών με έντονες αλλά σύντομες χρονικώς εξάρσεις και παρατεταμένες περιόδους στείρευσης. Στη βάση όλων των παραπάνω ο καρστικός υδροφορέας θεωρείται σαν ένα δίκτυο διασυνδεδεμένων ασυνεχειών και αγωγών (καρστικό δίκτυο) ανεπτυγμένο σε ένα πιο συμπαγές και λιγότερο περατό δίακλασμένο πέτρωμα. Στην περίοδο των υψηλών υδάτων το διακλασμένο μέσο τροφοδοτείται από το καρστικό δίκτυο, ενώ στη διάρκεια της περιόδου των χαμηλών υδάτων, και ιδιαιτέρως στην περίοδο της στείρευσης, το μέσο αυτό αποστραγγίζεται από το καρστικό δίκτυο. Όπως προελέχθη, η τρωτότητα μιας πηγής σε εξωτερικές προσβολές εξαρτάται από την ικανότητα αυτοκαθαρισμού του υδροφορέα και από το χρόνο της διαδρομής του υπόγειου νερού μέχρι την πηγή. Λόγω της εσωτερικής διαδρομής του καρστικού συστήματος, το νερό που φτάνει στο περιβάλλον της πηγής αντιπροσωπεύει υπόγειο νερό διαφορετικών προελεύσεων. Συγκεκριμένες παρατηρήσεις και μετρήσεις έδειξαν ότι το ποσοστό του νερού της βροχής που κατείσδυσε σημειακώς, πέρα από τη διάχυτη μορφή κατεισδύσεως στο πιο συμπαγές τμήμα του υδροφορέα, αντιπροσωπεύει πάνω από το μισό της συνολικής εκφόρτισης του υδροφορέα αυτού. Το ποσοστό αυτό υπόκειται σε διαδικασίες φυσικού αυτοκαθαρισμού, που μπορεί να είναι σημαντικές, αναλόγως με τις τοπικές συνθήκες. Το υπόλοιπο νερό είναι εκείνο που μπήκε απευθείας στο καρστικό δίκτυο. Γίνεται, λοιπόν, αντιληπτό ότι οι συμβατικές θεωρήσεις που ισχύουν για τα πορώδη μέσα, σύμφωνα με τις οποίες ο χρόνος παραμονής τους νερού στον υδροφορέα είναι συνάρτηση της απόστασης του σημείου εισόδου του από την πηγή, δεν ισχύουν για τα καρστ. Σελίδα 19

20 Από πλευράς τρωτότητας σε ρύπανση, οι καρστικοί σχηματισμοί θεωρούνται οι πλέον τρωτοί, ιδιαίτερα όταν η προς τα κάτω ροή αντιπροσωπεύεται από συγκεντρωμένη καρστική ροή, η οποία διοχετεύει με άμεσο τρόπο τα επιβαρυμένα υδατικά διαλύματα στον καρστικό υδροφορέα, παρακάμπτοντας μάλιστα τους υπερκείμενους γαιώδεις ή βραχώδεις σχηματισμούς, οι οποίοι θα μπορούσαν να αναπτύξουν μηχανισμούς αντιμετώπισης των ρύπων. Μέσα στο ίδιο το καρστικό σύστημα μηχανισμοί όπως η προσρόφηση, η κατακράτηση, η διήθηση, η αδρανοποίηση λόγω οξείδωσης, απουσιάζουν ή εμφανίζονται σε πολύ μικρό βαθμό. Αντίθετα ο μηχανισμός της αραίωσης εμφανίζεται να συγκρίνεται με την περίπτωση των επιφανειακών νερών, λόγω των μεγάλων ταχυτήτων στα καρστικά δίκτυα που μεταφέρουν τους ρύπους αραιωμένους σε μεγάλες αποστάσεις. Η καρστική υδροφορία είναι πολύπλοκη και για έναν άλλο λόγο. Σπάνια εντοπίζεται μια τυπική και μεμονωμένη καρστική υδροφορία, ενώ ο κανόνας αναφέρει ένα σύνολο υδροφοριών με υδραυλική επικοινωνία μεταξύ τους, που εντοπίζονται στα επιμέρους συστήματα ενός καρστικού περιβάλλοντος. 2.3 Ιδιοτρωτότητα Η ιδιοτρωτότητα των υπόγειων υδροφόρων οριζόντων στη ρύπανση είναι εξ ορισμού ανεξάρτητη από τη ρυπασμένη περιοχή και από το σενάριο της ρύπανσης. Σύμφωνα με την ιδέα του COST 620, όταν αξιολογείται η ιδιοτρωτότητα των υπόγειων υδροφόρων οριζόντων, λαμβάνονται υπόψη τρεις παράγοντες: Η μεταφορά με τη ροή από την πηγή στο στόχο Η φυσική εξασθένηση, π.χ. με διασπορά, αραίωση και επιπτώσεις διπλού πορώδους Η σχετική ποσότητα των ρύπων που μπορεί να φτάσει στο στόχο. Ένα τμήμα των ρυπαντών μπορεί ποτέ να μη φτάσει στο στόχο, αλλά αφήνει τη λεκάνη απορροής (catchment) μέσω της επιφανειακής απορροής. Η χαρτογράφηση της τρωτότητας βασίζεται στην αξιολόγηση αυτών των ιδιοτήτων της περιοχής που ελέγχουν αυτές τις απόψεις. Ο χρόνος της μεταφοράς με τη ροή ελέγχεται κυρίως από τη διαπερατότητα, το ενεργό πορώδες, την υδραυλική κλίση και την απόσταση μεταξύ της πηγής και του στόχου. Ο μακρύς χρόνος διέλευσης σημαίνει ότι υπάρχει περισσότερος χρόνος για τους ανθρώπους να αντιδράσουν στα φαινόμενα της ρύπανσης. Επιπλέον πιο συγκεκριμένες διαδικασίες εξασθένησης της ρύπανσης είναι άμεσα ή έμμεσα εξαρτώμενες από το χρόνο που ο ρύπος ταξιδεύει (π.χ. θνησιμότητα βακτηρίων). Η φυσική εξασθένιση μειώνει τη συγκέντρωση ακόμα και για συντηρητικούς ρύπους και ο αποτελεσματικός ή σχετικός εμπλουτισμός καθορίζει την ποιότητα του νερού και τους ρύπους που Σελίδα 20

21 πιθανώς να διεισδύσουν στο υπέδαφος. Ένα μέρος των ρύπων μπορεί να αφήσει τη λεκάνη απορροής (catchment) μέσω της επιφανειακής απορροής. 2.4 Ευρωπαϊκή προσέγγιση (cost 620, 2003) Η ευρωπαϊκή προσέγγιση αναπτύχθηκε σαν ένα εννοιολογικό πλαίσιο για να χαρτογραφηθεί η ιδιοτρωτότητα των καρστικών υδροφόρων οριζόντων. Το γεγονός ότι η προσέγγιση είναι μη συγκεκριμένη και μη καθοδηγητική, αντανακλά την ανάγκη για την προσέγγιση να είναι κατάλληλη για χρήση κάτω από ένα ευρύ φάσμα συνθηκών (φυσικές, διοικητικές και πολιτισμικές) που υπάρχει στις συμμετέχουσες χώρες. Οι καρστικές περιοχές της Ευρώπης, από τις Άλπεις έως τις πεδινές περιοχές και από τη Μεσόγειο μέχρι το εύκρατο ωκεάνιου τύπου κλίμα Πώς δημιουργήθηκε η ευρωπαϊκή προσέγγιση Στα πρώτα στάδια της ανάπτυξης της ευρωπαϊκής προσέγγισης, οι συζητήσεις επηρεάστηκαν κυρίως από τη μοναδική μέχρι εκείνη τη στιγμή υπαρκτή μεθοδολογία για τους καρστικούς υδροφόρους ορίζοντες, τη μεθοδολογία ΕΡΙΚ. Οι παράγοντες Κ (καρστικό δίκτυο karstic network), Ρ (προστατευτικό κάλυμμα protective cover) και Ι (διήθηση infiltration) υιοθετήθηκαν από την ευρωπαϊκή προσέγγιση, αν και πολύ τροποποιημένες. Το επικάρστ, ωστόσο, εθεωρείτο ένας σημαντικός παράγοντας που ενσωματώθηκε στον παράγοντα Ρ, αντί να είναι ένα στοιχείο μόνο του, της νέας προσέγγισης για να βελτιώσει τον υδρολογικό ρόλο του επικάρστ. Η πιο σημαντική εισαγωγή από την ευρωπαϊκή προσέγγιση προέκυψε από τη θεώρηση της μεθόδου ΡΙ όπως αναπτύχθηκε από τον Goldscheider (2002), η οποία χρησιμοποιεί έναν ελάχιστο αριθμό από συνιστώσες (προστατευτικό κάλυμμα (Ρ) και διήθηση (Ι)), για να παράγει ένα καρστικά προσανατολισμένο GIS, που βασίζεται στο σύστημα χαρτογράφησης της τρωτότητας. Η ευρωπαϊκή προσέγγιση διαφέρει από τη μέθοδο ΡΙ, στην οποία δε διευκρινίζονται τα απαραίτητα δεδομένα σε καμία πληροφορία, ούτε προτείνεται πώς μπορούν να ενωθούν οι παράγοντες. Ο τελικός σκοπός στην ανάπτυξη της ευρωπαϊκής προσέγγισης ήταν να μην είναι επικεντρωμένος μόνο σε καρστικούς σχηματισμούς, στην έκταση που δε θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε άλλα περιβάλλοντα. Ο στόχος έγινε αντιληπτός από την έκταση που οι παράγοντες Ρ και Ο έχουν καθολική εφαρμογή για την αξιολόγηση της τρωτότητας, ενώ οι C και K παράγοντες σχετίζονται με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά των καρστικών υδάτινων συστημάτων. Σελίδα 21

22 2.4.2 Ανασκόπηση Η ευρωπαϊκή προσέγγιση στη χαρτογράφηση της ιδιοτρωτότητας των υπόγειων υδροφόρων συστημάτων και η εκτίμησή της που προτείνονται από την COST 620 είναι ένα γενικό και ευέλικτο πλαίσιο, αντί για μία συγκεκριμένη μέθοδο. Αρκετές μέθοδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν και νέες μέθοδοι μπορούν να αναπτυχθούν μέσα στο πλαίσιο αυτής της προσέγγισης. Ο στόχος είναι, με βάση τα παραπάνω, η χαρτογράφηση και η εκτίμηση των ιδιοτήτων αυτών που επηρεάζουν το χρόνο ταξιδιού ενός πιθανού ρύπου από την πηγή στο στόχο, όπως και το επίπεδο συγκέντρωσης και η διάρκεια μιας πιθανής ρύπανσης. Σύμφωνα με το ευρωπαϊκό πρόγραμμα COST 620 (2003) για την εκτίμηση και χαρτογράφηση της γενικής τρωτότητας σε καρστικούς υδροφόρους, εισάγονται τέσσερις παράγοντες: 1) Παράγοντας Ο: υπερκείμενα στρώματα (overlying layers) Σχετίζεται µε τη δυνατότητα προστασίας των υπερκείμενων στρωµάτων του υδροφόρου ορίζοντα. Εξαρτάται από τα πάχη και τις υδραυλικές ιδιότητες των στρωμάτων. 2) Παράγοντας C: συγκέντρωση ροής (concentration of flow) Αναγνωρίζει την κατείσδυση των απορρεόντων νερών στην επιφάνεια του εδάφους, από τα υπερκείµενα προστατευτικά στρώµατα, στο καρστικό υδροφόρο σύστηµα. 3) Παράγοντας P: βροχομετρικό καθεστώς (precipitation regime) Λαµβάνει υπόψη τα ετήσια κατακρημνίσματα της περιοχής, καθώς και την ένταση αυτών. Οι υψηλές εντάσεις αυξάνουν την τρωτότητα και επιταχύνουν τη μεταφορά των ρύπων. 4) Παράγοντας K: ανάπτυξη υδρογραφικού δικτύου (karst network development). Περιγράφει το βαθµό της καρστικοποίησης του υδροφόρου ορίζοντα. Οι παράγοντες Ο, C και K αντιπροσωπεύουν τα εσωτερικά χαρακτηριστικά του συστήματος, ενώ ο παράγοντας Ρ είναι ένας εξωτερικός παράγοντας που αναφέρεται στο σύστημα. Για τη χαρτογράφηση της τρωτότητας των πόρων πρέπει να ληφθούν υπόψη οι παράγοντες O, C, P, ενώ ο παράγοντας Κ πρέπει να ληφθεί υπόψη για τη χαρτογράφηση της τρωτότητας της πηγής. Οι μέθοδοι εκτίμησης που προτείνονται από το πρόγραμμα περιλαμβάνουν ιχνηθετήσεις, υδρογράµµατα και προσομοιώσεις Ανάλυση των παραγόντων της ευρωπαϊκής προσέγγισης Υπερκείμενα στρώματα (παράγοντας Ο) Τα υπερκείμενα στρώματα είναι αυτά που βρίσκονται μεταξύ της επιφάνειας του εδάφους και της επιφάνειας των υπόγειων υδάτινων συστημάτων. Αποτελούνται από τέσσερις τύπους στρωμάτων: έδαφος, Σελίδα 22

23 υπέδαφος, μη καρστικό υπόβαθρο και ακόρεστο καρστικό υπόβαθρο. Κάποια από αυτά τα στρώματα μπορούν να χωριστούν σε διάφορα υποστρώματα. Κάθε στρώμα δεν είναι πάντα παρόν. Πολλές καρστικές περιοχές αποτελούνται μόνο από δύο στρώματα: το ακόρεστο καρστικό υπόβαθρο και το έδαφος, με το δεύτερο να απουσιάζει από τη ζώνη του γυμνού καρστ. Οι κοκκώδεις (άμμος / χαλίκι) υδροφορείς αποτελούνται μόνο από στρώματα εδάφους και υπεδάφους. Το έδαφος (στρώμα 1) είναι η βιολογικά ενεργή ζώνη του φλοιού της γης. Αποτελείται από ορυκτά, οργανικά υποκατάστατα, νερό, αέρα και ζωντανούς οργανισμούς. Αποτελείται από τους Α και Β εδαφικούς ορίζοντες. Το έδαφος έχει μεγάλη σημασία για συγκεκριμένη εξασθένηση ρύπανσης, αλλά είναι λιγότερο σχετικό για την αξιολόγηση της ιδιοτρωτότητας. Σημαντικά χαρακτηριστικά για να χαρτογραφηθούν είναι το πάχος, το πορώδες και η διαπερατότητα, με τα δύο τελευταία να ελέγχονται κυρίως από την κατανομή του μεγέθους των κόκκων, κάτι το οποίο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σα μέσο αξιολόγησης της προστατευτικής λειτουργίας του εδάφους. Το μακροπορώδες παίζει ένα σημαντικό ρόλο, καθώς επιτρέπει στο έδαφος να παρακαμφθεί. Η ενεργή ικανότητα πεδίου (efc) μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σα μέσο αξιολόγησης του εδάφους. Υψηλή (efc) σημαίνει μεγάλη ικανότητα να αποθηκεύει νερό, και κατά συνέπεια, να καθυστερεί και να εξασθενεί τους ρύπους. Έμμεσα μέσα είναι ο τύπος του εδάφους και η βλάστηση. Το υπέδαφος (στρώμα 2) είναι η κοκκώδης μη λιθοποιημένη μάζα κάτω από το έδαφος, όπως για παράδειγμα τεταρτογενείς αποθέσεις που αποτελούνται από χαλίκι, άμμο, πηλό και αλλούβια. Οι πιο σχετικοί παράγοντες για το υπέδαφος είναι το πάχος, το πορώδες και η διαπερατότητα. Προτιμητέες πορείες ροής (μακροπορώδες) είναι συνήθως πολύ λιγότερο πιθανές να προκύψουν, σε αντίθεση με το έδαφος. Ο βαθμός κορεσμού και η κατακόρυφη υδραυλική κλίση στα κορεσμένα με μικρή διαπερατότητα τμήματα του υπεδάφους μπορεί να είναι σχετικά σε συγκεκριμένες καταστάσεις. Η πλευρική συνέχεια κάθε στρώματος πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη. Πιο συγκεκριμένα, στρώμα χαμηλής διαπερατότητας με μικρή έκταση ή μορφή φακού παρακάμπτεται από το ρύπο. Το ελάχιστο πάχος μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν κριτήριο για να αποφασιστεί αν ένα στρώμα μπορεί λαμβάνεται υπόψη ή όχι. Η κατανομή του μεγέθους των κόκκων μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ένα μέσο αξιολόγησης της προστατευτικής λειτουργίας του υπεδάφους. Σε πολλές περιπτώσεις ο τύπος του υπεδάφους, όπως δίνεται στο γεωλογικό χάρτη, μπορεί είναι η μόνη διαθέσιμη πηγή πληροφορίας. Το μη καρστικό υπέδαφος (στρώμα 3) αποτελείται από λιθοποιημένα μη καρστικά πετρώματα, όπως για παράδειγμα ψαμμίτες, σχίστες, βασάλτες κ.λπ. Οι πιο σχετικοί παράγοντες για το μη καρστικό υπόβαθρο είναι το Σελίδα 23

24 πάχος, η διαπερατότητα, ο τύπος και ο βαθμός του πορώδους. Μπορούμε να εντοπίσουμε τρεις διαφορετικές καταστάσεις: Η διαπερατότητα, η οποία προκύπτει από ρηγματώσεις, είναι η λιγότερο προστατευτική (π.χ. βασάλτης με ρωγμές που έχουν προκύψει κατά τη διαδικασία της ψύξης) μόνο το περικρυσταλλικό πορώδες παρέχει την καλύτερη προστασία (π.χ. το πορώδες, χωρίς ρηγματώσεις ενός ψαμμίτη). Ο συνδυασμός και των δύο παρέχει ενδιάμεση προστασία. Τα πιο σημαντικά μέσα για την αξιολόγηση αυτών των χαρακτηριστικών είναι οι γεωλογικές πληροφορίες, ιδίως λιθολογία (τύπος πετρώματος), και η τεκτονική. Η πυκνότητα, το πλάτος, η συνέχεια, η χωρική κατανομή, η τραχύτητα και το πλήρωμα των διακλάσεων ελέγχουν τις υδραυλικές παραμέτρους και την προστασία που παρέχεται από το βραχώδες υπόστρωμα. Το ακόρεστο καρστικό υπόβαθρο (στρώμα 4) είναι η ακόρεστη ζώνη του υδροφόρου ορίζοντα. Το επικάρστ, εάν υπάρχει, είναι ένα μέρος της ακόρεστης ζώνης του καρστικού υδροφόρου ορίζοντα. Παίζει σημαντικό ρόλο στη διείσδυση και διήθηση από την επιφάνεια στα υπόγεια ύδατα και, κατά συνέπεια, επηρεάζει την προστατευτική λειτουργία της ακόρεστης ζώνης. Υπάρχουν δύο ακραίες καταστάσεις που μπορούν να οριστούν. Εάν το επικάρστ επιτρέπει τη διάχυτη διήθηση, σημαντική αποθήκευση νερού και διάχυτη διήθηση, με κάποια προστατευτική λειτουργία μπορεί να βρεθεί στο ακόρεστο καρστικό υπόβαθρο. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να είναι εφικτό να οριστεί ένα ξεχωριστό υπόστρωμα επικάρστ. Αντίθετα, εάν η συγκέντρωση της ροής είναι η κυρίαρχη διεργασία στη ζώνη του επικάρστ, δεν πρέπει να αντιμετωπιστεί ως ένα προστατευτικό υπόστρωμα, δεδομένου ότι μπορεί να επιτρέψει στην ακόρεστη ζώνη του καρστικού υποβάθρου να παρακάμπτεται μερικώς ή ολικώς. Τα χαρακτηριστικά που ελέγχουν την προστατευτική λειτουργία του στρώματος 4 είναι το πάχος, η διαπερατότητα, ο βαθμός και η χωρική κατανομή της καρστικοποίησης. Η παρουσία ρηγματώσεων ή / και πορώδους που είναι ενδοκοκκώδες αυξάνει την προστατευτική λειτουργία του ακόρεστου καρστικού υποβάθρου. Σε περίπτωση ισχυρής συγκέντρωσης ροής στη ζώνη του επικάρστ το πάχος της ακόρεστης ζώνης χάνει τη συνάφειά του και η προστατευτική λειτουργία ολόκληρου του στρώματος μπορεί να είναι ασήμαντη. Έμμεσοι τρόποι προσδιορισμού αυτών των χαρακτηριστικών είναι οι αναλύσεις των επιφανειακών και υπογείων καρστικών χαρακτηριστικών, η λιθολογία (καθαρότητα, σκληρότητα, θραύση), η τεκτονική, οι αναλύσεις των επιφανειακών νερών, οι πηγές και η ανάπτυξη του εδάφους και της βλάστησης. Σε πολλές περιπτώσεις, ο παράγοντας Ο είναι ο πιο σημαντικός στον έλεγχο της τρωτότητας ή της φυσικής προστασίας ενάντια στη ρύπανση των υπόγειων υδάτων. Παρόλα αυτά, περιοχές από αδιαπέρατους σχηματισμούς μεγάλου πάχους συχνά δημιουργούν επιφανειακή απορροή. Ενώ σε Σελίδα 24

25 ορισμένες περιπτώσεις αυτή η απορροή μπορεί να ρέει μακριά και να εγκαταλείψει την υπό εξέταση περιοχή, σε άλλες μπορεί να εισχωρήσει στον καρστικό υδροφορέα μέσω αβαθών κοιλοτήτων. Στην περίπτωση αυτή, τα υπερκείμενα στρώματα παρακάμπτονται και ο παράγοντας O είναι ανεπαρκής στην περιγραφή της ευπάθειας των καρστικών υπογείων υδάτων. Συγκέντρωση της ροής (συντελεστής C) Ο παράγοντας O μπορεί να είναι επαρκής για να περιγράψει την τρωτότητα (ή τη φυσική προστασία) των υπογείων υδάτων ως προς την ποιοτική του επιβάρυνση, στην περίπτωση που όλα τα κατακρημνίσματα διηθούνται, με διάχυτο τρόπο στο έδαφος και κατεισδύουν, μέσω της ακόρεστης ζώνης στον υδροφόρο ορίζοντα. Ωστόσο, αυτός δεν είναι ο κανόνας σε καρστικά συστήματα, ιδιαίτερα σε περιοχές όπου ο καρστικός υδροφόρος ορίζοντας είναι εγκλωβισμένος από στρώματα χαμηλής περατότητας. Τα στρώματα αυτά δημιουργούν συχνά επιφανειακή απορροή που ακυρώνει τον προστατευτικό τους ρόλο παρακάμπτοντάς τα μέσω καταβοθρών ή άλλων ανάλογων καρστικών μορφών. Από την άλλη πλευρά, η επιφανειακή απορροή, η οποία δεν κατεισδύει, λειτουργεί ως προστατευτική διαδικασία, απομακρύνοντας το ρυπαντικό φορτίο από το καρστικό περιβάλλον. Για το λόγο αυτό εισήχθη ο παράγοντας C. Αντιπροσωπεύει το βαθμό στον οποίο συγκεντρώνονται τα κατακρημνίσματα προς μέρη όπου μπορεί να συμβεί γρήγορα η κατείσδυση. Αν η κατείσδυση εμφανίζεται διάχυτα χωρίς σημαντική συγκέντρωση ροής, ο συντελεστής C δεν αποτελεί έξοδο, καθώς τα υπερκείμενα στρώματα δεν παρακάμπτονται. Αντίθετα, η βροχόπτωση μπορεί να συγκεντρωθεί και τα υπερκείμενα στρώματα μπορεί να παρακαμφθούν πλήρως από αβαθείς κοιλότητες μέσω των οποίων τα επιφανειακά ύδατα και το μεταφερόμενο ρυπαντικό φορτίο εισάγονται απευθείας στον καρστικό υδροφορέα. Σε μια τέτοια περίπτωση, ο παράγοντας C είναι ένα σημαντικό μέσο στον καθορισμό της τρωτότητας. Ο βαθμός συγκέντρωσης της ροής εξαρτάται από τις παραμέτρους, οι οποίες ελέγχουν την προέλευση της επιφανειακής απορροής ή / και της υπόγειας ροής, όπως η κλίση της κλιτύος, οι ιδιότητες της επιφάνειας (π.χ. πάχος, διαπερατότητα και ικανότητα διηθήσεως των εδαφών) και η βλάστηση, καθώς και η παρουσία χαρακτηριστικών γεωμορφών που επιτρέπουν συγκεντρωμένη διήθηση και κατείσδυση. Ο συντελεστής C της ευρωπαϊκής προσέγγισης προσαρμόστηκε από τον παράγοντα Ι (συνθήκες διείσδυσης) της μεθόδου EPIK (DOERFLIGER & ZWAHLEN 1998) και τη μέθοδο PI (GOLDSCHEIDER et al. 2000). Καθεστώς κατακρημνισμάτων (παράγοντας Ρ) Σελίδα 25

26 Ο παράγοντας αυτός θεωρεί όχι μόνο τη συνολική ποσότητα της ετήσιας βροχόπτωσης, αλλά επίσης, τη συχνότητα, διάρκεια και ένταση των ακραίων γεγονότων, που μπορούν να έχουν μια μείζονα επίδραση στον τύπο και στην ποσότητα της κατεισδύσεως και, επομένως, στην τρωτότητα. Ένας μεγάλος όγκος κατακρημνισμάτων, σε συνδυασμό με ευνοϊκές συνθήκες διηθήσεως και μειωμένης εξατμισοδιαπνοής, προκαλεί μια αυξημένη σχέση τροφοδοσίας, μια ταχεία κατείσδυση μέσω της ακόρεστης ζώνης και, επομένως, μια ταχεία διακίνηση του ρύπου. Γενικά, λοιπόν, μεγάλη τροφοδοσία σημαίνει μεγαλύτερη διάλυση και μικρότερη διάρκεια ρύπανσης. Ακραία γεγονότα βροχοπτώσεων οδηγούν σε σημαντική επιφανειακή απορροή και πλευρική υποεπιφανειακή ροή, που μπορεί να κατεισδύσει στους καρστικούς υδροφορείς μέσω αβαθών κοιλοτήτων και μεταφορά του ρύπου στο υπόγειο νερό. Ο (εξωτερικός) παράγοντας Ρ επηρεάζει τους παράγοντες Ο,C και Κ. Ανάπτυξη καρστικού δικτύου (παράγοντας Κ) Για την εκτίμηση της τρωτότητας υδροληψίας (source nulnerability assessment) πρέπει να θεωρηθεί, κυρίως, η οριζόντια διαδρομή μέσα στην κορεσμένη ζώνη. Ο παράγοντας Κ αντιπροσωπεύει το βαθμό αναπτύξεως του καρστικού δικτύου του υδροφορέα. Βασίζεται στη γενική περιγραφή του βραχώδους υποβάθρου, δίνοντας ένα φάσμα περιπτώσεων, από μη καρστικοποιημένα ανθρακικά πετρώματα, με μοναδική την πρωτογενή περατότητα πορώδους, έως υδροφορείς με ανεπτυγμένο καρστικό δίκτυο και με ταχεία ροή στους καρστικούς αγωγούς. Τα μέσα εκτιμήσεως του παράγοντα αυτού είναι η γεωλογία και η γεωμορφολογία, οι χάρτες σπηλαίων και καρστικών γεωμορφών, τα αποτελέσματα ιχνηθετήσεων, τα αποτελέσματα δοκιμαστικών αντλήσεων, τα υδρογράμματα των πηγών, η ανάλυση χρονοσειρών, η τηλεπισκόπηση, οι γεωφυσικές διασκοπήσεις, οι εργαστηριακές και in situ δοκιμές κ.ά. (Στουρνάρας). 2.5 Ειδική τρωτότητα Η ειδική τρωτότητα (specific vulnerability) ορίζεται για ένα συγκεκριμένο ρυπαντή, που χαρακτηρίζεται μέσω συγκεκριμένων ιδιοτήτων χαρακτηριστικών του υδροφορέα σχετικά με το ρυπαντή και τα χαρακτηριστικά του (Doerfliger, 1996). Επομένως, η ειδική τρωτότητα περιλαμβάνει την αλληλεπίδραση μεταξύ ενός συγκεκριμένου ρυπαντή και της πορείας του. Σύμφωνα με τον ορισμό της COST Action 620, ειδική τρωτότητα είναι ο όρος που χρησιμοποιείται για να ορίσει την τρωτότητα του υπόγειου νερού για ένα συγκεκριμένο ρυπαντή ή σύνολο ρυπαντών. Λαμβάνει υπόψη τις ιδιότητες των ρυπαντών και τη σχέση τους με τα διάφορα στοιχεία της εσωτερικής τρωτότητας. Σελίδα 26

27 Η εσωτερική τρωτότητα αντιμετωπίζει όλες τις ουσίες σα να έχουν παρόμοια μεταφορική συμπεριφορά με εκείνη του νερού, ενώ η ειδική τρωτότητα ασχολείται επιπλέον με τις διαφορές μεταξύ της συμπεριφοράς συγκεκριμένων ρυπαντών και την ειδική αλληλεπίδρασή τους με το φιλοξενές πέτρωμα (COST Action 620, 2003) Σχέση ειδικής τρωτότητας και ρύπου Στοιχεία που αφορούν στην ειδική τρωτότητα μπορούν να είναι γνωστά μόνο με έμμεσο τρόπο και σε διάφορο βαθμό, αναλόγως της μεθόδου, μπορούν να γίνουν γνωστά. Η χαρτογράφηση της εσωτερικής τρωτότητας προσφέρει μια γενικευμένη εικόνα της τρωτότητας, σε συνδυασμό με τα γεωλογικά, υδρογεωλογικά, υδραυλικά, γεωμορφολογικά και χρήσεων γης δεδομένα, τα χαρακτηριστικά των δυνητικών ή υπαρκτών πηγών ρύπανσης και τους μηχανισμούς μεταφοράς και αντιμετώπισης των ρύπων. Ο μεγάλος αριθμός, η πολυπλοκότητα του χημισμού των ρύπων και η διαφορετική τους συμπεριφορά στα υδατικά συστήματα κάνουν απαραίτητη την εκτίμηση και τη χαρτογράφηση της ειδικής τρωτότητας, όπου, εκτός από τα προαναφερθέντα δεδομένα, συνεκτιμάται και η ειδική συμπεριφορά του κάθε ρύπου. Οι χάρτες που απεικονίζουν τη μεταβολή της ειδικής τρωτότητας είναι πιο εξειδικευμένοι και πιο σύνθετοι από τους χάρτες της εσωτερικής τρωτότητας, απεικονίζοντας μια πιο λεπτομερή δυνητική κίνηση ενός συγκεκριμένου ρύπου. Επιπλέον, οι χάρτες της εσωτερικής τρωτότητας, γενικά, απεικονίζουν δυσμενέστερα σενάρια και αδυνατούν να λάβουν υπόψη τους θετικά φαινόμενα, που προέρχονται ιδιότητες των ίδιων των ρύπων, όπως είναι τα φαινόμενα της υστερήσεως και της εξασθενήσεως. Το γεγονός αυτό συντελεί στην υπερεκτίμηση των κινδύνων, καθώς αγνοείται το πρόσθετο δυναμικό εξασθενήσεως ορισμένων ρύπων, κάτω από ειδικές συνθήκες. Δεν είναι, επιπλέον, απαραίτητη η σύνταξη χαρτών ειδικής τρωτότητας σε όλες τις λεκάνες απορροής, παρά μόνο στην περίπτωση που απαιτείται. Τα υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά και, ιδιαιτέρως τα χαρακτηριστικά του καρστ, συνδέονται με το βαθμό της ειδικής τρωτότητας. Ακόμη, το ίδιο το ιδεατό μοντέλο του καρστ προδιαγράφει το γενικό πλαίσιο διαμόρφωσης της ειδικής τρωτότητας, σε κάθε ένα από τα τμήματά του. Η δράση των διαφόρων μηχανισμών αντιμετώπισης των ρύπων στο κάθε τμήμα του καρστικού συστήματος, σε συνδυασμό με το αντίστοιχο καθεστώς ροής, είναι ένα άλλο βασικό στοιχείο για την εκτίμηση της ειδικής τρωτότητας. Αναλυτικά, οι διαδικασίες αυτές στο σύνολό τους και ανεξαρτήτως του αν εμφανίζονται σε κάθε περίπτωση, είναι η προσρόφηση (δέσμευση κατιόντων από τη στερεή λεπτομερή φάση), η ανταλλαγή κατιόντων (συχνή συνέχεια της Σελίδα 27

28 προηγούμενης διαδικασίας), η διήθηση (μηχανική κατακράτηση, σε σχέση με το συγκριτικό μέγεθος πόρων και ρύπου), η ιζηματοποίηση (κατακάθιση με μορφή ιζήματος), η βιοαποδόμηση (μετασχηματισμός μικροοργανισμών με περιορισμό οργανικών μορίων και σχηματισμό μεταβολιτών), η οξείδωση και αναγωγή (χημικοί μετασχηματισμοί, συνδεόμενοι με μεταβολές του καθεστώτος του σθένους και με μερικούς ανόργανους ρύπους να υφίστανται συγκόλληση, με τη μορφή συμπλόκων ουσιών, ποικίλης κινητικότητας), η καθίζηση (απελευθέρωση στερεών από το υδατικό διάλυμα λόγω χημικών μεταβολών), η εξαέρωση (απώλεια λόγω εξατμίσεως) και η αποσύνθεση (κυρίως ραδιενεργών συστατικών σε θυγατρικά παράγωγα λόγω εκπομπής ραδιενέργειας). Ο συνδυασμός των φυσικοχημικών ιδιοτήτων των στρωμάτων και οι σχετικές διαδικασίες μεταφοράς και αντιμετώπισης των ρύπων είναι, τέλος, ένα άλλο σημαντικό θέμα στο πλαίσιο της διαμόρφωσης μιας αντικειμενικής εικόνας για το βαθμό και τις μεταβολές της ειδικής τρωτότητας. Στην περίπτωση αυτή, το ανώτερο εδαφικό στρώμα εμφανίζει τη μεγαλύτερη σπουδαιότητα στις διαδικασίες εξασθένισης των ρύπων. Σε συνθήκες απουσίας υπερκείμενων εδαφικών στρωμάτων, το επικάρστ (αν υπάρχει) παίζει το ρόλο τους, ιδιαίτερα στις περιπτώσεις που οι ασυνέχειές του έχουν πληρωθεί με το εδαφικό (κυρίως αργιλικό) υλικό. Μέσα στο περιβάλλον των (όποιων) υπερκείμενων πρωτοεμφανίζονται οι μηχανισμοί της διασποράς, της αραίωσης και της πάσης φύσης κατακρατήσεως. Τα κύρια συστατικά του ανώτερου επιφανειακού στρώματος και των μη συμπυκνωμένων υποεπιφανειακών αποθέσεων, που επηρεάζουν την ειδική τρωτότητα, είναι οι περιεχόμενες οργανικές ουσίες, τα αργιλικά συστατικά, η διαδικασία ανταλλαγής κατιόντων, η περιεκτικότητα σε οξείδια των Fe, Mn και Al, οι συνθήκες οξειδοαναγωγής και η θερμοκρασία. Για κάθε στρώμα, οι διαδικασίες διαφέρουν αναλόγως της ύπαρξης συνιστώσας ταχείας ροής (προτιμησιακής ροής, ροής αγωγών) και διάχυτης ροής. Το οργανικό υλικό είναι το συστατικό του εδάφους που αντιδρά περισσότερο. Η σπουδαιότητά του συνίσταται στο ότι αυξάνει την ικανότητα του εδάφους στην κατακράτηση θρεπτικών συστατικών (κάνοντάς τα διαθέσιμα για την παραλαβή τους από τα φυτά), δεσμεύει βαρέα μέταλλα (μετατρέποντάς τα σε λιγότερο διαλυτά από το νερό, με το σχηματισμό συμπλόκων ουσιών) και στη δέσμευση άλλων οργανικών ενώσεων. Ένα περιβάλλον με άφθονο οργανικό υλικό, παρέχει συνθήκες ανάπτυξης μικροοργανισμών, που παίζουν σπουδαίο ρόλο σε διαδικασίες μετασχηματισμού πολλών οργανικών ρύπων, όπως πτητικών ενώσεων και φυτοφαρμάκων. Το αργιλικό υλικό, σε μεγάλες ποσότητες από φερτά υλικά ή από την αποσάθρωση των ανθρακικών πετρωμάτων, είναι συνήθως μίγμα διαφόρων ομάδων ορυκτών. Το δυναμικό κατακράτησης πολλών ρύπων εξαρτάται από Σελίδα 28

29 την, κάθε φορά, ορυκτολογική σύσταση. Η ομάδα Βερμικουλίτη Σμεκτίτη εμφανίζει τη μεγαλύτερη ικανότητα στην προσρόφηση ρύπων. Ακόμα και σε μικρές ποσότητες, επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων των εδαφών, στα οποία κυριαρχεί γενικά ο Καολινίτης. Η ικανότητα ανταλλαγής ιόντων (CEC) είναι ένα ποσοτικό μέτρο στην ικανότητα των ορυκτών ή άλλων στερεών επιφανειών (οργανικά υλικά) για δέσμευση ιόντων. Η διαδικασία αυτή αντιπροσωπεύει το σύνολο των ανταλλάξιμων κατιόντων, που ένα υλικό μπορεί να δεσμεύσει σε συγκεκριμένες συνθήκες, κυρίως ph. Η ορυκτολογική σύσταση των εδαφών επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τις ιδιότητες αυτής της ανταλλαγής. Τα υψηλού δυναμικού χαρακτηριστικά των οργανικών υλικών επαυξάνουν τη δέσμευση κατιόντων (Al 3+, Fe 3+, Ca 2+, Mg 2+, NH4 + ) και πολλών βαρέων μετάλλων. Οι δεσμεύσεις αυτές είναι δύο ειδών. Η φυσική προσρόφηση επιτελείται όταν οι ρύποι στο εδαφικό διάλυμα έλκονται στα εδαφικά ορυκτά συστατικά εξαιτίας του πλεονάσματος αρνητικού φορτίου στα τελευταία. Στην περίπτωση αυτή, τα κατιόντα δεσμεύονται, κυρίως, από ηλεκτροστατικές δυνάμεις. Η χημική προσρόφηση περιέχει πάντοτε χημικούς δεσμούς μεταξύ των ατόμων. Τα οξείδια Fe, Mn και Al μπορούν να εμφανιστούν σε όλα τα στρώματα και σε διάφορες ορυκτολογικές μορφές. Διαμορφώνεται ένα μεγάλο πεδίο δράσης ορυκτών, όπως Γκετίτης, Αιματίτης, Λεπιδοχρωσίτης, Φερυδρίτης, Γκιμπσίτης, Βοημίτης κ.ά. Το ανθρακικό περιεχόμενο (σύνολο ανθρακικών ορυκτών) είναι ένας σπουδαίος μονωτικός παράγοντας, μεγαλύτερος από το οργανικό υλικό. Του πιστώνεται η διαδικασία καθιζήσεως, κυρίως, βαρέων μετάλλων και φωσφορικών ενώσεων. Τα ανοίγματα του λιθολογικού σχηματισμού συνδέονται με τις φυσικές ιδιότητες των υποεπιφανειακών υλικών, σε συνδυασμό με τις γεωχημικές αμφίδρομες αντιδράσεις και τους βιοχημικούς και βιολογικούς μετασχηματισμούς. Το ph δημιουργεί περιβάλλοντα διαφορετικής χημικής και βιοχημικής συμπεριφοράς. Σε συνδυασμό με άλλους παράγοντες, όπως το δυναμικό οξειδοαναγωγής, επηρεάζει τον τύπο των βακτηρίων που εμφανίζονται και, με τη σειρά τους, επηρεάζουν τις διαδικασίες βιομετασχηματισμών. Το δυναμικό οξειδοαναγωγής καθοδηγεί τις αντιδράσεις και μεταβολές οξειδωτικών και αναγωγικών διαδικασιών. Συνήθως επηρεάζει και τις διαδικασίες βιοαποδομήσεως. Η θερμοκρασία επηρεάζει το είδος, το βαθμό εκδήλωσης και τη σχέση των χημικών αντιδράσεων. Ακόμα, τη συμπεριφορά περιεχομένου (υδατικά διαλύματα) και περιέχοντος (γεωλογικό υλικό) στο πεδίο της διαλυτότητας, των χημικών ανταλλαγών, της εξάτμισης κ.λπ. Σελίδα 29

30 Εκτός από τις ιδιότητες του περιέχοντος (γεωλογικό υλικό), οι ιδιότητες του περιεχομένου (ρύπος) έχουν, επίσης, μεγάλη σημασία στη διάδοση των ρύπων στο καρστικό περιβάλλον. Ρύποι διαφορετικοί συμπεριφέρονται με διαφορετικό τρόπο σε συγκεκριμένες γεωλογικές, λιθολογικές, υδραυλικές και υδρογεωλογικές συνθήκες, ακριβώς λόγω των διαφορετικών ιδιοτήτων τους, που τους καθορίζουν και τη συμπεριφορά τους. Ο ρόλος ορισμένων ιδιοτήτων είναι προφανής και σημαντικός, όπως είναι η διαλυτότητα, η πυκνότητα και το ιξώδες, που επηρεάζουν τις βασικές κινηματικές ιδιότητες του ρύπου ή του υδατικού διαλύματος που περιέχει το ρύπο και που μεταφέρεται, ως έχει ή τροποποιημένος, με κάποιο από τους σχετικούς μηχανισμούς. Η διαλυτότητα π.χ. έχει να κάνει με την εξάπλωση του ρύπου στο σύνολο του υδατικού συστήματος, ενώ επηρεάζει και την τιμή της αραίωσης ή της συγκέντρωσης από θέση σε θέση και τη μεταβολή της στο χώρο. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαλυτότητα ενός ρύπου, τόσο υψηλότερο είναι το υπο-επιφανειακό κινητικό δυναμικό του, που οφείλεται στη διακίνησή του από την υγρή φάση. Ανάλογος είναι ο ρόλος της πυκνότητας, ενώ το (κινηματικό) ιξώδες διαμορφώνει τη συμμετοχή του ρύπου στην κίνηση του καρστικού ή άλλου νερού, διαμορφώνοντας την ταχύτητα κίνησής του. 2.6 Μέσο ασυνεχειών Για τα τυπικά μέσα ασυνεχειών δεν έχουν αναπτυχθεί ειδικά συστήματα εκτίμησης και χαρτογράφησης της τρωτότητας των υδροφόρων οριζόντων. Η συστηματική, οργανωμένη και επιστημονική θεώρηση αυτών των πετρωμάτων, ως υδροφορέων, είναι αντικείμενο των τελευταίων ετών. Σε καθεστώς τυπικών ασυνεχειών, μικρού ανοίγματος, με υλικό πλήρωσης, προσομοιάζονται προς τα πορώδη μέσα. Αντίθετα, σε συνθήκες μεγάλων ανοικτών διαρρήξεων, μεγάλου εύρους, μπορούν να θεωρηθούν ως μέσα προσομοιάζοντα προς τα καρστικά μέσα και περιβάλλοντα, τουλάχιστον προς την καρστική φάση των μικρών αγωγών. Εξάλλου, η κανονικότητα των ασυνεχειών των πετρωμάτων αυτών, σε σύγκριση με τη χαοτική, πολλές φορές, κατανομή τους στα καρστικά πεδία, διευκολύνει την προσέγγιση στο υδροφόρο μέσο και την εκτίμηση των συνθηκών τροφοδοσίας, απωλειών και τρωτότητας. 2.7 Μέθοδοι εκτίμησης και χαρτογράφησης της τρωτότητας Εκτίμηση της τρωτότητας σε καρστικό μέσο Αρκετές διαδικασίες ή μέθοδοι εκτίμησης και χαρτογράφησης της τρωτότητας κυρίως των καρστικών υδροφορέων έχουν δει το φως της δημοσιότητας, έχουν εφαρμοστεί και έχουν σχολιαστεί σε σχετικά συνέδρια και επιτροπές. Οι μέθοδοι αυτές διαφέρουν μεταξύ τους: Στη νοητική σύλληψή τους περί τρωτότητας, είτε ειδικής, είτε εσωτερικής Σελίδα 30

31 Στα κριτήρια που λαμβάνουν υπόψη στην εφαρμογή τους Στη δομή του καρστικού (ή άλλου) μέσου και στις ζώνες διαφοροποιούμενης υδρογεωλογικής και υδραυλικής συμπεριφοράς Μέθοδοι σχετιζόμενες με τη διαμορφωθείσα ευρωπαϊκή μέθοδο ΜΕΘΟΔΟΣ PI Η μέθοδος ΡΙ δημιουργήθηκε στο πλαίσιο των δραστηριοτήτων της ευρωπαϊκής επιτροπής COST 620. Αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο της Καρλσρούης και εφαρμόστηκε στις Γερμανοαυστριακές Άλπεις, στα όρη Cornacchia και Dela Meta Latium και στη Θουριγγία. Η μέθοδος βασίζεται σε μοντέλο πηγής ρύπανσης (επιφάνεια εδάφους) διαδρομής ρύπου (στρώματα ανάμεσα στην επιφάνεια του εδάφους και στην επιφάνεια του υδροφόρου ορίζοντα) στόχου προστασίας ενός καρστικού μέσου (επιφάνεια υδροφόρου ορίζοντα). Είναι μία μέθοδος για την εκτίμηση της εσωτερικής (ή φυσικής) τρωτότητας ενός υδατικού συστήματος (resource vulnerability) αλλά, αν συνδυαστεί με χαρτογράφηση της υδατικής διαδρομής προς το υδροληπτικό έργο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για την εκτίμηση της τρωτότητας υδροληψίας (source vulnerability). Εφαρμόζεται κυρίως σε καρστικούς υδροφόρους. Η ονομασία της μεθόδου προέρχεται από τα αρχικά των δύο παραγόντων που λαμβάνει υπόψη, του προστατευτικού καλύμματος (Ρ, Protective cover) και των συνθηκών κατείσδυσης (Ι, Infiltration conditions). O παράγοντας P αντιπροσωπεύει την προστατευτική ιδιότητα των στρωμάτων μεταξύ της επιφάνειας του εδάφους και του υδροφόρου ορίζοντα. Εκτιμάται σύμφωνα με μία ελαφρώς τροποποιημένη γερμανική μέθοδο (GLA), από Ρ=1 για πολύ μικρό βαθμό προστασίας, μέχρι Ρ=5 για το μέγιστο βαθμό προστασίας, ο οποίος αφορά σε υπερκείμενα στρώματα πολύ μεγάλου πάχους. Ο παράγοντας Ι περιγράφει τις συνθήκες κατείσδυσης, ιδιαιτέρως το βαθμό στον οποίο ο ρύπος, λόγω πλευρικής επιφανειακής και υπεδαφικής ροής ως συνάρτηση της παρουσίας καταβοθρών και τυφλών ποταμών, καταφέρνει να προσπεράσει το προστατευτικό κάλυμμα. Η αριθμητική του τιμή είναι 1.0, στην περίπτωση που η κατείσδυση γίνεται με διάχυτο τρόπο, και 0.0, στην περίπτωση που το προστατευτικό κάλυμμα ξεπερνιέται εντελώς και η κατείσδυση είναι σημειακή, με απευθείας επικοινωνία με τον καρστικό υδροφόρο. Ο τελικός παράγοντας προστασίας τρωτότητας εκφράζεται ως το γινόμενο π = P I, όπου π<1 αντιστοιχεί σε πολύ μικρό βαθμό προστασίας Σελίδα 31

32 (πολύ μεγάλη τρωτότητα), ενώ π=5 αντιστοιχεί σε μεγάλο βαθμό προστασίας (μικρή τρωτότητα). Ο χάρτης τρωτότητας δημιουργείται από το συνδυασμό των χαρτών των παραγόντων P και Ι, και απεικονίζει την εσωτερική τρωτότητα και τη φυσική προστασία του καρστικού υδροφόρου ορίζοντα. Ο τελικός χάρτης απεικονίζει τη χωρική κατανομή του προστατευτικού παράγοντα π. Οι περιοχές διαφορετικού βαθμού τρωτότητας συμβολίζονται με πέντε χρώματα: κόκκινο για περιοχές μεγάλου βαθμού τρωτότητας έως μπλε για μικρό βαθμό (Πίνακας 3). Χάρτης τρωτότητας τρωτότητα των υπόγειων υδάτων Χάρτης παράγοντα Ρ προστατευτική ικανότητα των υπερκείμενων στρωμάτων Χάρτης παράγοντα Ι βαθμός κατείσδυσης και ικανότητας απευθείας επικοινωνίας με τον υδροφόρο Περιγραφή Παράγοντας π Περιγραφή Παράγοντας Ρ Περιγραφή Παράγοντας Ι Κόκκινο Ακραία 0 1 Πολύ χαμηλή 1 Πολύ υψηλή Πορτοκα λί Υψηλή > 1-2 Χαμηλή 2 Υψηλή 0.4 Κίτρινο Μέτρια > 2-3 Μέτρια 3 Μέτρια 0.6 Πράσινο Χαμηλή > 3-4 Υψηλή 4 Χαμηλή 0.8 Μπλε Πολύ χαμηλή > 4-5 Πολύ υψηλή 5 Πολύ χαμηλή 1.0 Πίνακας 3: Τάξεις και τιμές παραγόντων της μεθόδου ΡΙ ΜEΘΟΔΟΣ VULK Η μέθοδος Vulk αναφέρεται σε ένα αναλυτικό λογισμικό πρόγραμμα που αναπτύχθηκε για τον υπολογισμό της εσωτερικής τρωτότητας (Jeannin et al. 2001) στο Κέντρο Υδρογεωλογίας του Neuchâtel (Ελβετία) στο πλαίσιο των δραστηριοτήτων Cost 621. Η ονομασία της προέρχεται από τα αρχικά των όρων τρωτότητα (vulnerability) και καρστ (karst). Περιλαμβάνει μία απλή διαδικασία για τη χαρτογράφηση του χρόνου μεταφοράς του ρύπου, στην περίπτωση της τρωτότητας υδατικού συστήματος και της τρωτότητας υδροληψίας. Το Σελίδα 32

33 πρόγραμμα επιτρέπει τον υπολογισμό του χρόνου μεταφοράς του ρύπου σε επιλεγμένα σημεία και με τη βοήθεια του συστήματος GIS, την κατασκευή χαρτών εξασθενίσεως και μέγιστων συγκεντρώσεων του ρύπου. Τα κριτήρια που χρησιμοποιούνται είναι: Ο χρόνος διαβίβασης (transfer time) που μεσολαβεί από τη διάθεση του ρύπου μέχρι την άφιξή του στο χώρο Το επίπεδο συγκέντρωσης (concentration) στο στόχο Η διάρκεια (duration) ρύπανσης του στόχου Το μοντέλο βασίζεται σε μονοδιάστατη ή διπλού πορώδους αναλυτική λύση της σχέσης μεταφοράς advection dispersion. Στον υπολογισμό λαμβάνονται υπόψη πέντε συνολικά υπο-συστήματα μεταξύ του σημείου εισόδου του ρύπου και του τελικού σημείου στόχου: το έδαφος, το υπέδαφος, το μη καρστικό πέτρωμα, το ακόρεστο και το κορεσμένο καρστικό πέτρωμα. Οι παράγοντες που υπολογίζονται είναι: Παράγοντας Ο (υπερκείμενα στρώματα overlying layers) και Παράγοντας Κ (βαθμός ανάπτυξης καρστικού συστήματος Karst network development) Η μέθοδος Vulk αναπτύχθηκε για την προσομοίωση της μεταφοράς μάζας μίας στιγμιαίας διαθέσεως διατηρούμενου ρύπου σε δεδομένο σημείο. Τροποποιήσεις επιτρέπουν και άλλες εφαρμογές, όπως συνεχή διάθεση του ρύπου ΜΕΘΟΔΟΣ LEA Η μέθοδος LEA, το όνομα της οποίας προέρχεται από τα αρχικά της Localised European Approach, αναπτύχθηκε από τη Suzanne Dune 2003 (COST 620). Πρόκειται για μέθοδο που αντιμετωπίζει το πρόβλημα ελλείψεως λεπτομερών σχημάτων εκτιμήσεως και προτείνει πλαίσιο λύσεων προσαρμοσμένων στις εκάστοτε τοπικές συνθήκες, σε μορφή υδρογεωλογικών συνθηκών και διαθέσιμων στοιχείων. Έχει εφαρμοστεί σε αρκετές περιοχές μελέτης στην Αγγλία Η μέθοδος μπορεί να θεωρηθεί και να χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική της μεθόδου ΡΙ. Σε γενικές γραμμές, η μέθοδος αυτή συμπίπτει με την ευρωπαϊκή στο θέμα της χαρτογραφήσεως της εσωτερικής τρωτότητας και οι παράγοντες που λαμβάνονται υπόψη είναι ο παράγοντας Ο (υπερκείμενα στρώματα / Overlying Layers) και C (συγκέντρωση της ροής Concentration of flow). Οι περισσότερες φυσικές διαδικασίες που μειώνουν τη συγκέντρωση των ρύπων συνδέονται άμεσα ή έμμεσα, με το χρόνο μεταφοράς του ρύπου, δηλαδή το χρόνο που κάνει ο ρύπος να φτάσει από το σημείο διαθέσεώς του μέχρι το στόχο. Ο χρόνος αυτός της κινήσεως του ρύπου μέσα στο Σελίδα 33

34 προστατευτικό κάλυμμα, υπολογίζεται με τη χρήση της εξίσωσης ροής του Darcy, για μια ποικιλία δομών και ένα εύρος παχών. Tα αποτελέσματα συσχετίζονται με τις κατηγορίες τρωτότητας και δίνουν τον Πίνακα 4. Προστατευτικό κάλυμμα Γυμνό καρστικό πέτρωμα Υπολογιζόμενος χρόνος διαδρομής Στιγμιαίος ώρες Τρωτότητα Ακραία Έδαφος <3m πάχος Ώρες έως <1 ημέρα Πολύ υψηλή Ιλύς 1-3m πάχος (υπόκειται εδάφους 3m πάχους) Ημέρες έως <1 μήνα Υψηλή Άργιλος >1m, ιλύς >4m >1 μήνα Μέτρια Άργιλος >2m, ιλύς >40m >1 έτος Χαμηλή Άργιλος >12m (ανάλογα με το είδος αργίλου) 10 έτη Πολύ χαμηλή Πίνακας 4: Τάξεις τρωτότητας ανάλογα με το είδος του προστατευτικού καλύμματος στη μέθοδο LEA Η συγκέντρωση της ροής εκτιμάται σε συνδυασμό με την ύπαρξη καταβοθρών, δολινών ή άλλων καρστικών διηθητικών γεωμορφών, που χαρακτηρίζονται από μεγάλες συγκεντρώσεις ροής. Παράγοντες που επηρεάζουν επίσης την παράμετρο αυτή είναι η τοπογραφία, η βλάστηση, η παρουσία εδάφους και η χωρική κατανομή των παραγόντων αυτών. Για μία καλύτερη ταξινόμηση χρησιμοποιείται το σύστημα HOST (Hydrology of Soil Types) στο οποίο υπάρχει μία σειρά από μοντέλα φυσικής αποκρίψεως, που προσπαθούν να περιγράψουν το σύστημα της διαδρομής του νερού μετά το στάδιο των κατακρημνισμάτων. Μία άλλη διαδικασία βαθμονομήσεως που χρησιμοποιείται στο πλαίσιο αυτό, είναι η χρήση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας του νερού, παραμέτρου που μετράται εύκολα στο ύπαιθρο και με την παραδοχή ότι: Αστραπιαίες και συχνές μεταβολές στην αγωγιμότητα μπορεί να είναι ενδεικτικές καταβοθρών ή άλλων γεωμορφών, που αποστραγγίζουν, σημειακώς, τον υδροφορέα. Λιγότερο αστραπιαίες και συχνές μεταβολές στην αγωγιμότητα μπορούν να ερμηνευθούν ως αντιπροσωπευτικές ενός προστατευόμενου καρστ. Σελίδα 34

35 Η αντίθεση είναι μέτρο μεταβολής ενός μέσου από μία μέση κατάσταση. Ένα εναλλασσόμενο καθεστώς αγωγιμότητας χαρακτηρίζεται από υψηλότερες αντιθέσεις, σε σχέση με μία πιο σταθερή αγωγιμότητα ΜEΘΟΔΟΣ COP Η μέθοδος COP βασίζεται σε τρεις παράγοντες για την εκτίμηση της εσωτερικής τρωτότητας καρστικών υδροφοριών (resource vulnerability), από τα αρχικά των οποίων πήρε και το όνομά της: τη συγκέντρωση ροής (flow Concentration), τα υπερκείμενα στρώματα (Overlying layers) και τα κατακρημνίσματα (Precipitation). Παρουσιάστηκε στη διάρκεια των εργασιών της επιτροπής COST 621, για τη δημιουργία της Ευρωπαϊκής Μεθόδου (ΕΜ). Η εκτίμηση της τρωτότητας περιμετρικά ενός σημείου ύδατος, εκτός από εκείνη του υδατικού συστήματος (τρωτότητα υδροληπτικού έργου / source vulnerability), απαιτεί και τη χρήση ενός επιπλέον παράγοντα, Κ, του καρστικού δικτύου (Karst network). Τα βασικά κριτήρια υπολογισμού της εσωτερικής τρωτότητας μέσω της COP είναι τα εξής: α. Ο ρύπος εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του νερού, για να κινηθεί δια μέσου του υδροφορέα. β. Ο ρύπος διηθείται από την επιφάνεια μέσω των κατακρημνισμάτων. Η βασική εκτίμηση γίνεται με βάση τον παράγοντα Ο, ο οποίος αντιπροσωπεύει την ικανότητα της ακόρεστης ζώνης του υδροφόρου στο να αυτοπροστατεύεται, να φιλτράρει και να εξασθενεί τη ρύπανση και, έτσι, να περιορίζει τις επιπτώσεις της. Οι παράγοντες C και Ρ είναι η τροποποίηση του βαθμού προστασίας που υπολογίζεται με τον παράγοντα Ο. Οι παράγοντες Ο και C αναφέρονται στο μέσο, μέσα στο οποίο επιτελείται η διακίνηση νερού και ρύπου. Ο παράγοντας Ρ αναφέρεται στο μέσο (νερό), που διακινεί το ρύπο μέσα στο σύστημα, μέσω της ακόρεστης ζώνης. Ωστόσο, η βαρύτητα του παράγοντα αυτού είναι πολύ μικρότερη από εκείνη της συγκέντρωσης ροής (C) και η κύρια σημασία του αναφέρεται στο ότι πρόκειται για παράγοντα, που αναπτύσσεται σε διακεκριμένες ζώνες, με ευρέως ποικίλες σχέσεις κατακρημνισμάτων. Αναλύοντας τους επιμέρους παράγοντες, προκύπτουν διαφοροποιήσεις από την ΕΜ. Σε σχέση με τον παράγοντα Ο, θεωρούνται δύο μόνο στρώματα (αντί των τεσσάρων της ΕΜ), το εδαφικό στρώμα ΟS και η λιθολογία της ακόρεστης ζώνης ΟL. Το πρώτο σχετίζεται με το βιολογικώς ενεργό τμήμα της ακόρεστης ζώνης, με χαρακτηριστικά τον αυτοκαθαρισμό υπό την επίδραση της εδαφικής υφής και του εδαφικού πάχους. Το δεύτερο αντιπροσωπεύει την ικανότητα εξασθένισης κάθε στρώματος της ακόρεστης ζώνης, βάσει της λιθολογίας και της μορφής κατατμήσεως, του πάχους κάθε στρώματος και του βαθμού συνθηκών «υπό πίεση» του υδροφορέα. Σελίδα 35

36 Ο παράγοντας C παίρνει τιμές που κυμαίνονται από 0 έως 1, ενώ ο P 0,4 έως 1. Ο τελικός δείκτης τρωτότητας υπολογίζεται από τον πολλαπλασιασμό των τριών παραγόντων: COP = C O P. Από τα αποτελέσματα αυτά προκύπτουν πέντε τάξεις τρωτότητας, από πολύ χαμηλή μέχρι πολύ υψηλή ΜEΘΟΔΟΣ TIME INPUT Η μέθοδος Time Input παρέχει μία νέα προσέγγιση στην εκτίμηση της τρωτότητας των υπόγειων νερών, κυρίως σε ορεινές περιοχές (COST 620). Οι βασικοί παράγοντες που χρησιμοποιεί είναι: i) ο χρόνος διαδρομής (Time) του ρύπου από την επιφάνεια έως τον υδροφόρο ορίζοντα, με ποσοστό συμμετοχής περίπου 60%, και ii) η ποσότητα των κατακρημνισμάτων (Input), με ποσοστό συμμετοχής περίπου 40%. Αυτή η εμπειρική κατανομή βαρύτητας δίνει μία ελαφρά προτεραιότητα στο χρόνο διαδρομής Σε αντίθεση με άλλα συστήματα αξιολόγησης συγκρίσιμα με αυτή τη μέθοδο, η τρωτότητα εκφράζεται σε πραγματικό χρόνο και σε πραγματικές ποσότητες κατακρημνισμάτων, και δεν ταξινομείται από αδιάστατους αριθμούς, με το πλεονέκτημα ότι η αξιοπιστία των αποτελεσμάτων είναι πιο εύκολο να ελεγχθεί και η διαδικασία αξιολόγησης είναι πιο διαφανής (Kralik,Keimel). Η διαδικασία βασίζεται στις ακόλουθες τρεις προϋποθέσεις: Για μικρές εκτιμήσεις τρωτότητας, οι δυνητικοί ρυπαντές δρουν ως ιδανικοί ιχνηθέτες και κινούνται, σχεδόν, όπως το διηθούμενο νερό. Η ειδική τρωτότητα εκτιμάται στη βάση των δεδομένων της εσωτερικής τρωτότητας, απαιτεί, όμως, περαιτέρω στοιχεία. Ο κύριος στόχος της εκτίμησης της τρωτότητας είναι η προστασία της επιφάνειας του ανώτερου υδατικού συστήματος (προστασία φυσικού πόρου resource protection). Αυτό επιτρέπει μία σταθερή έρευνα της συνολικής περιοχής εκφόρτισης. Όταν όμως πρόκειται για την προστασία υδροληπτικού έργου (πηγή, γεώτρηση), συνυπολογίζεται η απόσταση από την πηγή του ρύπου και η πλευρική κίνηση μέσα στην κορεσμένη ζώνη. Οι μέσες χείριστες συνθήκες για ένα υδρολογικό έτος εκτιμώνται κατά προτίμηση. Σε αυτή την περίπτωση εξετάζονται οι κύριες συνθήκες των περιόδων με μικρό χρόνο διαδρομής και μεγάλη ποσότητα κατακρημνισμάτων. Τα ακραία φαινόμενα δεν εξετάζονται. Η τρωτότητα, ως αποτέλεσμα της συνδυασμένης δράσης του χρόνου διαδρομής και της ποσότητας των κατακρημνισμάτων, υπολογίζεται σύμφωνα με την εξίσωση: Τρωτότητα = ΧΡΟΝΟΣ [s] * ΚΑΤΕΙΣΔΥΣΗ [f(mm)] όπου ο χρόνος διαδρομής εκφράζεται σε δευτερόλεπτα (s) και διορθώνεται με το διορθωτικό παράγοντα (f) της εκφορτίσεως του υπόγειου νερού, Σελίδα 36

37 μετρούμενο σε χιλιοστά ανά έτος. Ο χρόνος διαδρομής εξαρτάται από το πάχος του κάθε υπερκείμενου στρώματος της ακόρεστης ζώνης, και ένας μέσος χρόνος, για ομογενή ή σχεδόν ομογενή μέσα, υπολογίζεται από τη διαίρεση του πάχους του στρώματος με την υδραυλική αγωγιμότητά του. Η ποσοτικοποίηση των κατακρημνισμάτων εκφράζεται ως εκφόρτιση του υδροφορέα σε χιλιοστά ανά έτος. Υπολογίζεται με τη χρήση της απλής εξίσωσης του υδατικού ισοζυγίου: [εκφόρτιση υδροφορέα] = [κατακρημνίσματα] [επιφανειακή απορροή] [υπόγεια απορροή] [εξατμισοδιαπνοή] Μέθοδοι ανεξάρτητες από τη διαμορφωθείσα ευρωπαϊκή μέθοδο ΜΕΘΟΔΟΣ EPIK Η μέθοδος ΕΡΙΚ αναπτύχθηκε από την DOERFLIGER (1995). Αποτελεί την πρώτη μέθοδο εκτίμησης της τρωτότητας σε καρστικά περιβάλλοντα και συντελεί στον καθορισμό της ευαισθησίας του καρστικού υδροφόρου απέναντι σε φυσικές και ανθρώπινες επιδράσεις με τρόπο αποτελεσματικό. Λαμβάνει υπόψη τα δεδομένα σχετικά με τις συνθήκες ροής σε καρστικούς υδροφορείς. Η μέθοδος βασίζεται στη χαρτογράφηση της τρωτότητας στη λεκάνη τροφοδοσίας ενός υδροληπτικού έργου (πηγής ή γεώτρησης), με τη θεώρηση αντικειμενικών κριτηρίων. Μελετά την ιδιοτρωτότητα (ή γενική τρωτότητα), αφού εξαρτάται από τα γεωλογικά, υδρογεωλογικά και γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά του υδροφορέα και προσδιορίζει την ευαισθησία του υπόγειου νερού στη ρύπανση ή μόλυνση από ανθρώπινες δραστηριότητες. Η μέθοδος λαμβάνει υπόψη τέσσερις παράγοντες: 1) Επικάρστ (Ε) 2) Προστατευτικό κάλυμμα (Ρ) 3) Συνθήκες κατείσδυσης (Ι) 4) Καρστικό δίκτυο (Κ) όπου συμπεριλαμβάνονται οι εξής βασικές παράμετροι: α. η τοπογραφική επιφάνεια και η μεταβολή της κλίσης, β. το πάχος, η δομή και η ορυκτολογία του εδάφους, γ. η σύνδεση του υδροφόρου ορίζοντα με το επιφανειακό νερό, δ. η τροφοδοσία, ε. τα χαρακτηριστικά της ακόρεστης ζώνης, στ. τα υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά της περιοχής και ζ. οι χρήσεις γης. Α) ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ (Ε) ΕΠΙΚΑΡΣΤ Σελίδα 37

38 Το επικάρστ αναφέρεται στη ζώνη που βρίσκεται κοντά στην επιφάνεια και είναι εντατικώς διερρηγμένη και καρστικοποιημένη, με μεγάλη περατότητα. Βασίζεται στη μελέτη καρστικών γεωμορφών και υποδιαιρείται στις εξής τρεις κατηγορίες κατά φθίνουσα τιμή τρωτότητας: Πρώτη κατηγορία (Ε1): Αντιστοιχεί σε καλά ανεπτυγμένο επικάρστ. Αντιπροσωπεύει την περιοχή με τη μεγαλύτερη τιμή τρωτότητας. Συνδέεται με την ύπαρξη σπηλαίων, καταβοθρών, δολινών, karren fields, έντονα καρστικοποιημένου ανάγλυφου και κατακερματισμένου πετρώματος. Δεύτερη κατηγορία (Ε2): Αντιστοιχεί σε μέτρια αναπτυγμένο επικάρστ και περιλαμβάνει τις μεσαίες τιμές τρωτότητας. Πρόκειται για ενδιάμεσες ζώνες κατά μήκος ευθυγραμμισμένων ομάδων δολινών, ουβάλες, ξηρές κοιλάδες, φαράγγια και πόλγες. Τρίτη κατηγορία (Ε3): Αντιστοιχεί σε μικρό επικάρστ ή σε απουσία του. Αντιπροσωπεύει το υπόλοιπο τµήμα της λεκάνης τροφοδοσίας, όπου δε συμπεριλαμβάνονται τα προηγούμενα μορφολογικά χαρακτηριστικά. Β) ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ (P) ΠΡΟΣΤΑΤΕΥΤΙΚΟ ΚΑΛΥΜΜΑ Το εδαφικό προστατευτικό κάλυμμα συμπεριλαμβάνει το πάχος του εδάφους και κάθε άλλου γεωλογικού σχηματισμού που υπέρκειται του καρστικού υδροφόρου. Διακρίνονται δύο περιπτώσεις βάσει της στρωματογραφίας της περιοχής μελέτης: 1) Ο εδαφικός ορίζοντας να βρίσκεται απευθείας πάνω στους ασβεστολιθικούς σχηματισμούς: Πρώτη κατηγορία (P1): Εδαφικός ορίζοντας 0-20 εκατοστά πάχος (απουσία εδαφικού προστατευτικού καλύμματος). Δεύτερη κατηγορία (P2): εκατοστά πάχος εδάφους. Τρίτη κατηγορία (P3): Άνω των 100 εκατοστών πάχος εδάφους. 2) Ο εδαφικός ορίζοντας να υπέρκειται των γεωλογικών σχηματισμών μικρής περατότητας (με 20 εκατοστά ελάχιστου πάχους ορίζοντα ιλύος, αργίλου ή μάργας): Πρώτη κατηγορία (P1): Σχηματισμοί μικρής περατότητας με πάχος μικρότερο των 20 εκατοστών (απουσία εδαφικού προστατευτικού καλύμματος). Δεύτερη κατηγορία (P2): Συνδυασμός εδάφους / σχηματισμού μικρής περατότητας πάχους εκατοστών. Τρίτη κατηγορία (P3): Συνδυασμός εδάφους / σχηματισμού μικρής περατότητας με εκατοστά πάχος εδάφους. Τέταρτη κατηγορία (P4): Κάλυμμα γεωλογικών σχηματισμών μικρής περατότητας πάχους μεγαλύτερου των 8 μέτρων ή εδαφικός ορίζοντας άνω του 1 μέτρου πάχους που υπέρκειται τουλάχιστον 6 μέτρων Σελίδα 38

39 σχηματισμών μικρής περατότητας (σημαντικό πάχος εδαφικού προστατευτικού καλύμματος). Γ) ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ (I) ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΚΑΤΕΙΣΔΥΣΗΣ Η κατείσδυση διακρίνεται σε συνθήκες σημειακής και διάχυτης κατείσδυσης. Οι τελευταίες χαρακτηρίζονται από το συντελεστή απορροής, ο οποίος εξαρτάται από τη μορφολογική κλίση, το είδος βλάστησης, την κλίση του αναγλύφου και τη χρήση γης. Η επιφανειακή απορροή συγκεντρώνει τη ροή του νερού, συμβάλλοντας σε υψηλή διακινδύνευση τρωτότητας. Οι απότομες κλίσεις και η απουσία βλάστησης αντιστοιχούν σε υψηλή διακινδύνευση τρωτότητας, γιατί υπάρχει απορροή για κατείσδυση στις κατάντη χαμηλές περιοχές. Διακρίνονται τέσσερις κατηγορίες τρωτότητας, οι οποίες χωρίζονται σε δύο περιπτώσεις, που σχετίζονται με τη θέση ως προς τη λεκάνη απορροής και τον τρόπο εμπλουτισμού του καρστικού υδροφορέα, χωρίς να περιλαμβάνονται ποσοτικά στοιχεία. Περίπτωση Α: Εσωτερικό της λεκάνης απορροής μίας καταβόθρας. Πρώτη κατηγορία (I1): Πρόκειται για σημειακή κατείσδυση και αντιπροσωπεύει τη μεγαλύτερη τιμή τρωτότητας. Αφορά σε μόνιμες ή περιοδικές καταβόθρες και τις όχθες και κοίτες των ποταμών που τις τροφοδοτούν. Δεύτερη κατηγορία (I2): Πρόκειται για διάχυτη κατείσδυση και αντιπροσωπεύει περιοχές με κλίση πάνω από 10% για καλλιέργειες και πάνω από 25% για λιβάδια και βοσκοτόπια. Τρίτη κατηγορία (I3): Αποτελεί ενδιάμεση κατηγορία, όπου η επιφανειακή απορροή είναι σημαντική. Περιλαμβάνονται περιοχές με μικρό συντελεστή απορροής, δηλαδή με κλίση κάτω από 10% για καλλιέργειες και κάτω από 25% για λιβάδια και βοσκοτόπια. Περίπτωση Β: Εξωτερικά της λεκάνης απορροής μίας καταβόθρας και της κίνησης του νερού. Τρίτη κατηγορία (Ι3): Αφορά σε περιοχές στις βάσεις των πρανών, όπου συγκεντρώνεται το νερό της επιφανειακής απορροής μαζί με τα πρανή, για κλίσεις πάνω από 10% για καλλιέργειες και πάνω από 25% για λιβάδια και βοσκοτόπια. Τέταρτη κατηγορία (I4): Αντιπροσωπεύει το υπόλοιπο της λεκάνη απορροής. Δ) ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ (Κ) ΚΑΡΣΤΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ Ο βαθμός ανάπτυξης του καρστικού δικτύου διακρίνεται σε τρεις κατηγορίες: Σελίδα 39

40 Πρώτη κατηγορία (Κ1): Μέτρια έως καλά ανεπτυγμένο καρστικό δίκτυο με διακλάσεις και αγωγούς διαμέτρου από μερικά εκατοστά μέχρι και μέτρο, με ελάχιστο υλικό πλήρωσης και με πολύ καλή διασύνδεση μεταξύ τους. Δεύτερη κατηγορία (Κ2): Φτωχά αναπτυγμένο καρστικό δίκτυο, χωρίς καλή διασύνδεση των αγωγών και διακλάσεων με διάμετρο μικρότερης του εκατοστού, παρουσία υλικού πλήρωσης. Τρίτη κατηγορία (Κ3): Συστήματα στα οποία τα πορώδη μέσα και οι διερρηγµένοι μη καρστικοποιημένοι ασβεστολιθικοί υδροφόροι παίζουν σημαντικό ρόλο στην κατείσδυση. Κάθε παράμετρος της μεθόδου ΕΡΙΚ αντιστοιχεί σε μία τάξη, με συγκεκριμένη τιμή (Πίνακας 5). Οι μικρότερες τιμές αντιπροσωπεύουν υψηλή ευαισθησία στη ρύπανση, επομένως και μεγαλύτερη τιμή τρωτότητας. Τέλος, κάθε παράγοντας Ε, Ρ, Ι, Κ έχει ένα συντελεστή βαρύτητας (Πίνακας 6). Επικάρστ Προστατευτικό κάλυµµα Κατείσδυση Καρστικό δίκτυο E1 E2 E3 P1 P2 P3 P4 I1 I2 I3 I4 K1 K2 K Πίνακας 5: Τιμές των τάξεων των παραγόντων Ε, Ρ, Ι, Κ της μεθόδου ΕΡΙΚ Επικάρστ (Ε) Προστατευτικό κάλυµµα (P) Κατείσδυση (I) Καρστικό δίκτυο (K) α β γ δ Πίνακας 6: Συντελεστές βαρύτητας των παραγόντων Ε, Ρ, Ι, Κ της μεθόδου ΕΡΙΚ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΔΕΙΚΤΗ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ F Με βάση τον υπολογισμό των κατηγοριών και των τιμών των τεσσάρων παραγόντων είναι δυνατός ο υπολογισμός της τιμής του τελικού δείκτη προστασίας F για την περιοχή μελέτης. Ο δείκτης F υπολογίζεται από τον τύπο: F = αei + βpj + γik + δkl, όπου F: ο τελικός δείκτης προστασίας της περιοχής, α, β, γ, δ: οι συντελεστές βαρύτητας για κάθε παράγοντα και Σελίδα 40

41 Ei, Pj, Ik, Kl: οι τάξεις για κάθε κριτήριο. Οι τιμές του τελικού δείκτη προστασίας κυμαίνονται μεταξύ των 9 και 34 και μπορούν να απεικονιστούν σε μορφή χάρτη. Όσο πιο μεγάλη είναι η τιμή του δείκτη προστασίας, τόσο πιο μεγάλη είναι και η προστασία του καρστικού υδροφόρου. ΚΑΘΟΡΙΣΜΟΣ ΖΩΝΩΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Οι τιμές αυτές, ακολούθως, ομαδοποιούνται σε τρεις τάξεις, καθορίζοντας τις ζώνες προστασίας S1, S2 και S3. Οι περιοχές όπου ο τελικός δείκτης προστασίας παίρνει τιμές μεγαλύτερες του 25 και στις οποίες το εδαφικό προστατευτικό κάλυμμα έχει σημαντικό πάχος (P4), δε συμπεριλαμβάνονται στις ζώνες προστασίας, αφού θεωρούνται για το μεγαλύτερο κομμάτι ασφαλείς και τοποθετούνται στην εναπομένουσα περιοχή έρευνας. Βάσει των τιμών του παράγοντα προστασίας, οι κατηγορίες τρωτότητας είναι (Πίνακας 3): 1) Πολύ υψηλή τρωτότητα (<20): Απαιτείται προστασία στη ζώνη S1, που προστατεύει από την κατευθείαν διείσδυση των ρύπων στο υπόγειο νερό. 2) Υψηλή τρωτότητα (20-25): Απαιτείται προστασία στη ζώνη S2, η οποία προστατεύει από μικροβιολογικούς ρύπους και δίνει χρόνο για παρεµβάσεις, σε περίπτωση ατυχήµατος. 3) Μέτρια τρωτότητα (>25): Απαιτείται προστασία που αντιστοιχεί στη ζώνη S3, με την οποία παρέχεται επιπλέον προστασία. 4) Χαµηλή τρωτότητα (P4 µε μεγάλη ικανότητα αυτοκαθαρισµού): Απαιτείται προστασία στο υπόλοιπο τµήµα της λεκάνης τροφοδοσίας της πηγής ή της γεώτρησης. Οι παραπάνω κατηγορίες συνιστούν τον αντίστοιχο χάρτη χωρικής κατανομής της ταξινομημένης τρωτότητας. Τα όρια των περιοχών του χάρτη αυτού επιδιώκεται να συγκρίνονται με τις διαφορετικές ζώνες προστασίας που ενδεχομένως υπάρχουν (Πίνακας 7). Τρωτότητα Δείκτης προστασίας F Ζώνη προστασίας S Πολύ υψηλή <20 S1 Υψηλή S2 Μέτρια >25 S3 Σελίδα 41

42 Χαμηλή >25, παρουσία P4 και Ι3,4 Υπόλοιπη περιοχή μελέτης Πίνακας 7: Κατηγορίες τρωτότητας βάσει των τιμών του δείκτη προστασίας F ΓΕΡΜΑΝΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΣ Η Γερμανική μέθοδος (German method) προσδιορίζει την προστατευτική αποτελεσματικότητα του εδάφους (S), η οποία δίνεται από τη σχέση: S= ( efc x T)W, όπου efc η ενεργή ικανότητα πεδίου σε mm/dm, T, το πάχος του εδάφους σε dm και W το ποσοστό διηθήσεως. Ο γενικός καθοριστικός παράγοντας εκτιμήσεως είναι ο χρόνος παραμονής του νερού, που διηθείται στην εδαφική ζώνη. Η παράμετρος αυτή, ως παρατηρήσιμη από λυσίμετρα και όχι για μεγάλες αποστάσεις έχει αντικατασταθεί από την παράμετρο efc. Η αριθμητική τιμή της παραμέτρου αυτής καθορίζεται στο ύπαιθρο για κάθε εδαφικό πεδίο αλλά και με εργαστηριακές μετρήσεις ή με τη χρήση πρότυπων πινάκων ΜΕΘΟΔΟΣ SINTACS Η μέθοδος Sintacs εφαρμόζεται ευρέως κυρίως από την Ιταλική σχολή και βασίζεται στην εκτίμηση και αξιολόγηση συγκεκριμένων παραμέτρων και συνθηκών που είναι οι εξής: Βάθος επιφάνειας υπόγειου νερού. Η παράμετρος αυτή έχει τις ίδιες κατηγορίες βαθμολογήσεως με την DRASTIC και οι μεταβολές της αφορούν είτε τον προσδιορισμό της πιεζομετρικής επιφάνειας υπό κανονικές συνθήκες και αγνοώντας τις οριακές τιμές που προέρχονται από πλημμύρες, είτε πολλαπλασιάζοντας την, υπερβολικής μορφής, αποτίμηση των συνθηκών για 3 τύπους καρστ. Δράση ενεργού κατεισδύσεως. Η μέθοδος απαιτεί ότι τα ενεργά κατακρημνίσματα πρέπει να πολλαπλασιάζονται με συγκεκριμένο συντελεστή κατεισδύσεως, συναρτήσει της υφής και του πάχους του εδαφικού καλύμματος. Ο συντελεστής αυτός πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο στην περίπτωση που το έδαφος εμφανίζει αρκετό πάχος. Στην περίπτωση που το μέσο πάχος αυτό είναι μικρότερο από 1 μέτρο πρέπει να χρησιμοποιείται ο αντίστοιχος συντελεστής για καρστικοποιημένους ασβεστόλιθους. Ικανότητα εξασθενήσεως της ακόρεστης ζώνης. Στην πραγματικότητα η παράμετρος αυτή, πρακτικώς θεωρείται απούσα σε καρστικοποιημένους ασβεστόλιθους, χωρίς καμία αναφορά στο πάχος και στο βαθμό καρστικοποιήσεως. Η κατάσταση είναι δύσκολη στην αντιμετώπισή της, στην περίπτωση επικρατουσών εσωτερικών διαδρομών αποστράγγισης. Σελίδα 42

43 Μεγάλη ετερογένεια σημαίνει μεγαλύτερη προς την κορεσμένη ζώνη, αλλά η τυρβώδης ροή, σε συνθήκες αερισμού, επιτρέπει την παραμονή κάποιων ρύπων. Ικανότητα εξασθενίσεως των υπερκείμενων στρωμάτων. Βαθμολογείται με μια αποδεκτή διάκριση των συνθηκών. Υδρογεωλογικά χαρακτηριστικά του υδροφορέα. Η παράμετρος αυτή υπάρχει τόσο σε αυτή τη μέθοδο όσο και στη DRASTIC, ενώ άλλες μέθοδοι αντιμετωπίζουν μόνο το επικάρστ. Φάσμα υδραυλικής αγωγιμότητας του υδροφορέα. Ως προς τη θεώρηση της παραμέτρου ισχύει ότι και προηγουμένως. Υδρολογικός ρόλος της τοπογραφικής κλίσης. Επιτρέπει τη θεώρηση της επιφανειακής απορροής, σε συνδυασμό με τις υπόλοιπες συνθήκες στην μεταφορά ή την αντιμετώπιση των ρύπων ΜΕΘΟΔΟΣ RISKE Η μέθοδος RISKE είναι πολυπαραμετρική και χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της εσωτερικής τρωτότητας των καρστικών υδροφορέων. Προέρχεται από τη μέθοδο ΕΡΙΚ, «για την αξιολόγηση της ευαισθησίας των υπογείων υδάτων και καρστικών περιοχών, στις φυσικές και ανθρωπογενείς επιδράσεις με ολοκληρωμένο και συστηματικό τρόπο». Με τη μέθοδο RISKE γίνεται προσπάθεια ποσοτικοποιήσεως της εσωτερικής τρωτότητας ή τρωτότητας κατεισδύσεως, δηλαδή της μεγαλύτερης ή μικρότερης ευκολίας με την οποία το νερό θα φτάσει μέχρι τον υδροφόρο ορίζοντα από την επιφάνεια του εδάφους. Προκειμένου να γίνει αυτό απαιτείται η χαρτογράφηση πέντε κριτηρίων: 1. του Υδροφόρου σχηματισμού ( R) 2. της Κατεισδύσεως (I) 3. του Εδαφικού καλύμματος (S) 4. του Βαθμού Καρστικοποιήσεως (Κ) 5. του Επικάρστ (Ε) Το κάθε κριτήριο βαθμονομείται σε 5 τάξεις από το 0 έως το 4 από την μικρότερη προς τη μεγαλύτερη τιμή της τρωτότητας (Πίνακες 8-12). Ο τελικός δείκτης τρωτότητας Ig προκύπτει από το άθροισμα των τιμών όλων των κριτηρίων (R, I, S, K, E) πολλαπλασιασμένων με τους αντίστοιχους συντελεστές βαρύτητας: lg= αri + βij + δsk + γκl + εεm Όπου lg: τελικός δείκτης τρωτότητας α, β, γ, δ, ε: Τιμές συντελεστών βαρύτητας για κάθε ένα από τα κριτήρια. Σελίδα 43

44 Χαρακτηριστικά Δείκτης Αριθμητική τιμή Συντελεστής βαρύτητας R0 Μάργες 0 0 R1 Ασβεστολιθικές μάργες 1 64 R2 Μαργαϊκοί Ασβεστόλιθοι R3 Συμπαγείς παχυστρωματώδεις ασβεστόλιθοι μη τεκτονισμένοι. Λεπτοστρωματώδεις ασβεστόλιθοι με ομογενή βαθμό διατμήσεως ,1 R4 Συμπαγείς παχυστρωματώδεις ασβεστόλιθοι τεκτονισμένοι Πίνακας 8: Βαθμονόμηση του κριτηρίου R της μεθόδου RISKE Χαρακτηριστικά Δείκτης Αριθμητική τιμή Συντελεστής βαρύτητας I0 Πολύ μεγάλη κλίση (>50%) 0 0 I1 Μεγάλη κλίση (15-50%) 1 64 I2 Μέτρια κλίση (5-15%) I3 Μικρή κλίση (0-5%), καλλιέργειες σε επικλινείς εκτάσεις ,4 I4 Λεκάνη απορροής, η οποία τροφοδοτεί την καταβόθρα Πίνακας 9: Βαθμονόμηση του κριτηρίου Ι της μεθόδου RISKE Σελίδα 44

45 Πίνακας 10: Βαθμονόμηση του κριτηρίου S της μεθόδου RISKE Χαρακτηριστικά Δείκτης Αριθμητική τιμή Συντελεστής βαρύτητας K0 Υδροφόρος με λίγες ή καθόλου διακλάσεις 0 0 K1 Υδροφόρος με διακλάσεις αλλά χωρίς καρστικοποίηση 1 64 K2 Καρστικό δίκτυο με μειωμένο βαθμό καρστικοποιήσεως ή κακή επικοινωνία με την επιφάνεια K3 Πολύ καλά ανεπτυγμένο καρστικό δίκτυο παρουσία αγωγού μικρού μεγέθους (ή υποψία μεγαλύτερου) ο οποίος επικοινωνεί με την επιφάνεια. Ταχύτητα ιχνηθετών μεγάλη ,2 K4 Πολύ καλά ανεπτυγμένο καρστικό δίκτυο παρουσία αγωγού μεγάλου μεγέθους ο οποίος επικοινωνεί με την επιφάνεια. Ταχύτητα ιχνηθετών μεγάλη Πίνακας 11: Βαθμονόμηση του κριτηρίου Κ της μεθόδου RISKE Σελίδα 45

46 Χαρακτηριστικά Δείκτης Αριθμητική τιμή Συντελεστής βαρύτητας Ε0 Ζώνη χωρίς αποτύπωση κάποιου καρστικού δικτύου 0 0 Ε1 Ζώνη χωρίς ξεκάθαρη αποτύπωση καρστικού δικτύου 1 64 Ε2 Laplaz (ξηρές λεκάνες μαζί με την λεκάνη απορροής τους ,2 Ε3 Δολίνες και ουβάλες Ε4 Καταβόθρες Πίνακας 12: Βαθμονόμηση του κριτηρίου Ε της μεθόδου RISKE Κατηγορίες Κατηγορίες τρωτότητας Πολύ μικρή τιμή τρωτότητας Μικρή τιμή τρωτότητας Μέτρια τιμή τρωτότητας Μεγάλη τιμή τρωτότητας Πολύ μεγάλη τιμή τρωτότητας Πίνακας 13: Καθορισμός κατηγοριών τρωτότητας κατά τη μέθοδο RISKE Προκύπτουν πέντε κατηγορίες που αντιπροσωπεύουν και το βαθμό τρωτότητας για κάθε σημείο στην περιοχή μελέτης (Πίνακας 13) Μέθοδοι εκτίμησης και χαρτογράφησης της τρωτότητας σε μη καρστικό μέσο Πορώδες (συνεχές) μέσο Στα πορώδη μέσα η εκτίμηση και χαρτογράφηση της τρωτότητας είναι, σχετικά με τα καρστικά μέσα και τα μέσα ασυνεχειών, μία περισσότερο ομαλή διαδικασία. Αυτό, γιατί το πορώδες μέσο θεωρείται ομογενές και ισότροπο και, Σελίδα 46

47 επομένως, προβλέψιμο στην έκτασή του. Επιπλέον, οι μηχανισμοί αντιμετώπισης των ρύπων είναι γνωστοί και, επίσης, προβλέψιμοι στην έκταση και το βαθμό ενεργοποίησης του καθενός ΜΕΘΟΔΟΣ LEGRAND Η μέθοδος Legrand είναι ένα σύστημα περιγραφής και συγκρίσεως θέσεων διαθέσεως αποβλήτων και εκτιμήσεως της κάθε θέσης ως προς τη δυνητική ρύπανση μόλυνση της τοπικής υδροφορίας. Εφαρμόζεται επίσης στην περίπτωση μολύνσεως επιφανειακού νερού από την υπόγεια απορροή (αμέσως) ή την υπόλοιπη επιφανειακή απορροή (εμμέσως). Το σύστημα έχει ισχύ και στην περίπτωση διαθέσεως στερεών αποβλήτων, τα οποία με τα επιφανειακά κατακρημνίσματα, μπορούν να παράγουν ρυπαντικό διαστάλαγμα. Το σύστημα εστιάζεται στον προσδιορισμό ορισμένων χαρακτηριστικών παραμέτρων, που χρησιμοποιούνται στην εκτίμηση της δυνητικής μόλυνσης. Αποτελείται από δύο ομάδες παραμέτρων. Η πρώτη ομάδα περιέχει τη χωροταξική συσχέτιση θέσεων δυνητικής μολύνσεως (διαθέσεως αποβλήτων) και θέσεων υδροληπτικών έργων, που μπορούν να επηρεαστούν από τη συγκεκριμένη διάθεση. Περιέχει, επίσης, βασικά χαρακτηριστικά του υδροφορέα και του καθεστώτος υπόγειας ροής. Η δεύτερη ομάδα παραμέτρων περιέχει τα επί μέρους χαρακτηριστικά των εν δυνάμει μολυντών. Τα τελευταία χρόνια με την πρόοδο της επιστήμης και της τεχνολογίας ο αριθμός των εν δυνάμει μολυντών και ρυπαντών έχει ανέλθει σε τεράστιο αριθμό. Έτσι η χρησιμοποίηση του δεύτερου τμήματος του συστήματος που, ουσιαστικά επιδιώκει να εκτιμήσει την ειδική τρωτότητα, ξεφεύγει από τα υδρογεωλογικά όρια, γίνεται ιδιαιτέρως δυσχερής, επίπονος και αμφιβόλου αξιοπιστίας, ιδιαιτέρως στην περίπτωση διαθέσεως ομάδας ρυπαντών διαφορετικής χημικής σύστασης και χημικής συμπεριφοράς. Η ποσοτική περιγραφή του σημείου διαθέσεως αποβλήτων στηρίζεται στη βαθμολόγηση των επιμέρους τοπικών τοπογραφικών, υδρογεωλογικών, υδραυλικών) χαρακτηριστικών. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιεί τις εξής παραμέτρους (πρώτη ομάδα παραμέτρων): Οριζόντια απόσταση σημείου αποβλήτων υδροληψίας, με βαθμολογία από 0-9 για αποστάσεις 0- >2000 μέτρα ( 0-9, 10-19, 20-34, 35-49, 50-74, , , , , >2000). Η βαθμολόγηση ακολουθεί την λογική ότι όσο μεγαλύτερη διαδρομή επιτελεί ο ρύπος, κινούμενος με την υδατική ροή, τόσοι περισσότεροι μηχανισμοί αντιμετώπισης των ρύπων εμφανίζονται και τόσο μεγαλύτερο χρόνο έχουν στη διάθεση τους να δράσουν. Κατακόρυφη απόσταση σημείου αποβλήτων επιφάνειας υδροφόρου ορίζοντα, με βαθμολογία 0->60 μέτρα (0, 0,5-1, 1,5-2,5, 3-4, 5-7, 8-11, 12-19, 20-29, 30-60, >60). Η βαθμολόγηση έχει να κάνει με το αν ο ρύπος Σελίδα 47

48 αναμένεται να φτάσει γρήγορα ή όχι στο σημείο υδροληψίας, με βάση το διαμορφωμένο πιεζομετρικό πεδίο ΜΕΘΟΔΟΣ DRASTIC H Αμερικανική μέθοδος DRASTIC διακρίνει οκτώ διαφορετικά εδαφικά μέσα, σύμφωνα με τον τύπο του εδάφους, όπως αυτός καθορίζεται από το American Soil Conservation Service, με μία κλιμάκωση που εξαρτάται κυρίως από το ποσοστό συμμετοχής των λεπτομερών (προστατευτικών) συστατικών. Η εκτίμηση βασίζεται σε ένα αμετάβλητο έδαφος, πάχους περίπου ενός μέτρου, χωρίς να είναι δυνατή η διάκριση της εκτίμησης για κάθε εδαφικό ορίζοντα. Για την απόκτηση των δεδομένων της εδαφικής εκτίμησης απαιτείται εδαφικός χάρτης και εδαφικά προφίλ, κυρίως για την αποτίμηση του ρόλου του εδαφικού καλύμματος και της ακόρεστης ζώνης (πάχος, περατότητα). Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται και σε άλλης φύσης υδροφορείς (π.χ. καρστικούς) με αμφιλεγόμενη επιτυχία. Η μέθοδος DRASTIC στηρίζεται στην υδρογεωλογική θεώρηση της εξεταζόμενης περιοχής και προέρχεται από τα αρχικά των λέξεων D (depth of the water βάθος στάθμης του υπόγειου νερού), R (recharge of the aquifer τροφοδοσία του υδροφόρου ορίζοντα), Α (aquifer type τύπος υδροφόρου ορίζοντα), S (soil εδαφικό κάλυμμα), Τ ( topography τοπογραφία της επιφάνειας του εδάφους κλίση), I (impact of the vadose zone ρόλος της ακόρεστης ζώνης), C (hydraulic conductivity περατότητα του υδροφορέα). Η τρωτότητα προκύπτει από τη σχέση: DI= DrDw + RrRw + ArAw + SrSw + TrTw + CrCw όπου r είναι η τιμή της κάθε παραμέτρου και w η αντίστοιχή της βαρύτητα. Οι προτεινόμενες τιμές βαρύτητας υποδηλώνουν το σημαντικό ρόλο του πάχους της ακόρεστης, τις συνθήκες τροφοδοσίας του υδροφόρου ορίζοντα και τον τύπο του ΜΕΘΟΔΟΣ NRA Η μέθοδος NRA (National River Authority) εφαρμόζεται στην Αγγλία και Ουαλία στη βάση του καθορισμού του δυναμικού εδαφικής στραγγίσεως (Soil Leaching Potential). O όρος αυτός αναφέρεται σε συντελεστές, που επιδρούν στην επέκταση της μολύνσεως στο έδαφος, σε φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά του εδάφους, που καθορίζουν την ικανότητα του να αραιώνει, να δεσμεύει ή να αδρανοποιεί τους ρύπους. Εξετάζεται η ανταπόκριση του εδάφους σε 3 κατηγορίες μολυντών. Τους υγρούς, τους απορροφήσιμους και τους μη απορροφήσιμους. Από πλευράς ιδιοτήτων των μολυντών θεωρούνται η διαλυτότητα τους στο νερό και η ικανότητα τους στην απορρόφηση από Σελίδα 48

49 σωματίδια και οργανικό υλικό. Από πλευράς εδαφών, θεωρούνται 3 κατηγορίες. Εδάφη υψηλής διηθητικής ικανότητας Η1: Εδάφη με υδροφόρο ορίζοντα σε μικρό βάθος, με υδροφόρο πέτρωμα σε μικρό βάθος, πεδινά και τυρφώδη εδάφη με μόνιμη παρουσία νερού Η2: Αμμώδη εδάφη με μικρό ποσοστό συμμετοχής οργανικού υλικού Η3: Αμμώδη εδάφη με μέτριο ποσοστό συμμετοχής οργανικού υλικού Η4: Εδάφη σε αστικές περιοχές ή κοντά σε ορυχεία Εδάφη μέτριας διηθητικής ικανότητας Ι1: Εδάφη ιλυώδη και αργιλώδη, χωρίς την παρουσία νερού, με μικρό ποσοστό συμμετοχής σε οργανικό υλικό (εδάφη ορυχείων) Ι2: Εδάφη πεδινά, τυρφώδη, με αγροτική δραστηριότητα Εδάφη μικρής διηθητικής ικανότητας L: Εδάφη με χαρακτηριστικό ορίζοντα, που δεν επιτρέπει την κατείσδυση του νερού, ορεινά εδάφη με μόνιμη παρουσία τύρφης, κορεσμένης σε νερό ΜΕΘΟΔΟΣ BREEUWSMA Η μέθοδος Breeuwsma είναι μία πρόταση αποτιμήσεως της εδαφικής ποιότητας, στο πεδίο αντιμετωπίσεως των ρύπων, με βάση τρεις εδαφικές ιδιότητες: Την ικανότητα ανταλλαγής κατιόντων (κυρίαρχα στοιχεία η ορυκτολογική σύσταση του αργιλικού εδαφικού τμήματος και το είδος των κατιόντων στο σύστημα υπεδαφικό νερό ρύπος) Το χρόνο κινήσεως του νερού (κυρίαρχα στοιχεία η περατότητα του εδάφους και το ιξώδες του συστήματος υπεδαφικό νερό ρύπος) Την ικανότητα απορροφήσεως φωσφορικού άλατος ΜΕΘΟΔΟΣ GOD Η μέθοδος GOD χαρακτηρίζεται από την ταχεία εκτίμηση της τρωτότητας του υδροφόρου ορίζοντα και αναπτύχθηκε από τον Foster το 1987 και το 1998 και από τον Ferreira το Η μέθοδος αυτή έχει σκοπό τη μελέτη της τρωτότητας του υδροφόρου ορίζοντα ενάντια στην κατακόρυφη διήθηση των ρύπων μέσα στην ακόρεστη ζώνη, χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η πλευρική μετανάστευση των ρύπων στην κορεσμένη ζώνη. Η προσέγγιση που χρησιμοποιείται σε αυτό το μοντέλο λαμβάνει υπόψη τρεις παραμέτρους: Σελίδα 49

50 Παρουσία υπόγειου νερού Τη συνολική τάξη του υδροφόρου ορίζοντα Το βάθος του υδροφόρου ορίζοντα Ο δείκτης GOD που χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση και χαρτογράφηση της τρωτότητας του υδροφόρου ορίζοντα που προκαλείται από τη ρύπανση υπολογίστηκε από τον πολλαπλασιασμό της επίδρασης των 3 παραμέτρων χρησιμοποιώντας την παρακάτω εξίσωση: GOD δείκτης = Cl Ca Cd όπου Ca είναι ο τύπος του υδροφορέα, Cl είναι η λιθολογία της ακόρεστης ζώνης και Cd είναι το βάθος της επιφάνειας του νερού. Οι δείκτες GOD χωρίζονται σε πέντε κατηγορίες και ποικίλλουν μεταξύ των ακραίων τιμών που κυμαίνονται από 0 έως 1 (Πίνακας 14). Βαθμός τρωτότητας Πολύ χαμηλός Χαμηλός Μέτριος Υψηλός Πολύ υψηλός Δείκτης 0-0,1 0,1-0,3 0,3-0,5 0,5-0,7 0,7-1 Πίνακας 14: Κατηγορίες τρωτότητας της μεθόδου GOD (Murat, 2003) ΜΕΘΟΔΟΣ SI Η μέθοδος SI (Susceptibility Index) αναπτύχθηκε το 2000 στην Πορτογαλία από τον Ribeiro. Χρησιμοποιείται για την εκτίμηση της τρωτότητας της κάθετης ρύπανσης από γεωργικούς παράγοντες, που παράγονται κυρίως από τα νιτρικά ιόντα και δευτερευόντως από τα φυτοφάρμακα. Αυτή η μέθοδος βασίζεται σε πέντε παράγοντες: Οι πρώτοι τέσσερις παράγοντες (D: βάθος στάθμης υπόγειου νερού, R: τροφοδοσία υδροφόρου ορίζοντα, Α: τύπος υδροφόρου ορίζοντα, Τ: τοπογραφία της επιφάνεια του εδάφους- κλίση) είναι ίδιοι με τους παράγοντες της μεθόδου DRASTIC. Ο πέμπτος παράγοντας (LU) αντιπροσωπεύει τη χρήση Γης. Οι συντελεστές βαρύτητας των πέντε παραγόντων και οι μεμονωμένες κατηγορίες τους αναφέρονται στον Πίνακα 15 (οι τιμές για τους παράγοντες πολλαπλασιάστηκαν με 10 για τη διευκόλυνση των αποτελεσμάτων που ποικίλλουν από τις μικρότερες στις μεγαλύτερες τιμές τρωτότητας). Σύμβολο Παράγοντας Συντελεστής βαρύτητας Σελίδα 50

51 D R Βάθος στάθμης υπόγειου νερού Τροφοδοσία υδροφόρου ορίζοντα A Τύπος υδροφόρου ορίζοντα T Τοπογραφία της επιφάνειας του εδάφους κλίση LU Χρήση γης Πίνακας 15: Συντελεστές βαρύτητας των παραγόντων της μεθόδου SI (Ribeiro, 2003) Ταξινόμηση γης με βάση το Corine Land Cover Βιομηχανικές απορρίψεις αποβλήτων, υγειονομική ταφή LU (παράγοντας χρήσης γης) 100 Πεδία άρδευσης 90 Ναυπηγεία, ορυχεία 80 Περιοχές που καλύπτονται τεχνητά, πράσινοι χώροι 75 Μόνιμες καλλιέργειες (αμπέλια, περιβόλια) 70 Ασυνεχείς αστικές περιοχές 70 Βοσκοτόπια και αγρο-δασοκομία 50 Υδάτινα περιβάλλοντα ( αλυκές) 50 Δάση 0 Πίνακας 16: Αξιολόγηση του παράγοντα χρήσης γης (Ribeiro, 2003) Προκύπτουν τέσσερις κατηγορίες τρωτότητας, από χαμηλή έως πολύ υψηλή (Πίνακας 17). Σελίδα 51

52 Βαθμός τρωτότητας Χαμηλή Μέτρια Υψηλή Πολύ υψηλή Δείκτης < Πίνακας 17: Ταξινόμηση της τρωτότητας με τη μέθοδο SI (Ribeiro, 2003) MEΘΟΔΟΣ CORINE LAND COVER (CLC) Η μέθοδος CLC ξεκίνησε το 1985 (έτος αναφοράς 1990). Οι αναβαθμίσεις της έγιναν το 2000, το 2006 και το Αναφέρεται σε ένα Ευρωπαϊκό πρόγραμμα κατάρτισης μίας ηλεκτρονικής καταγραφής για την κάλυψη της γης των 27 κρατών μελών της Ευρωπαϊκής Ένωσης και άλλων Ευρωπαϊκών χωρών, σε μία κλίμακα 1:100000, χρησιμοποιώντας 44 τάξεις των τριών επιπέδων. Η μέθοδος παράγεται από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Περιβάλλοντος (ΕΟΠ) και τα κράτη μέλη, και βασίζεται στα αποτελέσματα του IMAGE2000, ενός δορυφορικού προγράμματος απεικόνισης που αναλαμβάνεται από κοινού από το κέντρο ερευνών της Ευρωπαϊκής επιτροπής (Joint research centre of the European Comission) και τον Ευρωπαϊκό Οικονομικό Χώρο (ΕΟΧ). Τεχνικές παράμετροι του Corine Land Cover Κλίμακα χαρτογράφησης 1: Ελάχιστη μονάδα χαρτογράφησης (Minimum Mapping Unit MMU) είναι τα 25 εκτάρια Η ελάχιστη μονάδα χαρτογράφησης για τις αλλαγές στη χρήση γης (Land Cover Changes) από το 2000 είναι τα 5 εκτάρια Συμμετέχουν 38 χώρες με συνολική έκταση 5,8 Mkm 2 Η τυπική ονοματολογία CLC περιλαμβάνει 44 τάξεις κάλυψης γης, οι οποίες ομαδοποιούνται σε μία ιεραρχία τριών επιπέδων. Οι πέντε κύριες κατηγορίες αποτελούν τις τεχνητές επιφάνειες, τις γεωργικές περιοχές, τις δασικές και ημιφυσικές περιοχές, τους υγρότοπους και τις υδάτινες περιοχές (ποτάμια, λίμνες κ.λπ). Σελίδα 52

53 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Περιοχή μελέτης 3.1 Περιοχή μελέτης Η περιοχή μελέτης από την οποία γίνεται η συλλογή δειγμάτων είναι από υδροφόρους ορίζοντες του οροπεδίου της Τρίπολης. Το οροπέδιο βρίσκεται στο κεντρικό τμήμα της Πελοποννήσου και ορίζεται από τις παραλλήλους και βορείου πλάτους και τους μεσημβρινούς και ανατολικού μήκους (Χάρτης 1). Χάρτης 1: Γεωγραφική θέση της περιοχής μελέτης Η περιοχή του οροπεδίου οριοθετείται από την ορεινή αλυσίδα του όρους Μαίναλο δυτικά, του όρους Λύρκειο βόρεια, του όρους Αρτεμίσιο ανατολικά και των βόρειων απολήξεων του Πάρνωνα νότια. Το επίπεδο της λεκάνης έχει υψόμετρο μέτρα, με μικρή κλίση προς τα ανατολικά. Ο μεγαλύτερος άξονας έχει διεύθυνση Βορρά Νότο και μήκος 30 χιλιόμετρα περίπου, ενώ ο μικρότερος έχει διεύθυνση Ανατολή Δύση και μήκος 8 χιλιόμετρα. Το οροπέδιο της Τρίπολης είναι μία κλειστή ενδοορεινή λεκάνη, που σχηματίστηκε από τη δράση του εφελκυστικού ρηγματογόνου τεκτονισμού, Σελίδα 53

54 που λειτούργησε κατά το Πλειόκαινο (Καροτσιέρης Λέκκας, 1986), αφού η ηλικία των αρχαιότερων ιζημάτων είναι άνω πλειοκαινική (LUTTIG, 1976). Η περιοχή ενδιαφέροντος οριοθετείται δυτικά από τις ανατολικές απολήξεις του όρους Μαίναλο, που ακολουθούν τον άξονα Τρίπολη Μερκοβούνι Κάψα Σιμιάδες. Ο άξονας των κοινοτήτων Αρτεμισίου Σάγκα αποτελεί το βόρειο όριο της περιοχής, ενώ ο άξονας Σάγκα Νεστάνη Λουκά Ζευγολατιό Νεοχώρι και η παλαιά Εθνική οδός Αθηνών Τριπόλεως αποτελούν το ανατολικό και το νότιο όριο της, αντίστοιχα (Χάρτης 2). Σύμφωνα με τον ΒOGLI (1986), η λεκάνη μετασχηματίστηκε σε πόλγη κατά το Τεταρτογενές, από τις μορφογενετικές δυνάμεις της περιοχής. Η πόλγη ορίζεται από την ισοϋψή των 650 μέτρων. Τρεις υπολειμματικοί λοφοειδείς σχηματισμοί (humi), που αποτελούν τυπικές μορφές μέσα σε μία πόλγη, ξεπερνούν το υψόμετρο αυτό μέσα στα όριά της (λόφοι Προφήτη Ηλία Αρτεμισίου, Γκορτσούλι και Λουκά). Το μορφολογικό «στένωμα» που δημιουργείται από την έξαρση του ασβεστολιθικού υποβάθρου στην περιοχή των ορεινών όγκων Προφήτη Ηλία Σκοπής ανατολικά και Καρακοβούνι δυτικά, διαχωρίζει την περιοχή μελέτης σε δύο επί μέρους λεκάνες, τη βόρεια (υπολεκάνες Σάγκα - Νεστάνης και Πικέρνη - Μαντίνειας-Μηλιάς) και τη νότια (υπολεκάνη Τρίπολης) (Χάρτης 2). Στη βόρεια λεκάνη, η έξαρση του βραχώδους υποβάθρου (Κούκουρα, Μπαρμπέρι, Βουνό, Κοφινάς, Καρακοβούνι), δημιουργεί δύο υπολεκάνες, Σάγκα Νεστάνης ανατολικά και Πικέρνη Μαντίνειας Μηλιάς δυτικά. Το δυτικό περιθώριό της εμφανίζει περίπου ευθύγραμμη ανάπτυξη σε διεύθυνση ΒΒΔ-ΝΝΑ και χαρακτηρίζεται από εκτεταμένες δελτοειδείς αλλουβιακές αποθέσεις, με μεγαλύτερες εκείνες του Κάψα και των Σιμιάδων. Στη νότια λεκάνη, το ανατολικό περιθώριο χαρακτηρίζεται από την ιδιαίτερα απότομη ανύψωση του τοπογραφικού ανάγλυφου, σε υψόμετρα που υπερβαίνουν το μέσο υψόμετρο της λεκάνης κατά μέτρα. Το περιθώριο αυτό εμφανίζει όμοιας διεύθυνσης ευθύγραμμη ανάπτυξη, με το δυτικό περιθώριο της βόρειας λεκάνης και σε όλο σχεδόν το μήκος του καλύπτεται από κώνους κορημάτων και αλλουβιακά ριπίδια. Το σύγχρονο υδρογραφικό σύστημα κυριαρχείται από καρστικές καταβόθρες, οι οποίες διοχετεύουν την επιφανειακή κυρίως απορροή εκτός λεκάνης. Οι καταβόθρες αυτές απαντούν κυρίως στα περιθώρια της περιοχής μελέτης, με σημαντικότερες εκείνες του Κάψα, της Νεστάνης, του Λουκά και του Κανατά. Η σημερινή γεωμορφολογική εικόνα της Πελοποννήσου είναι αποτέλεσμα αφενός της γεωλογικής και τεκτονικής δομής και αφετέρου των εξωγενών διεργασιών που επέδρασαν επ αυτής (κλιματολογικοί παράγοντες κ.λπ). Σελίδα 54

55 Χάρτης 2: Απλοποιημένος τοπογραφικός χάρτης της περιοχής μελέτης (φύλλο «Τρίπολη» της Γ.Υ.Σ., κλίμακας 1:50.000). 3.2 Γεωτεκτονικές ζώνες Πελοποννήσου Στην Πελοπόννησο αναπτύσσονται οι περισσότερες από τις εξωτερικές γεωτεκτονικές ζώνες που δομούν τον Ελληνικό χώρο και συγκεκριμένα οι: Ιόνια ενότητα Η Ιόνια ενότητα περιορίζεται στα Ιόνια νησιά, στην Ήπειρο, στη Δυτική Στερεά Ελλάδα και στη Βορειοδυτική Πελοπόννησο. Κύριο χαρακτηριστικό της Σελίδα 55

56 είναι ότι για ένα μεγάλο χρονικό διάστημα, που αρχίζει από το Μέσο Ιουρασικό και κλείνει με την τελική τεκτογένεση της ζώνη στο Ολιγόκαινο- Μειόκαινο, ήταν μία περιοχή με κυρίως πελαγικό χαρακτήρα ιζηματογένεσης. Έτσι, σε μία στρωματογραφική κολώνα διακρίνουμε δύο χαρακτηριστικά όρια, τα οποία τη χωρίζουν σε τρεις περιόδους. Αρχικά διακρίνεται μία περίοδος βιοχημικής ιζηματογένεσης, που χαρακτηρίζει την προ-ορογενετική περίοδο και μία περίοδος κλαστικής ορογένεσης φλύσχη που χαρακτηρίζει τη συνορογενετική περίοδο. Στην Ιόνια ενότητα η έναρξη της φλυσχογένεσης αλλάζει από περιοχή σε περιοχή, ωστόσο πραγματοποιείται στο διάστημα Άνω Ηώκαινο έως τη βάση του Ολιγόκαινου. Η μετάβαση από τον ένα κύκλο ιζηματογένεσης στον άλλο γίνεται με μεταβατικά στρώματα πάχους αρκετών δεκάδων μέτρων. Στη βιοχημική ιζηματογένεση της ενότητας διακρίνονται δύο στάδια, η νηριτική και η πελαγική ιζηματογένεση. Το κύριο χαρακτηριστικό της Ιόνιας ενότητας είναι ότι κατά την εξέλιξή της από το Τριαδικό μέχρι το Ανώτερο Ηώκαινο άλλαξε τις παλαιογεωγραφικές τις συνθήκες. Αυτή η αλλαγή συνέβη στο τέλος του Λιάσιου, διαχωρίζοντας μία κατώτερη ακολουθία, που είναι νηριτικοί ασβεστόλιθοι, παχυστρωματώδεις έως άστρωτοι, δολομιτικοί ή όχι, και η οποία στη βάση της έχει γύψους, από μία ανώτερη ακολουθία, που είναι πελαγικά κυρίως ανθρακικά ιζήματα, με ή χωρίς κερατόλιθους, τα οποία στα ανώτερα μέλη είναι συχνά κλαστικοί λατυποπαγείς ασβεστόλιθοι. Οι μεταβατικοί χαρακτήρες ανάμεσα στις δύο αυτές παλαιογεωγραφικές καταστάσεις εκφράζονται από κάποια πετρώματα ιδιόμορφων φάσεων, τα οποία βρίσκονται ανάμεσα στις δύο ακολουθίες, όπως για παράδειγμα ερυθροιώδεις, κονδυλώδεις ασβεστόλιθοι με αμμωνίτες (Ammonitico rosso) ή κάποια άλλα πετρώματα που έχουν και κλαστικούς χαρακτήρες, όπως οι αργιλικοί σχίστες με ποσειδωνίες, καθώς και πυριτικοί ασβεστόλιθοι ηλικίας Δογγέριου Κατώτερου Μάλμιου. Ενότητα Τρίπολης Βασικός χαρακτήρας της ενότητας της Τρίπολης είναι ότι έχει νηριτική ιζηματογένεση με ασβεστόλιθους και δολομίτες από το Άνω Τριαδικό μέχρι και το Ηώκαινο, με χαρακτηριστικούς μαύρους βιτουμενιούχος στρωματώδεις ασβεστόλιθους, γνωστούς σαν Tripolitza kalk. Η συνολική στρωματογραφική κολώνα της Τρίπολης είναι πολύ απλή λιθολογικά, γιατί έχει νηριτικούς ασβεστόλιθους από το Άνω Τριαδικό μέχρι το Ηώκαινο με μεγάλο πάχος. Η ενότητα βρίσκεται κάτω από το τεκτονικό κάλυμμα της Πίνδου. Στους φλυσχικούς ορίζοντες, ακριβώς κάτω από την τεκτονική επαφή με το κάλυμμα, παρατηρείται ένας ιδιόμορφος τεκτονο-ιζηματογενής σχηματισμός άγριου φλύσχη, ο οποίος, ενώ η κύρια μάζα είναι κλαστική, πηλιτική και ψαμμιτική, έχει μέσα του ογκώδη κλαστικά υλικά (ολισθόλιθοι και διάφορα άλλα τεμάχη), που ορισμένων είναι γνωστή η προέλευση, ενώ άλλων όχι. Στη Σελίδα 56

57 συγκεκριμένη περίπτωση, τα τεμάχη προέρχονται από διάφορους ορίζοντες του καλύμματος της Πίνδου και από ό,τι υπάρχει πιο εσωτερικά στο τόξο. Οι ασβεστόλιθοι της Τρίπολης στη βάση της ενότητας συνεχίζονται έως το Ανώτερο Μέσο Τριαδικό και ύστερα από κάτω μεταβαίνουν χωρίς ασυμφωνία σε ένα ηφαιστειο-ιζηματογενές σύμπλεγμα, που έχει μέσα του ανδεσιτικές λάβες, πυροκλαστικά υλικά και νηριτικούς ασβεστόλιθους και κυριαρχείται από πηλίτες και ψαμμίτες. Το ηφαιστειο-ιζηματογενές σύμπλεγμα αποτελεί τα στρώματα Τυρού και πρόκειται για ένα ελαφρά μεταμορφωμένο σύμπλεγμα. Ενότητα Μάνης Η ενότητα της Μάνης παρεμβάλλεται παλαιογεωγραφικά μεταξύ της ενότητας των Παξών και της Ιόνιας ενότητας. Σημαντικό ρόλο για την ταξινόμηση της Μάνης παίζει ο ολιγοκαινικός φλύσχης, που είναι ελαφρά μεταμορφωμένος, με εμφάνιση στο ύπαιθρο φυλλιτών και με ισοκλινή πτύχωση με σχιστότητα κατά αξονικό επίπεδο, ο οποίος χρονολογεί την έναρξη υποβύθισης της ενότητας κάτω από τις πιο εσωτερικές ενότητες της πλατφόρμας και οριοθετεί την έναρξη όλης της τεκτονομεταμορφικής της εξέλιξης. Η στρωματογραφική στήλη της Μάνης είναι ίδια με την Ιόνια, δηλαδή στη βάση υπάρχει ο σχηματισμός Παντοκράτορα (Ανώτερο Τριαδικό Λιάσιο) σε μορφή συμπαγών λευκών μαρμάρων, στη συνέχεια υπάρχουν κάποιοι σχιστόλιθοι και κάποιοι πυριτικοί κρυσταλλικοί ασβεστόλιθοι, αντίστοιχοι των σχιστόλιθων με ποσειδωνίες, στη συνέχεια είναι ο σχηματισμός της Βίγλας, που είναι οι καθεαυτό Plattenkalk (πλακώδεις κρυσταλλικοί ασβεστόλιθοι), και, τέλος, οι κλαστικοί κρυσταλλικοί ασβεστόλιθοι (Σενώνιο) και πολύχρωμα σιπολινομάρμαρα κοντά στη μετάβαση προς τον ελαφρά μεταμορφωμένο φλύσχη. Η ενότητα της Μάνης χαρακτηρίζεται από σχετικά μικρό βαθμό μεταμόρφωσης, έντονη κρυσταλλικότητα στους ασβεστόλιθους και έντονη τεκτονική δομή, με τεκτονική ροή στις ισοκλινείς πτυχές σε όλες τις κλίμακες. Στην Πελοπόννησο εμφανίζεται σε μορφή τεκτονικού παραθύρου. Ενότητα Άρνας Η Άρνα περιλαμβάνει τα μέσου βαθμού μεταμόρφωσης πετρώματα κυανοσχιστολιθικού τύπου της εξωτερικής τεκτονομεταμορφικής ζώνης Πελοποννήσου Κρήτης, τα οποία παρεμβάλλονται τεκτονικά ανάμεσα στην ενότητα της Μάνης προς τα κάτω και την ενότητα της Τρίπολης προς τα πάνω. Η κυανοσχιστολιθικού τύπου μεταμόρφωση είναι ολιγοκαινικής κάτω μειοκαινικής ηλικίας, και έγινε σε πιέσεις περίπου 7Κbars και 350 C. Παρατηρείται έντονη παραμόρφωση από τουλάχιστον τρεις φάσεις, από τις οποίες οι δύο πρώτες συνοδεύονται από ισοκλινή πτύχωση και η αρχαιότερη Σελίδα 57

58 χαρακτηρίζεται από εγκάρσιες δομές πιθανόν α-κινηματικού τύπου, με εγκάρσια προς το τόξο διεύθυνση ΑΒΑ-ΔΝΔ. Ενότητα Πίνδου Η Πίνδος αποτελεί το πιο τυπικό κάλυμμα στον ελλαδικό χώρο (Σχήμα 2). Οι τελευταίοι σχηματισμοί της κολώνας της Πίνδου έχουν ηλικία Μέσο Ηώκαινο, που σημαίνει ότι εκείνη την εποχή σταμάτησε η φλυσχική ιζηματογένεση, η ζώνη πτυχώθηκε, αναδύθηκε, άρχισε η διάβρωση και ορισμένα κομμάτια της συνέχισαν να ολισθαίνουν πάνω στις γειτονικές περιοχές προς το εξωτερικό του τόξου. Στην Πίνδο υπάρχει πυριτική ή ανθρακική πελαγική ιζηματογένεση καθ όλη τη διάρκεια της βιοχημικής ιζηματογένεσης από το Ανώτερο Τριαδικό μέχρι το Ανώτατο Κρητιδικό. Η ιζηματογένεση είναι πυριτική, όταν υπάρχουν ραδιολαρίτες ή άλλοι πυριτόλιθοι, και ανθρακική, όταν υπάρχουν πελαγικοί ασβεστόλιθοι. Η στρωματογραφική κολώνα της Πίνδου έχει φλύσχη και χαρακτηριστικά μεταβατικά στρώματα προς το φλύσχη από τους υποκείμενους πελαγικούς ασβεστόλιθους. Τα μεταβατικά στρώματα έχουν σημαντικό πάχος (20-50 μέτρα) και παρατηρούνται στο Μαιστρίχτιο Δάνιο. Η φλυσχογένεση διαρκεί από το Παλαιόκαινο μέχρι το Μέσο Ηώκαινο. Από κάτω διακρίνονται εναλλαγές πυριτικών και ανθρακικών πελαγικών ιζημάτων, τα οποία όμως δε δίνουν μία σταθερή εικόνα και, έτσι, δεν είναι εύκολο να δοθεί μία λεπτομερειακή κολώνα για όλη την ενότητα. Πιο συγκεκριμένα, υπάρχει μία αρκετά αντιπροσωπευτική κολώνα του Fleury (1980), που δείχνει μία μέση κατάσταση. Κάτω από το φλύσχη είναι ένας σχηματισμός από πελαγικούς ασβεστόλιθους, οι οποίοι έχουν μέσα τους Silex ή κερατολίθους ηλικίας Κενομάνιου Μαιστρίχτιου. Κάτω από αυτόν, είναι ένας κλαστικός σχηματισμός και στη συνέχεια ραδιολαρίτες, κυρίως στο Δογγέριο Μάλμιο, οι οποίοι μπαίνουν στη βάση του Κρητιδικού σε εναλλαγές με ασβεστόλιθους με Calpionelles. Από κάτω υπάρχουν άλλοι ασβεστόλιθοι με κερατολίθους, οι οποίοι περιλαμβάνουν το Ανώτερο Τριαδικό, ιδιαίτερα όμως το Λιάσιο, και κάτω κάτω υπάρχει ένας άλλος ανω-τριαδικός κλαστικός σχηματισμός. Σε πολλές θέσεις στην βάση της Πίνδου εμφανίζονται βασικά ηφαιστειακά πετρώματα, μεσο-τριαδικής ηλικίας. Στον κλαστικό σχηματισμό κατωκρητιδικής ηλικίας συναντώνται αργιλικά ιζήματα με ψαμμίτες, δηλαδή μία κλαστική ακολουθία με τουρβιδίτες μέσα στο βιοχημικό κομμάτι μίας κολώνας πάχους περίπου 100 μέτρα. Σελίδα 58

59 Σχήμα 2: Στρωματογραφική στήλη της Πίνδου βασισμένη στα στοιχεία του FLEURY,1980 (Παπανικολάου, 1986). Σχετικά με την εσωτερική δομή της Πίνδου, αναμένεται ότι μία ακολουθία στρωμάτων με τόσες εναλλαγές και τέτοιο είδος λιθολογίας είναι εύκολο να πτυχωθεί πολύ, γιατί έχει μεγάλη πλαστικότητα. Επιπλέον, οι εναλλαγές ασβεστόλιθων και κερατολίθων δημιουργούν εύκολα δυσαρμονικά φαινόμενα. Έτσι, η ενότητα χαρακτηρίζεται από πολλές πτυχές κλειστές, ανεστραμμένες, και εφιππεύσεις. Κύριος χαρακτήρας της είναι η δομή κατά λέπη, με μονοκλινικές ακολουθίες και επαναλήψεις περιοδικές, κατά την ίδια σειρά, συνήθως, κατά τα κανονικά σκέλη των πτυχών. Οι κυριότεροι ορίζοντες τεκτονικής αποκόλλησης στη στρωματογραφική στήλη της Πίνδου είναι : α) η βάση της, όπου αναπτύσσεται το κλαστικό Τριαδικό, β) η βάση των Άνω Κρητιδικών ασβεστόλιθων, ακριβώς πάνω από τον πρώτο φλύσχη που δημιουργεί και το αρκαδικό κάλυμμα της Πίνδου στην Πελοπόννησο και γ) η βάση του φλύσχη, που εμφανίζεται σαν ανεξάρτητο κάλυμμα στη Βόρεια Πίνδο. Σελίδα 59

60 3.3 Γεωλογία της περιοχής Στην περιοχή μελέτης τα περιθώρια του οροπεδίου της Τρίπολης δομούνται από σχηματισμούς των γεωτεκτονικών ενοτήτων της Τρίπολης, των μεταβατικών ιζημάτων από την Τρίπολη στην Πίνδο και της Πίνδου. Οι γεωλογικοί αυτοί σχηματισμοί αναμένονται κάτω από τα τεταρτογενή ιζήματα της λεκάνης (Χάρτης 3). Χάρτης 3: Γεωλογικός χάρτης του οροπεδίου της Τρίπολης Σελίδα 60

61 3.4 Τεκτονική περιοχής Ρήγματα Τα ρήγματα σε μία περιοχή διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση της τοπογραφίας και, κατά συνέπεια, επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό και τις υδρογεωλογικές συνθήκες της περιοχής. Προκειμένου να αποτυπωθούν οι παρατηρήσεις για τη λιθολογία και την τεκτονική της περιοχής, παρατίθενται κάποιοι γεωλογικοί χάρτες και γεωλογικές τομές ξεχωριστές για κάθε θέση και βασισμένες στις γεωφυσικές μελέτες που διενήργησαν κατά τη διάρκεια της διδακτορικής διατριβής «Συμβολή των γεωφυσικών μεθόδων στη διερεύνηση του υδρογεωλογικού καθεστώτος του οροπεδίου της Τρίπολης», από τον Ι. Αλεξόπουλο (Αθήνα 1998). 1. Περιοχή Μερκοβουνίου Πρόκειται για τη θέση του άλσους του Αγίου Γεωργίου της Τρίπολης. Στη θέση αυτή έρχεται σε επαφή ο φλύσχης της Τρίπολης με το φλύσχη της Πίνδου, με λιστρικά ρήγματα. 2. Θέση Λόφου Προφήτη Ηλία Μερκοβουνίου Η κοινότητα του Μερκοβουνίου είναι χτισμένη πάνω σε τεκτονική επαφή που χωρίζει τα ανθρακικά πετρώματα της Τρίπολης (στα δυτικά) με το φλύσχη της Πίνδου (στα ανατολικά), και η οποία τεκτονική επαφή είναι το λιστρικό ρήγμα (ΛΡ2) με διεύθυνση Β-Ν. Ανατολικά της κοινότητας του Μερκοβουνίου βρίσκεται ο λόφος του Προφήτη Ηλία (Χάρτης 4). Σελίδα 61

62 Χάρτης 4: Γεωλογικός χάρτης περιοχής Μερκοβουνίου 3. Θέση οικισμού Σκοπής Ο οικισμός της Σκοπής είναι χτισμένος πάνω στους ασβεστόλιθους της ενότητας της Πίνδου, στις νότιες απολήξεις του όρους Προφήτης Ηλίας. Στα δυτικά οι ασβεστόλιθοι της Πίνδου είναι επωθημένοι στους ασβεστόλιθους της Τρίπολης. Η συγκεκριμένη τεκτονική επαφή αποτέλεσε επιφάνεια ολίσθησης με μορφή λιστρικού ρήγματος (ΛΡ1), που χωρίζει τους ανθρακικούς σχηματισμούς των δύο ενοτήτων. Στα νότια, οι ασβεστόλιθοι Σκοπής οριοθετούνται από το φλύσχη της Πίνδου με το ρήγμα Ρ3 με διεύθυνση Α-Δ (Τομή 1). Σελίδα 62

63 Τομή 1: Γεωλογική τομή στην περιοχή οικισμού Σκόπης 4. Περιοχή Αρτεμισίου Δυτικά της περιοχής του Αρτεμισίου είναι ορατή η επιφάνεια επώθησης του Αρκαδικού καλύμματος πάνω στους ανθρακικούς σχηματισμούς της ενότητας της Τρίπολης. Στην επωθημένη σειρά επικρατούν οι πλακώδεις Άνω Κρητιδικοί ασβεστόλιθοι με γενική κλίση προς ανατολή και έντονη πτύχωση. Δυτικά της κοινότητας του Αρτεμισίου και συγκεκριμένα στη θέση Καρύταινα και στο διάσελο του Προφήτη Ηλία εμφανίζονται σε μεγάλη έκταση τα μεταβατικά προς το φλύσχη της Πίνδου στρώματα που υπέρκεινται με στρωματογραφική επαφή των πλακωδών ασβεστόλιθων (Τομή 2). Εξαιτίας της τεκτονικής των πτυχώσεων, παρατηρούνται θέσεις όπου τα μεταβατικά στρώματα υπόκεινται μερικώς των ασβεστόλιθων με αποτέλεσμα, λόγω της μικρής περατότητάς τους, να δρουν ως ρυθμιστές της αποστράγγισης των υπερκείμενων ασβεστόλιθων, δημιουργώντας φυσικές εκφορτίσεις. Ανατολικά η περιοχή του Αρτεμισίου οριοθετείται από το ρήγμα Ρ1 που ξεκινά από τους κώνους κορημάτων του Σάγκα με διεύθυνση ΒΑ-ΝΔ και προεκτείνεται πιθανά κάτω από τα Τεταρτογενή πετρώματα του κάμπου του Πικέρνη. Τομή 2: Γεωλογική τομή περιοχής Καρύταινας- Μάλι Θράσι 5. Περιοχή Τσουκκά Η περιοχή Τσουκκά περιλαμβάνει την εκτεταμένη ανθρακική μάζα του Πινδικού καλύμματος, ανατολικά του ρήγματος Ρ2. Πρόκειται για μία σημαντική ρηξιγενή ζώνη διεύθυνσης ΒΒΔ-ΝΝΑ, που στην περιοχή μελέτης έχει μήκος 3 χιλιόμετρα. Βόρεια βυθίζεται κάτω από τους εκτεταμένους Σελίδα 63

64 κώνους κορημάτων του Σάγκα και νότια κάτω από τα τεταρτογενή ιζήματα της υπολεκάνης της Νεστάνης. Το ρήγμα Ρ2 ανύψωσε το δυτικό ρηξιτέμαχος (ορεινός όγκος Μάλι Θράσι) με την ανεστραμμένη ακολουθία των σχηματισμών της Πίνδου. Για το λόγο αυτό, παρατηρούνται φλυσχικές εμφανίσεις σε μεγαλύτερο υψόμετρο σε σχέση με τις υπόλοιπες περιοχές. Η ρηξιγενής αυτή ζώνη διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στη διαμόρφωση του υδροδυναμικού καθεστώτος της περιοχής, καθώς η θέση του και η διεύθυνσή του σε συνδυασμό με την ανεστραμμένη δομή του δυτικού ρηξιτεμάχους, δημιουργούν ευνοϊκές συνθήκες κίνησης του νερού προς ορισμένες κατευθύνσεις. 6. Περιοχή Μάλι Θράσι Κούκουρα Μπαρμπέρι Βουνό Ο ορεινός όγκος Μάλι Θράσι Κούκουρα Μπαρμπέρι Βουνό δομείται από τους σχηματισμούς της ενότητας της Πίνδου. Πρόκειται για μία ανεστραμμένη ακολουθία με τους πλακώδεις ασβεστόλιθους να υπέρκεινται του φλύσχη. Η ανεστραμμένη δομή που παρατηρείται στη ζώνη Μάλι Θράσι Κούκουρα Μπαρμπέρι οριοθετείται προς Βορρά και προς Ανατολάς από τις δύο σημαντικές ρηξιγενείς ζώνες, Ρ1 και Ρ2, διεύθυνσης ΒΑ-ΝΔ και Β-Ν αντίστοιχα. Το νότιο όριο της δομής αυτής αποτελεί το ρήγμα Ρ3 διεύθυνσης Α-Δ (Χάρτης 5). Σελίδα 64

65 Χάρτης 5: Γεωλογικός χάρτης της περιοχής Μάλι Θράσι Κούκουρα Μπαρμπέρι Βουνό 6α. Θέση κοινότητας Πικέρνη Η κοινότητα αυτή βρίσκεται στη δυτική πλευρά του όρους Μάλι Θράσι. Στην ευρύτερη περιοχή της κοινότητας, οι στρωματογραφικές επαφές μεταξύ του φλύσχη, των μεταβατικών στρωμάτων και των ασβεστόλιθων εμφανίζονται πλευρικά μετατοπισμένες από ένα πλήθος ρηξιγενών επαφών διεύθυνσης Α-Δ. 6β. Θέση Λιαπαίικα καλύβια Η θέση αυτή καλύπτει τις ανατολικές παρυφές του όρους Κούκουρα, όπου εμφανίζονται οι πλακώδεις ασβεστόλιθοι, τα μεταβατικά στρώματα και ο φλύσχης. Σημαντική για την περιοχή είναι η παρουσία δύο ρηξιγενών επιφανειών, διεύθυνσης Α-Δ και ΒΔ-ΝΑ, με σημαντική παρουσία κορημάτων, που καλύπτουν μεγάλη έκταση στην περιοχή. 6γ. Θέση Μπαρμπέρι Σελίδα 65

66 Το Μπαρμπέρι αποτελεί έναν επιμήκη ορεινό όγκο με διεύθυνση Α-Δ και περιλαμβάνει δύο κορυφές (Μπαρμπέρι και Τρούμπουλο). Η θέση Μπαρμπέρι αποτελεί το νότιο όριο εμφάνισης της ανεστραμμένης δομής που περιγράφηκε για την περιοχή Μάλι Θράσι Κούκουρα Μπαρμπέρι, και η οποία οριοθετείται από το μεμονωμένο ασβεστολιθικό όγκο της θέσης του όρους Βουνό από το ρήγμα Ρ3 με μήκος 3 χιλιόμετρα. 6δ. Θέση Βουνό Το όρος Βουνό αποτελεί τη νοτιότερη απόληξη του ορεινού όγκου Μάλι Θράσι Κούκουρα Μπαρμπέρι. Στο βορειότερο τμήμα του διαχωρίζονται από τον κύριο όγκο Μάλι Θράσι Κούκουρα Μπαρμέρι μέσω του κατακόρυφου ρήγματος Ρ3, διεύθυνσης Α-Δ, που φέρνει σε επαφή τους Άνω κρητιδικούς ασβεστόλιθους του ορεινού όγκου Βουνό, με τεταρτογενείς αποθέσεις στα ανατολικά, με φλύσχη και μεταβατικά στρώματα προς φλύσχη στα δυτικά. Το εν λόγω ρήγμα οριοθετεί τη νότια πλευρά της ανεστραμμένης δομής, καθώς στην περιοχή Βουνό δεν πιστοποιείται η συνέχειά της. Ενδείξεις προς αυτή την κατεύθυνση αποτελούν τα εξής στοιχεία: Περιμετρικά των Άνω κρητιδικών ασβεστόλιθων και νότια του ρήγματος Ρ3 δεν παρατηρείται επαφή με μεταβατικά στρώματα ή φλύσχη. Οι γεωλογικοί αυτοί σχηματισμοί δε συναντήθηκαν σε ιδιωτικές γεωτρήσεις που διανοίχτηκαν στα μεταλπικά ιζήματα στη δυτική πλευρά του Βουνού. Η ασβεστολιθική μάζα του Βουνού παρουσιάζει χαρακτηριστικές ομοιότητες με εκείνη της περιοχής Τούκκα στη δομή, στη διάταξη στο χώρο και στον τύπο της τεκτονικής παραμόρφωσης. 3.5 Κλιματολογικά στοιχεία Οι κλιματολογικές συνθήκες μιας περιοχής διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην υδρογεωλογία της περιοχής καθώς επηρεάζουν την ποσότητα των κατακρημνισμάτων και επομένως την ποσότητα του νερού που είναι δυνατόν να κατεισδύσει. Οι τιμές του μέσου μηνιαίου ύψους βροχής στην περιοχή της Τρίπολης, που έχουν προκύψει στους μετεωρολογικούς σταθμούς της ΕΜΥ στο Αίγιο, στην Ανάληψη, στην Ανδραβίδα, στον Άραξο, στο Αργοστόλι, στο Βέλο, στη Βυτίνα, στη Γαστούνη, στη Ζάκυνθο, στην Καλαμάτα, στα Καλύβια, στο Λεωνίδιο, στη Μεθώνη, στον Πύργο, στην Πυργέλλα και στην Τρίπολη, κατά τα έτη , απεικονίζονται γραφικά στο Διάγραμμα 1. Σελίδα 66

67 Διάγραμμα 1: Μέσο μηνιαίο ύψος βροχής Μ.Σ Τρίπολης (περίοδος ) Από το παραπάνω διάγραμμα προκύπτει ότι το μέγιστο ύψος βροχής παρατηρείται κατά το Νοέμβριο, με τιμή 120 χιλιοστά, ενώ το ελάχιστο τον Ιούνιο, με τιμή περίπου 12 χιλιοστά. Η βροχόπτωση σε γενικές γραμμές επηρεάζει τον υδρογεωλογικό κύκλο και, επομένως, την ποσότητα του νερού που ρέει επιφανειακά, την ποσότητα που κατεισδύει κ.λπ. Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι επηρεάζει και την κίνηση των ρύπων και, επομένως, την τρωτότητα. Όσον αφορά στις τιμές της μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας που έχουν προκύψει στους προαναφερόμενους μετεωρολογικούς σταθμούς, αυτές απεικονίζονται γραφικά στο Διάγραμμα 2. Διάγραμμα 2: Μέση μηνιαία θερμοκρασία Μ.Σ Τρίπολης (περίοδος ) Σελίδα 67

68 Προκύπτει ότι η ελάχιστη θερμοκρασία παρατηρείται τον μήνα Ιανουάριο και είναι μόλις 4,5 C, τιμή ιδιαιτέρως χαμηλή. Η υψηλότερη τιμή καταγράφεται τον μήνα Ιούλιο και είναι 25 C Ομβροθερμικό πηλίκο Emberger Για το χαρακτηρισμό του κλίματος μίας περιοχής χρησιμοποιούνται συνήθως οι παράγοντες θερμοκρασία και οι υδατικές συνθήκες, είτε για τον υπολογισμό αριθμητικών δεικτών (κλιματικοί ή βιοκλιματικοί δείκτες), είτε για την απεικόνιση σχετικών κλιματικών διαγραμμάτων. Τέτοιες μαθηματικές εκφράσεις ή αριθμοί ονομάζονται κλιματικοί ή βιοκλιματικοί δείκτες αντίστοιχα, ανάλογα με το αντικείμενο που επηρεάζουν. Για την περιοχή της Μεσογείου καλά αποτελέσματα δίνει ο τύπος «ομβροθερμικό πηλίκο» του Emberger, που παρουσιάζεται στην εξίσωση: όπου: Q 2 Ρ: η ετήσια βροχόπτωση (σε mm) P 1000 M m ( ) (M m) 2 Μ: η μέση τιμή των μέγιστων θερμοκρασιών του θερμότερου μήνα του έτους (σε K) m: η μέση τιμή των ελάχιστων θερμοκρασιών του ψυχρότερου μήνα (σε K) Όσο μικρότερος είναι ο δείκτης Q2, τόσο ξηρότερο είναι το κλίμα. Με βάση τις τιμές του Q2 και την τιμή του m, συντάσσει ο Emberger τα λεγόμενα κλιματικά διαγράμματα. Ο Μαυρομάτης (Μαυρομάτης, 1967) διακρίνει: τέσσερις βιοκλιματικούς ορόφους, «ξηρό», «ημίξηρο», «ύφυγρο» και «υγρό» τέσσερις υποορόφους με βάση την τιμή του m ( C) σε «χειμώνα θερμό» (m>7 C), «χειμώνα ήπιο» (3<m<7 C), «χειμώνα ψυχρό» (0<m<3 C) και «χειμώνα δριμύ» (-10<m<0 C). Με βάση τα στοιχεία της ΕΜΥ για αντιπροσωπευτικούς σταθμούς κάθε νομού, εκτιμάται το ομβροθερμικό πηλίκο Emberger για την περιοχή μελέτης ως εξής: Νομός Αρκαδίας (Μ.Σ. Λεωνιδίου και Μ.Σ. Τρίπολης): Μ = 31,5 C, m = -2,7 C, P = 702,4 mm και, επομένως, Q2 = 71,46. Ο δείκτης Q2 και ο δείκτης m, σύμφωνα με το διάγραμμα του Emberger κατά Μαυρομάτη για την Ελλάδα, δηλώνει ότι ο βιοκλιματικός όροφος της περιοχής μελέτης είναι: Σελίδα 68

69 Νομός Αρκαδίας: Ύφυγρος με υποόροφο χειμώνα δριμύ Ομβροθερμικό διάγραμμα Οι Gaussen και Bagnouls απεικονίζουν με ένα διάγραμμα, που καλείται «ομβροθερμικό διάγραμμα», την πορεία, μήνα προς μήνα, της μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας σε C και του μέσου μηνιαίου ύψους βροχής σε mm. Ως ξηρός χαρακτηρίζεται ένας μήνας κατά τον οποίο το σύνολο των κατακρημνισμάτων αυτού είναι ίσο ή μικρότερο από το διπλάσιο της μέσης θερμοκρασίας, ισχύει δηλαδή ότι P(mm) 2T ( C). Αυτή η σχέση είναι καθαρά εμπειρική, αλλά έχει υιοθετηθεί από UNESCO FAO, γιατί έχουν ληφθεί υπόψη πολυάριθμες εργασίες πάνω στη φυτική οικολογία που έγιναν σε διάφορες περιοχές της γης, στις οποίες παρουσιάζεται ξηρά περίοδος. Με βάση τα ανωτέρω, η ξηρά περίοδος αποτελείται από το σύνολο των διαδοχικών μηνών που χαρακτηρίστηκαν ως ξηροί. Διάγραμμα 3: Ομβροθερμικό διάγραμμα Μ.Σ Τρίπολης Από το Διάγραμμα 3 προκύπτει ότι η ξηρή περίοδος της Τρίπολης είναι κατά τους μήνες Μάιο Σεπτέμβριο. 3.6 Καθορισμός υδρογεωλογικών λεκανών και υδρογεωλογικών συστημάτων ενοτήτων Οι υδρογεωλογικές συνθήκες της περιοχής εξαρτώνται άμεσα από τις γεωλογικές, τεκτονικές και μορφολογικές συνθήκες που συναντώνται ανά θέση. Κυρίαρχο στοιχείο στην υδρογεωλογική διαμόρφωση των ενοτήτων και λεκανών των υδατικών διαμερισμάτων της Πελοποννήσου αποτελεί η επώθηση της ζώνης της Πίνδου πάνω στη ζώνη της Τρίπολης. Σε μεγάλες Σελίδα 69

70 εκτάσεις, τα ανθρακικά της ζώνης της Πίνδου έχουν αποτεθεί πάνω στα αδιαπέρατα στρώματα του φλύσχη. Τον ίδιο καθοριστικό ρόλο στεγανού υποβάθρου αποτελούν τόσο η σειρά φυλλιτών χαλαζιτών, όσο και τα στρώματα Τυρού στη βάση της ζώνης της Τρίπολης. Η ανάπτυξη των υπόγειων υδροφοριών στους διάφορους σχηματισμούς και στις διάφορες γεωλογικές ενότητες που απαρτίζουν την Πελοπόννησο, παρουσιάζει διαφοροποιήσεις από περιοχή σε περιοχή, που έχουν σχέση με τις επιμέρους γεωλογικές συνθήκες αυτής. Σημαντικό ρόλο παίζει η γεωλογία και η τεκτονική της περιοχής, η ύπαρξη ρηγμάτων που, είτε έχουν δημιουργήσει μέτωπα επικοινωνίας μεταξύ των υδρολιθολογικών ενοτήτων, είτε αποκόπτουν την επικοινωνία τους. Πρωτεύοντα ρόλο στην ανάπτυξη των υπόγειων υδροφοριών παίζουν τα ανθρακικά πετρώματα που καλύπτουν μεγάλο τμήμα της περιοχής μελέτης. Τα ανθρακικά πετρώματα συνθέτουν σημαντικά υδρογεωλογικά συστήματα και διακινούν υπογείως μεγάλες ποσότητες νερού. Στην κεντρική και Ανατολική Πελοπόννησο (τμήμα κλειστών λεκανών Αρκαδίας Κορινθίας και περιοχή Αργολικού κόλπου) διαμορφώνεται ένα πολυσύνθετο καρστικό σύστημα, που διακινεί υπογείως τα υπόγεια νερά σε μεγάλες αποστάσεις προς τα ανατολικά. Σημαντικό ρόλο στην όλη διαδικασία κατέχουν οι καταβόθρες των κλειστών λεκανών της ευρύτερης περιοχής της Τρίπολης, της Στυμφαλίας και της Σκοτεινής Αλέας. Ο έντονος διαμελισμός λόγω τεκτονισμού των διαφόρων καρστικών ενοτήτων έχει ως αποτέλεσμα το διαχωρισμό αυτών σε επιμέρους υδρογεωλογικές λεκάνες, μικρότερες ή μεγαλύτερες, που διακινούν τα νερά τους στις περισσότερες των περιπτώσεων προς διακριτές μεγάλες ή μικρότερες καρστικές πηγές. Η επιμήκης ανάπτυξη εναλλαγών διαπερατών και αδιαπέρατων στρωμάτων (ασβεστόλιθοι και ραδιολαρίτες φλύσχης), έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία επιμέρους μικρών επάλληλων υδρογεωλογικών λεκανών, που εκφορτίζονται μέσω πηγών μικρής παροχής σε διάφορα υψόμετρα. Σε κάποιες περιπτώσεις υπάρχει επικοινωνία μεταξύ των ανθρακικών των διαφόρων λεπιών, καθώς αναπτύσσονται πιο αξιόλογες και εκτεταμένες υδρογεωλογικές λεκάνες που εκφορτίζονται μέσω σημαντικών πηγών. Σημαντική έκταση καταλαμβάνουν επίσης οι νεογενείς και τεταρτογενείς αποθέσεις. Οι αποθέσεις αυτές παρουσιάζουν υδρογεωλογικό ενδιαφέρον, ιδιαίτερα όταν στα μέλη τους συμμετέχουν αδρομερή στοιχεία στα τεταρτογενή και κροκαλοπαγή ή μαργαϊκοί ασβεστόλιθοι στα νεογενή. Στα υδροπερατά τμήματα των ανωτέρω αποθέσεων αναπτύσσονται αξιόλογες κατά θέσεις υδροφορίες που τυγχάνουν εντατικής εκμετάλλευσης. Σε αρκετές περιπτώσεις, μέσα στα πλειοπλειστοκαινικά αδρομερή ιζήματα, συναντώνται αξιόλογες πηγές συνδεόμενες κάποιες φορές και με ανθρακικές εμφανίσεις (Κεφαλάρι Στυμφαλίας). Σελίδα 70

71 Από την καταγραφή και αξιολόγηση των διαφόρων μελετών και ερευνών που έχουν πραγματοποιηθεί στην περιοχή, προκύπτει ότι η οι σημαντικότερες υδρογεωλογικές ενότητες, από άποψη δυναμικότητας και κάλυψης αναγκών, είναι κυρίως οι καρστικές, ενώ μικρότερη σημασία έχουν οι κοκκώδεις αποθέσεις. Στον Πίνακα 18 δίνεται η καταγραφή των υδρολογικών ενοτήτων λεκανών της περιοχής. Υδρολογική λεκάνη Οροπέδιο Τρίπολης P E R I Υδροσυστήματα Πηγές Κοκκώδες υδροσύστημα Νεοχωρίου Στενού Λιθοβουνίου (150m) Έκταση 260,15 km 2 (πεδινό) 700 mm Κοκκώδεις υδροφόροι περιοχής Σκοπής (100m) Κοκκώδεις υδροφόροι περιοχής Σιμιάδων Μηλιάς (10-12m) Κοκκώδεις υδροφόροι περιοχής Τεγέας- Τάκας (10-12m) x 10 6 m 3 σύστημα Καρστικό Σιμιάδων Σάρτζι Απολήψεις=12 x 10 6 m 3 Δυτικές απολήψεις= 15x 10 6 m 3 60% 27% 13% % Καρστικό σύστημα Σάγκα Λετσένι και Πλάτανος (ρέουν στην καταβόθρα Νεστάνης Αργολικό) Σελίδα 71

72 Έκταση km 2 (ορεινό) 1100 mm Ανθρακικά υπόλοιπου τμήματος του οροπεδίου που μεταγγίζονται προς πηγές Αργολικού Απολήψεις= 2.3 x 10 6 m x10 6 m 3 Καρστικά συστήματα (σε ασβεστόλιθους Πίνδου) Αγ. Ελευθερίου Πίνακας 18: Υδρολογικές ενότητες λεκάνες της περιοχής 3.7 Υδροληπτικά έργα περιοχής μελέτης Τα υδροληπτικά έργα είναι φρέατα και γεωτρήσεις. Αξιόπιστα στοιχεία για τη στρωματογραφική στήλη, το βάθος, την ποσότητα και την ποιότητα της εκάστοτε υδροφορίας προέκυψαν από τις ερευνητικές γεωτρήσεις ερευνητικού προγράμματος της Δ.Ε.Η. και από τις ερευνητικές παραγωγικές υδρογεωτρήσεις του Ι.Γ.Μ.Ε Φρέατα Η περιοχή του οροπεδίου κατακλύζεται από ένα μεγάλο αριθμό φρεάτων, που εκμεταλλεύονται υδροφορίες, οι οποίες αναπτύσσονται στους ορίζοντες των άμμων, κροκαλοπαγών και άλλων ποταμοχειμάρριων υλικών των τεταρτογενών αποθέσεων που επικρατούν κυρίως στις περιοχές Σιμιάδων, Μηλιάς, δυτικής Μηλιάς, κάμπου Νεστάνης, Αγίου Βασιλείου και Πελάγους. Είναι ασθενούς δυναμικότητας και η τροφοδοσία τους προέρχεται κατά κύριο λόγο από την απευθείας κατείσδυση. Ο μεγαλύτερος αριθμός φρεάτων εντοπίζεται στην περιοχή της Μηλιάς. Τα φρέατα αυτά, με βάθη μέτρα, αναπτύσσονται μέσα στις τεταρτογενείς αποθέσεις. Εξαιτίας της ανεστραμμένης δομής του αυχένα Κούκουρα Μπαρμπέρι, είναι δυνατόν να υπάρχει συνεχής τροφοδοσία των σχηματισμών αυτών, λόγω της αποστράγγισης της ασβεστολιθικής μάζας προς τις προσχώσεις. Έτσι, δικαιολογείται ο μεγάλος αριθμός των φρεάτων (ενεργών ή μη) στην ευρύτερη περιοχή. Τα νερά των φρεάτων αυτών είναι ποιοτικά βεβαρημένα, εξαιτίας των καλλιεργειών, και χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για άρδευση. Ένας μεγάλος αριθμός φρεάτων έχουν ανορυχθεί στην ευρύτερη περιοχή του Αγίου Βασιλείου και του Ζευγολατιού. Τα φρέατα αυτά Σελίδα 72

73 εκμεταλλεύονται τον υδροφόρο ορίζοντα που αναπτύσσεται μέσα στα αδρομερή κροκαλοπαγή και στις λατύπες ποταμοχειμμάριας προέλευσης. Το βάθος τους σε πολλές περιπτώσεις ξεπερνά τα 20 μέτρα και οι παροχές τους κυμαίνονται από 8-10m 3 /h. Στις περιοχές Μερκοβούνι και Σκοπή υπάρχει ένας αριθμός φρεάτων, με βάθη όχι μεγαλύτερα των 10 μέτρων, που εκμεταλλεύονται τον υδροφόρο ορίζοντα που αναπτύσσεται στον αποσαθρωμένο μανδύα του φλύσχη. Τα πηγάδια αυτά δίνουν μικρές παροχές, το νερό τους χρησιμοποιείται εποχιακά για άρδευση μικροκαλλιεργειών και η παροχές τους εξαρτώνται άμεσα από το ύψος των βροχοπτώσεων Γεωτρήσεις Στην ευρύτερη περιοχή έρευνας έχει κατασκευαστεί ένας σημαντικός αριθμός παραγωγικών και ερευνητικών γεωτρήσεων. Οι αρδευτικές και υδρευτικές γεωτρήσεις έχουν κατασκευαστεί από ιδιώτες και από το Ι.Γ.Μ.Ε. Τα στοιχεία από τα δελτία των γεωτρήσεων του Ι.Γ.Μ.Ε. χρησιμοποιούνται για τη βαθμονόμηση της γεωφυσικής μεθόδου και για την εκτίμηση των υδρογεωλογικών συνθηκών της περιοχής ενδιαφέροντος. Οι ερευνητικές γεωτρήσεις που κατασκευάστηκαν την περίοδο , στα πλαίσια γεωερευνητικού προγράμματος της Δ.Ε.Η., με αντικείμενο την αξιολόγηση των διαφόρων λεκανών της Πελοποννήσου και άλλων περιοχών, ως προς τις συνθήκες λιγνιτογένεσης λιγνιτοφορίας, με τη συνεργασία Ελλήνων και Γερμανών ερευνητών (LUTTIG, 1976), χρησιμοποιήθηκαν επίσης για τη βαθμονόμηση των γεωφυσικών αποτελεσμάτων. Στα πλαίσια του προγράμματος «Υδρογεωλογική έρευνα του Αρκαδικού οροπεδίου» της Διεύθυνσης Υδρογεωλογίας του Ι.Γ.Μ.Ε., με σκοπό τη διερεύνηση των δυνατοτήτων επίλυσης των υδρευτικών προβλημάτων της πόλης της Τρίπολης και άλλων αναγκών του οροπεδίου, διανοίχτηκαν κατά τη διετία : Εννέα υδρογεωτρήσεις στο βόρειο τμήμα της υπολεκάνης της Νεστάνης, μέσου βάθους μέτρα η κάθε μία. Οι θέσεις των γεωτρήσεων αυτών τοποθετήθηκαν στα κράσπεδα της υπολεκάνης, στις νοτιοανατολικές απολήξεις του όρους Τσούκκα, στους μεγάλους κώνους κορημάτων της κοινότητας Σάγκα και στις δυτικές απολήξεις του όρους Αρτεμίσιο. Δύο υδρογεωτρήσεις στην περιοχή της κοινότητας του Αρτεμισίου. Η γεωτρητική έρευνα, που σκοπό είχε τον εντοπισμό υδροφόρων οριζόντων, τη μελέτη της ετήσιας δίαιτας και του χημισμού των υπόγειων υδάτων και την εκτίμηση των εκμεταλλεύσιμων υπόγειων αποθεμάτων, περιορίστηκε στη διερεύνηση των ασβεστολιθικών κρασπέδων στο βόρειο τμήμα της λεκάνης. Μετά τις δοκιμαστικές αντλήσεις, εκτιμήθηκε ότι η παροχή Σελίδα 73

74 των παραπάνω γεωτρήσεων είναι μεγαλύτερη των 300m 3 /h. Από την επεξεργασία των δεδομένων των δοκιμαστικών αντλήσεων προέκυψε το «ενιαίο» του συστήματος, με μεγάλο συντελεστή υδαταγωγιμότητας και κατ' επέκταση σημαντική αποκάρστωση. Το βάθος της καρστικοποίησης εκτιμάται από τους ερευνητές του προγράμματος σε μέτρα και σε καμία γεώτρηση δεν εντοπίστηκε υδατοστεγανός σχηματισμός. Μετά από χημικές αναλύσεις τα νερά χαρακτηρίστηκαν ως «καλής ποσιμότητας». Οι θέσεις όλων των γεωτρήσεων αναγνωρίστηκαν στο ύπαιθρο, με την ανεύρεση των φρεατίων τους και στις περισσότερες από αυτές πραγματοποιήθηκαν in situ μετρήσεις της ειδικής αντίστασης, με την ανάπτυξη γεωηλεκτρικών βυθοσκοπήσεων βαθμονόμησης. Ένας ικανός αριθμός ιδιωτικών αρδευτικών και δύο κοινοτικών υδρευτικών παραγωγικών γεωτρήσεις, των κοινοτήτων Μηλιάς και Νεστάνης αντίστοιχα, έχουν κατασκευαστεί στα δυτικά κράσπεδα των ορεινών όγκων Κούκουρα και Μπαρμπέρι, στις περιοχές της ανατολικής Μαντίνειας και βόρειας. Οι γεωτρήσεις αυτές εκμεταλλεύονται τον υδροφόρο ορίζοντα που σχηματίζεται από τις προνομιακές υδρογεωλογικές συνθήκες που δημιουργούνται εξαιτίας της ανεστραμμένης δομής των στρωμάτων του ορεινού όγκου Μάλι Θράσι Κούκουρα Μπαρμπέρι. Από τις γεωτρήσεις αυτές στοιχεία υπάρχουν μόνο για την υδρογεώτρηση, που κατασκευάστηκε από το Ι.Γ.Μ.Ε. το 1985 για την κοινότητα της Νεστάνης. Το βάθος της είναι 120 μέτρα και οι γεωλογικοί σχηματισμοί που διατρήθηκαν είναι κορήματα τεταρτογενείς αποθέσεις από 0-17 μέτρα, ασβεστόλιθοι από μέτρα και μαργαϊκοί, λεπτοπλακώδεις ασβεστόλιθοι, στρώματα μετάβασης προς το φλύσχη από μέτρα. Η παροχή της κυμαίνεται από 50-55m 3 /h. Όσον αφορά στις ιδιωτικές υδρογεωτρήσεις που λειτουργούν στην περιοχή, δε θεωρούνται αξιόπιστες οι προφορικές πληροφορίες των κατοίκων και περιορίζονται μόνο στην επιβεβαίωση της στρωματογραφικής δομής της περιοχής. Στην περιοχή του Μερκοβουνίου και συγκεκριμένα στα ανατολικά κράσπεδα του λόφου του Προφήτη Ηλία, έχει ανορυχθεί περιορισμένος αριθμός ιδιωτικών παραγωγικών υδρογεωτρήσεων. Οι γεωτρήσεις αυτές εκμεταλλεύονται την υδροφορία που αναπτύσσεται τοπικά, λόγω της ανεστραμμένης δομής των στρωμάτων της ενότητας της Πίνδου του λόφου του Προφήτη Ηλία του Μερκοβουνίου. Όσον αφορά στα στοιχεία των υδροληπτικών έργων στην περιοχή ΒΙ.ΠΕ. (Βιομηχανική Περιοχή) της Τρίπολης, συγκεντρώθηκαν μόνο προφορικές πληροφορίες. Σύμφωνα με αυτές, τρεις υδρογεωτρήσεις, με βάθη 280, 280 και 150 μέτρα, έχουν ανορυχθεί στην περιοχή, από τις οποίες μόνο δύο κρίθηκαν παραγωγικές, με παροχές ~50-60 m 3 /h και διάτρησαν καρστικοποιημένους και μαργαϊκούς ασβεστόλιθους με πολλά προβλήματα διάτρησης. Σελίδα 74

75 Παραγωγική υδρογεώτρηση βάθους 200 μέτρων κατασκευάστηκε από το Ι.Γ.Μ.Ε. το 1985 για την ύδρευση της κοινότητας Αγίου Βασιλείου. Από το δελτίο της γεώτρησης (σε αδημοσίευτη έκθεση του Ινστιτούτου) διαπιστώθηκε ότι δεν εντόπισε αλπικό υπόβαθρο και η μικρή υδροφορία που απέδωσε (παροχή της τάξης των 5m 3 /h) αναπτύσσεται στις εναλλαγές κροκαλοπαγών αργίλων και στρωμάτων χαλίκων των τεταρτογενών αποθέσεων, από τα μέτρα βάθος. Σελίδα 75

76 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Εκτίμηση της τρωτότητας της περιοχής μελέτης 4.1 Επιλογή της κατάλληλης μεθόδου Για την εκτίμηση της τρωτότητας του οροπεδίου της Τρίπολης χρησιμοποιούμε τη μέθοδο DRASTIC, διότι είναι κατάλληλη για κοκκώδη υδροφόρο ορίζοντα και έχει εφαρμοστεί με επιτυχία στην Ελλάδα και στο εξωτερικό για πολλά χρόνια. Επιπλέον, η μέθοδος λαμβάνει υπόψη πολλούς παράγοντες, γεγονός που συμβάλλει σε πιο λεπτομερή εκτίμηση της τρωτότητας. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιούμε την ταξινόμηση του Βουδούρη, γιατί είναι προσαρμοσμένη στις ιδιαιτερότητες του ελληνικού χώρου. Επομένως, έχει εφαρμοστεί σε παρόμοιες γεωλογικές και υδρογεωλογικές συνθήκες με εκείνες του οροπεδίου της Τρίπολης, όπως για παράδειγμα στον αλλουβιακό υδροφορέα της λεκάνης του Γλαύκου στη βορειοδυτική Αχαΐα. Χρησιμοποιούμε επίσης τη βαθμονόμηση του Aller, ώστε να συγκρίνουμε τα αποτελέσματα των δύο μεθόδων και να καταλήξουμε σε πιο ασφαλή συμπεράσματα για την τρωτότητα του οροπεδίου της Τρίπολης Μέθοδος DRASTIC Η μέθοδος Drastic ανήκει στις μεθόδους των δεικτών και χρησιμοποιείται για την εκτίμηση του κινδύνου ρύπανσης των υπόγειων νερών µε βάση υδρογεωλογικές παραμέτρους. Θεωρεί ότι κάθε ρύπος εισάγεται στο υπόγειο νερό από την επιφάνεια του εδάφους με την κατείσδυση του νερού της βροχόπτωσης, και έχει την ταχύτητα του νερού. Είναι ευέλικτη και ο χρήστης έχει τη δυνατότητα τροποποίησής της προσθέτοντας παραμέτρους ή αλλάζοντας τις τιµές της βαρύτητας. Η λέξη Drastic προκύπτει από τα ακρωνύμια των: D (Depth) βάθος της στάθμης του υπόγειου νερού, R (Recharge) ενεργή κατείσδυση, A (Aquifer) υδροφόρο μέσο, S (Soil) έδαφος, T (Topography) κλίση ανάγλυφου, I (Impact of the vadose zone) επίδραση της ακόρεστης ζώνης και C (Hydraulic Conductivity of the aquifer) συντελεστής υδραυλικής αγωγιμότητας ή υδροπερατότητας. Οι παραπάνω παράμετροι διαμορφώνουν το δείκτη DRASTIC (DI), που υπολογίζεται από τη σχέση DI=DrDw + RrRw + ArAw + SrSw + TrTw + IrIw + CrCw, Ο δείκτης r εκφράζει την τιµή της παραμέτρου και ο δείκτης w τη βαρύτητα της καθεµίας. Για κάθε παράµετρο υπάρχουν δύο τιµές βαρύτητας, μία για εφαρμογή της μεθόδου σε περίπτωση οικιακών και βιοµηχανικών ρύπων (εσωτερική, Typical DRASTIC) και μία για χρήση φυτοφαρμάκων σε Σελίδα 76

77 αρδευόµενες περιοχές (ειδική, Pesticide DRASTIC). Οι παράμετροι µε τη μεγαλύτερη βαρύτητα (5) είναι το βάθος της στάθµης του υπόγειου νερού (D), η επίδραση της ακόρεστης ζώνης (I) και το έδαφος στην ειδική περίπτωση των φυτοφαρμάκων (S). Οι τιµές των παραµέτρων κυµαίνονται από 1 (ελάχιστο δυναµικό ρύπανσης) έως 10 (μέγιστο δυναµικό ρύπανσης). Η βαρύτητα κάθε παραμέτρου (δείκτης w) στη μεθοδολογία DRASTIC σύμφωνα με τους Aller et al. (1987) παρουσιάζεται στον Πίνακα 19. Παράµετρος Γενική βαρύτητα Ειδική βαρύτητα D Βάθος στάθµης υπόγειου νερού 5 5 R Ενεργή κατείσδυση 4 4 A Υδροφορέας 3 3 S Έδαφος 2 5 T Κλίση αναγλύφου 1 3 I Επίδραση ακόρεστης ζώνης 5 3 C Συντελεστής υδραυλικής αγωγιμότητας 3 2 Πίνακας 19: Βαρύτητα κάθε παραμέτρου στη μεθοδολογία DRASTIC (κατά Aller) Βάθος της στάθμης του υπόγειου νερού (D) Το βάθος του υπόγειου νερού είναι σημαντικό, γιατί καθορίζει το χρόνο που ταξιδεύει ένας ρύπος για να φτάσει στον υδροφόρο ορίζοντα. Η βαθμονόμηση της παραμέτρου (Dr) γίνεται ως εξής: D < 3m 10 βαθμοί 3m < D < 5m 9 βαθμοί 5m < D < 8m 7 βαθμοί 8m < D < 12m 5 βαθμοί 12m < D < 20m 3 βαθμοί 20m < D < 40m 2 βαθμοί D > 40m 1 βαθμός Σελίδα 77

78 Ενεργή κατείσδυση (R) Η ενεργή κατείσδυση ή εμπλουτισμός αντιπροσωπεύει την ετήσια ποσότητα του νερού σε χιλιοστά που κατεισδύει από την επιφάνεια του εδάφους στον υδροφόρο. Ο συντελεστής κατείσδυσης είναι συνάρτηση του ύψους βροχής, της κλίσης του ανάγλυφου και της περατότητας του εδάφους. Η βαθμονόμηση της παραμέτρου (Rr) γίνεται ως εξής: R > 93mm 10 βαθμοί 79mm < R < 93mm 8 βαθμοί 66mm < R < 79mm 6 βαθμοί R < 66mm 4 βαθμοί Υδροφόρο μέσο (Α) Το υδροφόρο μέσο ταξινομείται βάσει της λιθολογίας της περιοχής έρευνας. Η άμμος αντιστοιχεί σε 6 βαθμούς, ενώ οι κροκάλες χάλικες σε 8 βαθμούς. Έδαφος (S) Στην εδαφική ζώνη και ιδιαίτερα στη ζώνη των ριζών το ρυπαντικό φορτίο εξασθενεί και πολλές ουσίες αποικοδομούνται από μικροοργανισμούς. Τα αδρομερή υλικά αντιστοιχούν σε 8 βαθμούς, τα αμμώδη σε 6 και τα αργιλοϊλυώδη σε 4 βαθμούς. Κλίση αναγλύφου (Τ) Η βαθμονόμηση της κλίσης του αναγλύφου (Τr) γίνεται ως εξής: Τ < 1,5% 10 βαθμοί 1,5% < Τ < 2,0% 8 βαθμοί Τ > 2,0% 5 βαθμοί Επίδραση της ακόρεστης ζώνης (Ι) Η ακόρεστη ζώνη 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 ανταλλαγή κατιόντων, χημικές αντιδράσεις, μείωση παθογόνων μικροοργανισμών κ.ά. Ο βαθμός εξασθένισης των ρύπων στην ακόρεστη ζώνη εξαρτάται Σελίδα 78

79 από τη λιθολογία της, την κοκκομετρία της, το πάχος της, τα χαρακτηριστικά του ρύπου, τη συγκέντρωσή του κ.λπ. Υδραυλική αγωγιμότητα (C) Η υδραυλική αγωγιμότητα ελέγχει την ευκολία κίνησης του υπόγειου νερού στην κορεσμένη ζώνη και κατά συνέπεια και των ρύπων. Η βαθμονόμηση της παραμέτρου (Cr) γίνεται ως εξής: C > 5m/h 7 βαθμοί 1 > C > 5m/h 6 βαθμοί 0,5 > C > 1m/h 5 βαθμοί C < 0,5m/h 3 βαθμοί 4.2 Πρακτική εφαρμογή της μεθόδου DRASTIC Για την εφαρμογή της μεθόδου DRASTIC χρησιμοποιούμε το πρόγραμμα ArcGIS και συγκεκριμένα το ArcMap, ώστε να οπτικοποιήσουμε τα γεωαναφερμένα δεδομένα της περιοχής και να προκύψουν οι χάρτες των παραγόντων και της τελικής τρωτότητας. Αρχικά οριοθετούμε τη λεκάνη του οροπεδίου της Τρίπολης και στη συνέχεια ψηφιοποιούμε τις ισοϋψείς και τα τριγωνομετρικά σημεία (απόλυτα υψόμετρα) του τοπογραφικού χάρτη. Όσον αφορά στο γεωλογικό χάρτη της περιοχής, αυτός προκύπτει από τη συνένωση δύο γεωλογικών χαρτών και τη μετέπειτα ψηφιοποίησή τους (Χάρτης 6). Στο σημείο αυτό παρουσιάζεται πρόβλημα, διότι ο βόρειος χάρτης έχει αλλούβιους σχηματισμούς, ενώ ο νότιος πλειστόκαινους. Έτσι οι δύο αυτοί σχηματισμοί φαίνεται να κόβονται με ευθεία γραμμή, γεγονός που οφείλεται στη διαφορετική προσέγγιση των χαρτογράφων. Σελίδα 79

80 Χάρτης 6: Γεωλογικός χάρτης του οροπεδίου της Τρίπολης Σελίδα 80

81 4.2.1 Εκτίμηση παράγοντα D Για τον παράγοντα D, δηλαδή το βάθος της στάθμης του υπόγειου νερού, χρησιμοποιούμε την πιεζομετρία της περιοχής βάσει μετρήσεων που πραγματοποιήθηκαν κατά την εαρινή και χειμερινή περίοδο (Απρίλιος Μάιος, Δεκέμβριος Ιανουάριος). Από την εργαλειοθήκη (Arc Toolbox) του ArcMap, εφαρμόζουμε το εργαλείο Natural Neighbor από το Raster Interpolation, γιατί παρουσιάζει πιο ομαλά τα όρια μεταξυ των υδροφόρων οριζόντων. Με αυτό τον τρόπο προκύπτει ο χάρτης των βαθών στάθμης του υπόγειου νερού της λεκάνης του οροπεδίου της Τρίπολης (Χάρτης 7). Σελίδα 81

82 Χάρτης 7: Χάρτης βαθών στάθμης υπόγειου νερού Στο συγκεκριμένο χάρτη υπάρχουν εννέα τάξεις βαθών στάθμης του υπόγειου νερού, με τιμές 0,15-85,03 μέτρα. Τα μεγαλύτερα βάθη εντοπίζονται στο νότιο τμήμα του χάρτη (νότια της περιοχής του Αγίου Βασιλείου). Ενδιάμεσα βάθη υπάρχουν τόσο στο νότιο τμήμα του χάρτη (ανατολικά της Τρίπολης), όσο και στο κεντρικό (ανατολικά του Μερκοβουνίου). Τέλος, μικρά βάθη εντοπίζονται στο βόρειο έως κεντρικό τμήμα του χάρτη (περιοχές Μηλιά Τριπόλεως, Σκοπή, Χάνια, Πέλαγος, Ζευγολατιό) καθώς και στην περιοχή του Αγίου Κωνσταντίνου. Στη συνέχεια, κάνουμε Reclass στο χάρτη των βαθών, ώστε να γίνει Σελίδα 82

83 βαθμονόμηση της παραμέτρου D με βάση την ταξινόμηση του Βουδούρη, για να μελετήσουμε την τρωτότητα της περιοχής. Έτσι, προκύπτει χάρτης (Χάρτης 8) επτά κλάσεων με τιμές 1-10 και αύξοντα βαθμό τρωτότητας. Χάρτης 8: Χάρτης παράγοντα D Παρατηρούμε ότι στις περιοχές με μεγάλα βάθη η τρωτότητα είναι μικρή, ενώ αντίθετα στα μικρά η τρωτότητα είναι μεγάλη. Αυτό συμβαίνει γιατί ο ρύπος κατεισδύει πιο εύκολα σε μικρά βάθη, αφού σε αυτή την περίπτωση ο υδροφόρος ορίζοντας βρίσκεται πιο κοντά στο πεδίο δράσης του ρύπου. Από τον παραπάνω χάρτη προκύπτει η ύπαρξη τεσσάρων διαφορετικών Σελίδα 83

84 υδροφόρων οριζόντων με διαφορετικούς βαθμούς τρωτότητας, που είναι οι εξής: Υδροφόρος ορίζοντας 1: Στο νότιο τμήμα του χάρτη (βιομηχανική περιοχή), με μικρή τρωτότητα Υδροφόρος ορίζοντας 2: Στο κεντρικό τμήμα του χάρτη (περιοχή Μερκοβουνίου), με μικρή τρωτότητα Υδροφόρος ορίζοντας 3: Στο βόρειο τμήμα του χάρτη (περιοχή Μηλιάς Τριπόλεως), με μεγάλη τρωτότητα Υδροφόρος ορίζοντας 4: Στα ανατολικά νοτιοανατολικά του χάρτη (Περιοχή Ζευγολατιού), με μεγάλη τρωτότητα Εκτίμηση παράγοντα R Σύμφωνα με τη μελέτη «Ανάπτυξη συστημάτων και εργαλείων διαχείρισης υδατικών πόρων, υδατικών διαμερισμάτων Πελοποννήσου», το μέσο ετήσιο ύψος βροχής (P) που προκύπτει από μετρήσεις των βροχοπτώσεων του σταθμού της Τρίπολης, είναι 662 χιλιοστά. Αντίστοιχα, ο συντελεστής κατείσδυσης (I) είναι 10%. Επομένως, από το υδρολογικό ισοζύγιο προκύπτει ότι η ενεργός κατείσδυση (R) είναι 66,2 χιλιοστά. Δεχόμαστε ότι η ενεργός κατείσδυση είναι ενιαία σε όλο το χάρτη (Χάρτης 9). Σελίδα 84

85 Χάρτης 9: Χάρτης ενεργού κατείσδυσης Στη συνέχεια, κάνουμε Reclass στο χάρτη της ενεργού κατείσδυσης, ώστε να γίνει βαθμονόμηση της παραμέτρου R με βάση την ταξινόμηση του Βουδούρη, για να μελετήσουμε την τρωτότητα της περιοχής. Έτσι, προκύπτει ένας ενιαίος χάρτης (Χάρτης 10) για τον παράγοντα R, με βαθμό τρωτότητας 6. (66<R<79). Σελίδα 85

86 Χάρτης 10: Χάρτης παράγοντα R Εκτίμηση παράγοντα Α Το υδροφόρο μέσο ταξινομείται βάσει της λιθολογίας του στην περιοχή έρευνας. Η άμμος αντιστοιχεί σε 6 βαθμούς, ενώ οι κροκάλες χάλικες σε 8 βαθμούς. Η βαθμονόμηση τροποποιείται από εκείνη του Βουδούρη, όπως φαίνεται στον Πίνακα 20, γιατί στην περιοχή μελέτης υπάρχουν μικτές λιθολογίες (άμμοι και κροκάλες). Έτσι, η τιμή του παράγοντα Α για τις περιοχές Μηλιά Τριπόλεως, Άγιος Βασίλειος Πέλαγος Ζευγολατιό γίνεται 7, ως ο μέσος όρος των δύο παραπάνω τιμών. Όσον αφορά στη βιομηχανική περιοχή, η τιμή του Α είναι 5, καθώς τα αδρομερή υλικά είναι συμπιεσμένα. Τέλος, στις περιοχές Σκοπή Άγιος Κωνσταντίνος υπάρχει αποσαθρωμένος Σελίδα 86

87 φλύσχης με αργιλικά υλικά, και, καθώς πρόκειται για αδιαπέρατη λιθολογία, η τιμή του Α είναι 3. Περιοχή Λιθολογία Α Περιοχή Μηλιάς Τριπόλεως (βόρεια) Περιοχή Αγίου Βασιλείου Πελάγους Ζευγολατιού ΒΙΠΕ (βαθύς υδροφόρος νότια) Σκοπή Άγιος Κωνσταντίνος Άμμοι, λατύπες, κροκαλοπαγή ποταμοχειμάρρια αδρομερή χαλαρά Άμμοι, λατύπες, κροκαλοπαγή ποταμοχειμάρρια αδρομερή χαλαρά Άμμοι, λατύπες, κροκαλοπαγή ποταμοχειμάρρια αδρομερή συμπιεσμένα Αποσαθρώματα φλύσχη, με αργιλικά λεπτομερή Πίνακας 20: Βαθμονόμηση παράγοντα Α Έτσι, γνωρίζοντας τη λιθολογία και τη βαθμονόμηση σε όλες τις θέσεις των πηγαδιών και των γεωτρήσεων, προκύπτει ο χάρτης των τιμών του παράγοντα Α (Χάρτης 11). Σελίδα 87

88 Χάρτης 11: Χάρτης τιμών του παράγοντα Α σε πηγάδια και γεωτρήσεις Στη συνέχεια, προκύπτει ο τελικός χάρτης του παράγοντα Α, ο οποίος δεν αναφέρεται πλέον σε συγκεκριμένα σημεία των πηγαδιών και των γεωτρήσεων, αλλά στις επιφάνειες του χάρτη που περικλείουν τα σημεία αυτά. (Χάρτης 12). Σελίδα 88

89 Χάρτης 12: Χάρτης παράγοντα Α Από το χάρτη του παράγοντα Α, προκύπτει ότι στις περιοχές με χαλαρά συνδεδεμένα αδρομερή υλικά (Μηλιά Τριπόλεως, Ζευγολατιό, Άγιος Βασίλειος, Πέλαγος) η τρωτότητα είναι αυξημένη, γιατί ο ρύπος κατεισδύει πιο εύκολα (τιμή τρωτότητας 6-7). Αντίθετα, στις περιοχές Σκοπή Άγιος Κωνστντίνος, η τρωτότητα είναι μικρή, λόγω της παρουσίας φλύσχη και λεπτομερών αργιλικών υλικών, που είναι αδιαπέρατες λιθολογίες και εμφανίζουν μεγαλύτερη ικανότητα στην προσρόφηση ρύπων, εμποδίζοντας την κατείσδυσή τους (τιμή τρωτότητας 3-4). Τέλος, στις περιοχές με αδρομερή συμπιεσμένα υλικά (βιομηχανική περιοχή), η τρωτότητα είναι ενδιάμεση, καθώς, σε αντίθεση με τα χαλαρά αδρομερή, οι δίοδοι κατείσδυσης του ρύπου Σελίδα 89

90 είναι λιγότερες (τιμή τρωτότητας 4-5) Εκτίμηση παράγοντα S Για τον παράγοντα S, δηλαδή την εδαφική ζώνη, χρησιμοποιούμε τις κλίσεις της περιοχής. Πρόκειται για έναν έμμεσο τρόπο εκτίμησης του παράγοντα, επειδή δεν υπάρχουν οι απαραίτητες πληροφορίες για τον άμεσο υπολογισμό του. Επιπλέον, χρησιμοποιούμε το υδρογραφικό δίκτυο της περιοχής. Από την εργαλειοθήκη (Arc Toolbox) του ArcMap, εφαρμόζουμε το εργαλείο Buffer, από το Proximity του Analysis Tools. Αυτό γίνεται ώστε να δοθεί ρεαλιστικό πλάτος στους ποταμούς. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήσαμε Buffer 5 μέτρων. Έπειτα, εφαρμόζουμε το εργαλείο Natural Neighbor από το Raster Interpolation και προκύπτει ο χάρτης των κλίσεων του εδάφους (Χάρτης 13). Σελίδα 90

91 Χάρτης 13: Χάρτης κλίσεων εδάφους Παρατηρούμε ότι υπάρχουν δύο τάξεις μεγέθους για τις κλίσεις που αντιστοιχούν σε διαφορετική λιθολογία, και είναι οι εξής: 0 1%: Πρόκειται για επίπεδες επιφάνειες, όπου αντιστοιχούν αλλουβιακοί σχηματισμοί (περιοχές Μηλιά, Μηλιά Τριπόλεως, Πέλαγος, Άγιος Βασίλειος) %: Πρόκειται για εναλλασσόμενες κλίσεις, όπου αντιστοιχούν σχηματισμοί πλειστοκαινικής ηλικίας (περιοχές Σκοπή, Μερκοβούνι, Παρόρι, Ζευγολατιό, Νεοχώρι, Άγιος Σώστης). Τέλος, παρατηρούμε την ύπαρξη ποταμοχειμάρριων περιοχών πάνω Σελίδα 91

92 στις κοίτες, που αποτελούνται από κροκαλοπαγή. Στη συνέχεια, κάνουμε Reclass στο χάρτη των κλίσεων και προκύπτει χάρτης (Χάρτης 14) τριών κλάσεων με τιμές 4-8 και αύξοντα βαθμό τρωτότητας. Χάρτης 14: Χάρτης παράγοντα S Τα αδρομερή υλικά αντιστοιχούν σε 8 βαθμούς τρωτότητας, τα αμμώδη σε 6 και τα αργιλοϊλυώδη σε 4 βαθμούς. Επομένως, στους αλλουβιακούς σχηματισμούς (0-1% κλίση) η τρωτότητα είναι μικρότερη (4 βαθμοί) λόγω της εδαφογένεσης. Συγκεκριμένα, στην εδαφική ζώνη και ιδιαίτερα στη ζώνη των Σελίδα 92

93 ριζών το ρυπαντικό φορτίο εξασθενεί και πολλές ουσίες αποικοδομούνται από μικροοργανισμούς. Αντίθετα, οι πλειστοκαινικοί σχηματισμοί (1-103% κλίση) βρίσκονται σε καθεστώς διάβρωσης και η τρωτότητα παρουσιάζεται μεγαλύτερη (6 βαθμοί). Τέλος, στις κοίτες κυριαρχούν πιο αδρομερή υλικά, αφού τα λεπτομερέστερα παρασύρονται από τα ποτάμια. Έτσι, απουσιάζει ο εδαφικός μανδύας με αποτέλεσμα τη μέγιστη τρωτότητα (8 βαθμοί) Εκτίμηση παράγοντα T Για τον παράγοντα Τ χρησιμοποιούμε τις κλίσεις του αναγλύφου της περιοχής. Από την εργαλειοθήκη (Arc Toolbox) του ArcMap, εφαρμόζουμε το εργαλείο Topo to Raster από το Raster Interpolation. Με αυτό τον τρόπο προκύπτει ο χάρτης των κλίσεων του εδάφους (Χάρτης 15). Σελίδα 93

94 Χάρτης 15: Χάρτης κλίσεων αναγλύφου Στον παραπάνω χάρτη υπάρχουν τρεις διαφορετικές τάξεις μεγέθους για την κλίση του αναγλύφου και είναι οι εξής: 0-1,5% (περιοχές Μηλιά, Μηλιά Τριπόλεως, Μερκοβούνι, Πέλαγος, Άγιος Βασίλειος, Άγιος Σώστης) 1,5-2% 2-34% (περιοχές Σκοπή, Χάνια, Άγιος Κωνσταντίνος, Ζευγολατιό, Νεοχώρι) Στη συνέχεια, κάνουμε Reclass στο χάρτη των κλίσεων, ώστε να γίνει Σελίδα 94

95 βαθμονόμηση της παραμέτρου Τ με βάση την ταξινόμηση του Βουδούρη. Συγκεκριμένα, κλίση του αναγλύφου <1,5% αντιστοιχεί σε 10 βαθμούς τρωτότητας, κλίση 1,5%<Τ<2% αντιστοιχεί σε 8 βαθμούς και κλίση >2% αντιστοιχεί σε 5 βαθμούς. Έτσι, προκύπτει χάρτης (Χάρτης 16) τριών κλάσεων. Χάρτης 16: Χάρτης παράγοντα Τ Σε περιοχές με μικρή κλίση (Μηλιά, Μηλιά Τριπόλεως, Μερκοβούνι, Πέλαγος, Άγιος Βασίλειος) η τρωτότητα είναι μεγάλη, γιατί ο ρύπος κατεισδύει ευκολότερα σε σχεδόν επίπεδες επιφάνειες. Αντίθετα, σε περιοχές με μεγάλη Σελίδα 95

96 κλίση (Σκοπή, Χάνια, Άγιος Κωνσταντίνος) η τρωτότητα είναι μικρή, γιατί ο ρυθμός μεταφοράς του ρύπου είναι μεγαλύτερος από εκείνον της κατείσδυσής του. Τέλος παρατηρούνται περιοχές ενδιάμεσης τρωτότητας που αντιστοιχούν σε ενδιάμεσες κλίσεις Εκτίμηση παράγοντα I Η ακόρεστη ζώνη ταξινομείται βάσει της λιθολογίας της στην περιοχή έρευνας. Οι πηλοί και τα κορήματα αντιστοιχούν σε 5 βαθμούς, (Μηλιά Τριπόλεως, Άγιος Βασίλειος Ζευγολατιό) τα λεπτομερή υλικά χαμηλής περατόητας σε 3 βαθμούς (βιομηχανική περιοχή) και τα αποσαθρώματα φλύσχη με αργιλικά λεπτομερη σε 2 βαθμούς (Σκοπή Άγιος Κωνσταντίνος) (Πίνακας 21 ). Περιοχή Λιθολογία Ι Περιοχή Μηλιάς (βόρεια) Πηλοί και κορήματα 5 Περιοχή Αγίου Βασιλείου Ζευγολατιού Πηλοί και κορήματα 5 ΒΙΠΕ (βαθύς υδροφόρος νότια) Σκοπή Άγιος Κωνσταντίνος Λεπτομερή χαμηλής περατότητας (υπό πίεση υδροφόρος) Αποσαθρώματα φλύσχη, με αργιλικά λεπτομερή 3 2 Πίνακας 21: Βαθμονόμηση παράγοντα Ι Έτσι, γνωρίζοντας τη λιθολογία της ακόρεστης ζώνης και τη βαθμονόμηση σε όλες τις θέσεις των πηγαδιών και των γεωτρήσεων, προκύπτει ο χάρτης των τιμών του παράγοντα Ι (Χάρτης 17). Σελίδα 96

97 Χάρτης 17: Χάρτης τιμών του παράγοντα Ι σε πηγάδια και γεωτρήσεις Στη συνέχεια, προκύπτει ο τελικός χάρτης του παράγοντα Ι, ο οποίος δεν αναφέρεται πλέον σε συγκεκριμένα σημεία των πηγαδιών και των γεωτρήσεων, αλλά στις επιφάνειες του χάρτη που περικλείουν τα σημεία αυτά. (Χάρτης 18). Σελίδα 97

98 Χάρτης 18: Χάρτης παράγοντα Ι Από το χάρτη του παράγοντα Ι, προκύπτει ότι στις περιοχές με πηλούς και κορήματα (Μηλιά Τριπόλεως, Ζευγολατιό, Άγιος Βασίλειος, Πέλαγος) η τρωτότητα είναι αυξημένη (τιμή τρωτότητας 4-5). Αντίθετα, στις περιοχές Σκοπή Άγιος Κωνστντίνος, η τρωτότητα είναι μικρή, λόγω της αποσαθρωμάτων φλύσχη και λεπτομερών αργιλικών υλικών, που είναι αδιαπέρατες λιθολογίες και εμφανίζουν μεγαλύτερη ικανότητα στην προσρόφηση των ρύπων, εμποδίζοντας την κατείσδυσή τους στον υδροφόρο ορίζοντα (τιμή τρωτότητας 2-3). Τέλος, στις περιοχές με λεπτομερή χαμηλής περατότητας υλικά της βιομηχανικής περιοχής (υπό πίεση υδροφόρος), η τρωτότητα είναι ενδιάμεση (τιμή τρωτότητας 3-4). Σελίδα 98

99 4.2.7 Εκτίμηση παράγοντα C Η υδραυλική αγωγιμότητα προσδιορίζεται από την επεξεργασία των αντλητικών δεδομένων των γεωτρήσεων και των πηγαδιών. Προκύπτει από τη σχέση: k=t/b όπου k: υδραυλική αγωγιμότητα (η ικανότητα που έχει ένα πέτρωμα να επιτρέπει τη διείσδυση και την κυκλοφορία του νερού μέσα σε αυτό και εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του πορώδους μέσου και τις ιδιότητες του ρευστού), Τ: υδαταγωγιμότητα (η ποσότητα του νερού που διέρχεται ανά μονάδα πλάτους του υδροφόρου ορίζονταανά μονάδα μεταβολής της υδραυλικής κλίσης) και b: το κορεσμένο πάχος του υδροφόρου ορίζοντα. Στις περιοχές της Μηλιάς, του Αγίου Βασιλείου, του Πελάγους και του Ζευγολατιού η υδραυλική αγωγιμότητα είναι μία τάξη μεγέθους παραπάνω, ίση με k=10-2 έως 10-3 m/sec και αντιστοιχεί σε 6 βαθμούς τρωτότητας. Στη βιομηχανική περιοχή, σύμφωνα με στοιχεία του ΙΓΜΕ ΓΠ1/99, η υδαταγωγιμότητα Τ είναι 10-3 έως 10-5 m 2 /sec και το κορεσμένο πάχος του υδροφόρου ορίζοντα είναι 5 έως 10m (Αλεξόπουλος). Επομένως, η υδραυλική αγωγιμότητα είναι k=t/b=10-4 έως 10-6 m/sec και αντιστοιχεί σε 3 βαθμούς τρωτότητας. Τέλος, στις περιοχές Σκοπή και Μερκοβούνι η υδραυλική αγωγιμότητα είναι ίση με k=10-5 έως 10-6 m/sec και αντιστοιχεί σε 2 βαθμούς τρωτότητας. Έτσι, γνωρίζοντας την υδραυλική αγωγιμότητα της περιοχής και τη βαθμονόμηση σε όλες τις θέσεις των πηγαδιών και των γεωτρήσεων, προκύπτει ο χάρτης των τιμών του παράγοντα C (Χάρτης 19). Σελίδα 99

100 Χάρτης 19: Χάρτης τιμών του παράγοντα C σε πηγάδια και γεωτρήσεις Στη συνέχεια, προκύπτει ο τελικός χάρτης του παράγοντα C, ο οποίος δεν αναφέρεται πλέον σε συγκεκριμένα σημεία των πηγαδιών και των γεωτρήσεων, αλλά στις επιφάνειες του χάρτη που περικλείουν τα σημεία αυτά (Χάρτης 20). Σελίδα 100

101 Χάρτης 20: Χάρτης παράγοντα C Από το χάρτη του παράγοντα C, προκύπτει ότι στις περιοχές με μεγάλη υδραυλική αγωγιμότητα (Μηλιά Τριπόλεως, Ζευγολατιό, Άγιος Βασίλειος, Πέλαγος) η τρωτότητα είναι αυξημένη. Αυτό συμβαίνει επειδή πρόκειται για ελεύθερο υδροφόρο ορίζοντα με μεγάλη περατότητα, που διευκολύνει την κατείσδυση του ρύπου και αντιστοιχεί σε αλλουβιακούς σχηματισμούς (τιμή τρωτότητας 4-6). Αντίθετα, στις περιοχές Σκοπή Άγιος Κωνστντίνος, η τρωτότητα είναι μικρότερη, λόγω της μικρής υδραυλικής αγωγιμότητας και κατ` επέκταση περατότητας του φλύσχη (τιμή τρωτότητας 2-3). Τέλος, στις περιοχές με ενδιάμεση υδραυλική αγωγιμότητα (βιομηχανική περιοχή), η τρωτότητα είναι ενδιάμεση, αφού ο υδροφόρος ορίζοντας είναι υπό πίεση και Σελίδα 101

102 εμφανίζει μεσαία περατότητα (τιμή τρωτότητας 3-4). 4.3 Εκτίμηση της τελικής τρωτότητας Οι παράγοντες D, R, A, S, T, I και C διαμορφώνουν το δείκτη DRASTIC (DI), που υπολογίζεται από τη σχέση DI=DrDw + RrRw + ArAw + SrSw + TrTw + IrIw + CrCw, όπου ο δείκτης r εκφράζει την τιµή της παραμέτρου και ο δείκτης w τη βαρύτητα της καθεµίας. Η βαρύτητα κάθε παράγοντα παρουσιάζεται στον Πίνακα 22. Συγκεκριμένα, εκτιμάμε την τρωτότητα με τις ταξινομήσεις του Βουδούρη και του Aller. Στην ταξινόμηση του Aller υπάρχουν δύο τιµές βαρύτητας, μία για εφαρμογή της μεθόδου σε περίπτωση οικιακών και βιομηχανικών ρύπων (εσωτερική, Typical DRASTIC) και μία για χρήση φυτοφαρμάκων σε αρδευόµενες περιοχές (ειδική, Pesticide DRASTIC). Παράγοντας Συντελεστής βαρύτητας για την εσωτερική τρωτότητα κατά Βουδούρη Συντελεστής βαρύτητας για την εσωτερική τρωτότητα κατά Aller Συντελεστής βαρύτητας για την ειδική τρωτότητα κατά Aller D: Βάθος στάθµης υπόγειου νερού R: Ενεργή κατείσδυση A: Υδροφορέας S: Έδαφος T: Κλίση αναγλύφου I: Επίδραση ακόρεστης ζώνης C: Συντελεστής υδραυλικής αγωγιμότητας Πίνακας 22: Συντελεστές βαρύτητας των ταξινομήσεων Βουδούρη και Aller Σελίδα 102

103 Οι χάρτες εκτίμησης της τελικής τρωτότητας (Χάρτες 21-23) προκύπτουν από το εργαλείο Raster Calculator του Map Algebra και εφαρμόζονται τα εξής βήματα: Πολλαπλασιάζεται ο κάθε παράγοντας με το συντελεστή βαρύτητας της κάθε ταξινόμησης και αθροίζονται τα αποτελέσματα όλων των παραγόντων μεταξύ τους. Για την εσωτερική τρωτότητα κατά Βουδούρη η πράξη ήταν η εξής: DI=Dr *5 + Rr *3 + Ar *2 + Sr *2 + Tr *1 + Ir *4 + Cr *3 Για την εσωτερική τρωτότητα κατά Aller η πράξη ήταν η εξής: DI=Dr *5 + Rr *4 + Ar *3 + Sr *2 + Tr *1 + Ir *5 + Cr *3 Για την ειδική τρωτότητα κατά Aller η πράξη ήταν η εξής: DI=Dr *5 + Rr *4 + Ar *3 + Sr *5 + Tr *3 + Ir*3 + Cr *2 Σελίδα 103

104 Χάρτης 21: Χάρτης εσωτερικής τρωτότητας (typical) κατά Βουδούρη Σελίδα 104

105 Χάρτης 22: Χάρτης εσωτερικής τρωτότητας (typical) κατά Aller Σελίδα 105