ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΙΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΙΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ «ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΤΟΥ ΠΡΟΣΧΩΜΑΤΙΚΟΥ ΥΔΡΟΦΟΡΟΥ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΚΙΑΤΟΥ - ΚΟΡΙΝΘΟΥ. ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΤΗΣ ΥΠΟΓΕΙΑΣ ΡΟΗΣ» ΤΑΝΤΟΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΓΕΩΛΟΓΟΣ ΠΑΤΡΑ 2006

2 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ιδιαίτερα θα ήθελα να ευχαριστήσω τον καθηγητή μου κ. Νικόλαο Λαμπράκη τόσο για την ανάθεση του θέματος, όσο και για την αμέριστη συμπαράσταση του κατά την εκπόνηση της παρούσας εργασίας. Επίσης, όσους με βοήθησαν κατά τη σύνταξη αυτής της εργασίας και συγκεκριμένα τον Δρ. Ανδρέα Παναγόπουλο, τον υποψήφιους διδάκτορές κ. Ηλία Καραπάνο και Ανδρέα Αντωνάκο καθώς και τα μέλη της εξεταστικής επιτροπής καθηγητές κ. Ν.Σαμπατακάκη και κ. Γ. Παπαθεοδώρου. 2

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Synopsis...8 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΘΕΣΗ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ ΠΡΟΓΕΝΕΣΤΕΡΕΣ ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΕΡΕΥΝΕΣ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΚΟΡΙΝΘΙΑΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΤΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΜΕΤΑ-ΑΛΠΙΚΑ ΙΖΗΜΑΤΑ ΚΑΙ Η ΓΕΩΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΟΥΣ ΕΞΕΛΙΞΗ Σχηματισμοί του Νεογενούς Σειρά μαργών Τυρρήνιες αναβαθμίδες Προσχωματικά υλικά πεδινών ζωνών Παλαιοί και νέοι κώνοι κορημάτων και πλευρικά κορήματα Σύγχρονοι παράκτιοι σχηματισμοί Σύγχρονες αλλουβιακές αποθέσεις...24 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΑ ΚΑΤΑΚΡΗΜΝΙΣΜΑΤΑ Ομογενοποίηση βροχομετρικών δεδομένων

4 3.1.2 Σχέση υψομέτρου ύψους βροχόπτωσης Μηνιαία πορεία των βροχοπτώσεων ΕΤΗΣΙΑ ΠΟΡΕΙΑ ΤΩΝ ΒΡΟΧΟΠΤΩΣΕΩΝ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΕΞΑΤΜΙΣΗ ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΗΛΙΟΦΑΝΕΙΑ ΆΝΕΜΟΙ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΟ ΙΣΟΖΥΓΙΟ Όγκος νερού από βροχόπτωση Εξατμισοδιαπνοή Δυναμική ή δυνητική εξατμισοδιαπνοή Πραγματική εξατμισοδιαπνοή (Real evapotranspiration) Συντελεστής επιφανειακής απορροής Κατείσδυση (Infiltration) Κατείσδυση στην πεδινή ζώνη...53 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΑ ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΥΔΡΟΛΙΘΟΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Υδροπερατοί μη συνεκτικοί σχηματισμοί Ασβεστόλιθοι ανθρακική σειρά

5 Τυρρήνιες αναβαθμίδες Παλαιοί και νέοι κώνοι κορημάτων Σύγχρονες αποθέσεις χειμάρρων Σύγχρονα προσχωματικά υλικά ΑΔΙΑΠΕΡΑΤΑ ΣΥΝΕΚΤΙΚΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ ΣΧΙΣΤΟΚΕΡΑΤΟΛΙΘΙΚΗ ΔΙΑΠΛΑΣΗ ΣΕΙΡΑ ΜΑΡΓΩΝ ΕΝΝΟΙΟΛΟΓΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΤΟΥ ΥΔΡΟΦΟΡΟΥ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΤΟΥ ΠΡΟΣΧΩΜΑΤΙΚΟΥ ΥΔΡΟΦΟΡΟΥ ΥΔΡΑΥΛΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥ ΥΔΡΟΦΟΡΟΥ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑΣ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΤΟΥ ΥΠΟΓΕΙΟΥ ΝΕΡΟΥ ΓΕΝΙΚΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΜΟΝΤΕΛΩΝ ΥΠΟΓΕΙΟΥ ΝΕΡΟΥ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΩΝ ΜΟΝΤΕΛΩΝ Εξίσωση ροής ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΡΟΗΣ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΝΕΡΩΝ ΣΤΟΝ ΠΡΟΣΧΩΜΑΤΙΚΟ ΥΔΡΟΦΟΡΟ ΚΙΑΤΟΥ- ΚΟΡΙΝΘΟΥ Αντικειμενικός στόχος Εννοιολογικό μοντέλο Επιλογή κατάλληλου κώδικα- λογισμικού Λογισμικό πακέτο GMS

6 5.4.4 Σχεδιασμός ανάπτυξη του μοντέλου Γεωμετρικά χαρακτηριστικά - διακριτοποίηση Συνοριακές και αρχικές συνθήκες (boundary and initial conditions) Ρύθμιση του μοντέλου Γενικά Ρύθμιση σε συνθήκες μόνιμης ροής (Steady - state calibration) Υδρογεωλογικό ισοζύγιο του υδροφόρου ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΔΙΚΤΥΟ ΚΑΙ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ ΑΝΑΛΥΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ Μετρήσεις υπαίθρου Αναλύσεις κύριων στοιχείων Χημικές αναλύσεις ιχνοστοιχείων, βαρέων μετάλλων και σπάνιων γαιών Επεξεργασία χημικών αναλύσεων Η ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΦΟΡΟΥ Διαδικασίες υφαλμύρινσης ΝΙΤΡΟΡΥΠΑΝΣΗ ΤΟΥ ΥΠΟΓΕΙΟΥ ΝΕΡΟΥ ΠΟΛΥΜΕΤΑΒΛΗΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ-ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ

7 Περίληψη Η περιοχή μελέτης εκτείνεται στο βόρειο και παραλιακό τμήμα του νομού Κορινθίας μεταξύ των πόλεων Κιάτου και Κορίνθου και καταλαμβάνει έκταση 65km 2. Η νέα εθνική οδός Κορίνθου Πατρών αποτελεί το νότιο όριο της περιοχής ενώ προς βορρά περιορίζεται από τον Κορινθιακό κόλπο. Το τοπογραφικό ανάγλυφο είναι ήπιο με το υψόμετρο να κυμαίνεται από 0 50 μέτρα. Ο ποταμός Ασσωπός και οι χείμαρροι Ραχιάνης και Ζαπάντης δομούν το υδρογραφικό δίκτυο της περιοχής. Το γεωλογικό υπόβαθρο της περιοχής αποτελείται από ανθρακικά ιζήματα των ζωνών Τρίπολης και Πίνδου, των οποίων υπέρκεινται μετα-ορογεντικά ιζήματα Πλειο-πλειστοκαινικής ηλικίας. Ο υδροφόρος ορίζοντας που μελετήθηκε αναπτύσσεται σε αλλουβιακά ιζήματα και κυρίως άμμους, κροκάλες, λατύπες, και λεπτομερή αργιλοαμμώδη και πηλοαμμώδη ιζήματα με υψηλό βαθμό ετερογένειας. Το πάχος του υδροφόρου κυμαίνεται από λίγα μέτρα έως 40 m και χαρακτηρίζεται ως ελεύθερος. Η ρηξιγενής ζώνη που εμφανίζεται κατά μήκος της Ν.Ε.Ο. Κορίνθου Πατρών αποτελεί υδρογεωλογικό όριο προς νότο για τον υπό μελέτη υδροφόρο. Η εμφάνιση μαργών στην περιοχή του Κιάτου είναι το δυτικό υδρογεωλογικό όριο, ενώ ανατολικά περιορίζεται από την επέκταση των Τυρρήνιων αναβαθμίδων στη θάλασσα. Η κύρια τροφοδοσία του υδροφόρου προέρχεται από τη διήθηση των επιφανειακών υδάτων του ποταμού Ασωπού και των παρακείμενων χειμάρρων, ενώ κατά δεύτερο λόγω από την απευθείας κατείσδυση των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων. Για την προσομοίωση της υπόγειας ροής του αλλουβιακού υδροφόρου έγινε χρήση του κώδικα MODFLOW της USGS. Από την εφαρμογή του μοντέλου εξήχθησαν ικανοποιητικά αποτελέσματα που έδωσαν τη δυνατότητα υπολογισμού ενός αξιόπιστου ισοζυγίου, το οποίο μπορεί να αποτελέσει ένα εργαλείο στην εφαρμογή ενός σχεδίου ορθολογικής διαχείρισης των υδατικών πόρων της Κορινθίας. Για την υδροχημική έρευνα χρησιμοποιήθηκε πυκνό δίκτυο δειγματοληψίας νερού σε 35 υδροσημεία της περιοχής μελέτης. Ο υδροφόρος έχει επηρεαστεί από φαινόμενα υφαλμύρινσης κυρίως στις βόρειες παράκτιες ζώνες. Οι συγκεντρώσεις 7

8 των NO - 3, NH + 4 και των SO -2 4 ιόντων παρουσιάζονται υψηλότερες από τα ανώτατα επιτρεπόμενα όρια ποσιμότητας. Synopsis The study area forms the northern coastal part of Corinth s prefecture, between the towns of Kiato and Corinth and has an areal extend of 65 km 2. To the south it is bounded by Athens - Patras National road, whilst to the north it is bounded by Corinthian Gulf. The topographic relief is quite gentle and varies from 0 to 50 m. A considerable hydrographic network develops across the studied region and is represented mainly by the river Asopos and the less important torrents Rachianis and Zapantis. The region can be characterized as an agro tourism center. The land is used mainly for the cultivation and of citrus fruits, olives, apricots and vineyards. Regional environment is subject to numerous pressures most important of which are intensified uses of land and water resources. Water demands have considerably increased over the last 15 years and mainly are covered by groundwater abstract from the alluvial aquifer system. The geological bedrock of the study area consist of the carbonate sediments of Tripolis and Pindos zone and a transitional zone between Pindos and Pelagonial Zone. The plain north of the national zone is covered by post orogenic sediments of Pliocene to Holocene age which uncomformably overlay the bedrock formations. The studied aquifer is formed of recent unconsolidated material consisting of sands, pebbles, breccias and fine clay to silty sand deposits, characterized by high degree of heterogeneity and anisotropy. The thickness of the aquifer varies from a few meters to 40 m. From a hydrogeological point of view the system consists of an unconfined phreatic aquifer. A fault zone along the national highway delineates the southern edge of aquifer system, which is bounded by the Gulf of Corinth to the north. To the east, the system is bounded by the Tyrrhenian deposits extended to the sea. The marl series which, as an entity, is considered an aquitard, slopes to the north and forms the bedrock of the studied coastal alluvial aquifer system. The basic recharge of the phreatic aquifer is from the fluviotorrential deposits, especially those of the Asopos river and also from the Tyrrhenian deposits across the 8

9 southern edge of the basin. In addition to that the aquifer recharged from direct infiltration of precipitation and river bed indirect infiltration. The simulation of ground water flow of the alluvial aquifer is based on the MODFLOW model of the USGS. The application of the mathematical model had very satisfactory results which is a reliable hydrogeological balance. Estimation of hydraulic conductivity distribution was optimized by using trial and error inverse method. The ground water hydrochemical study was carried out, by an extensive network of 35 samples. The use of inorganic fertilizers in cultivations has a great pollution effect in ground water. The coastal aquifer has been affected, by sea water intrusion and as a result catio-exchange phenomena took plase along the coastline mainly at Lechaio area. The concentration of NO - 3, NH + 4, and SO - 4 ions are higher than the maximum allowed drinking limits. The application of R-mode factor analysis helped to delineate the major hydrochemical process of the area. 9

10 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 ΘΕΣΗ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Η περιοχή βρίσκεται στο νοτιοανατολικό άκρο της Πελοποννήσου, στο βόρειο τμήμα του νομού Κορινθίας και περιλαμβάνει την παράκτια περιοχή μεταξύ του Κιάτου και Κορίνθου. Τα γεωγραφικά όρια της περιοχής με βάση το ελληνικό σύστημα προβολής ΕΓΣΑ είναι από ανατολή έως και βορράς έως (εικόνα 1.1). Από γεωμορφολογικής άποψης, η περιοχή έρευνας οριοθετείται νότια από την έναρξη της ημιλοφώδους ζώνης. Ως νότιο όριο της περιοχής μελέτης μπορεί να χαρακτηριστεί η εθνική οδός Κορίνθου Πάτρας και ως βόρειο όριο ο Κορινθιακός κόλπος. Η συνολική έκταση της περιοχής μελέτης είναι 53 Km 2 και αποτελεί το βόρειο τμήμα των τριών υδρολογικών λεκανών των ποταμών Ασωπού, Ράχιανης και Ζαπάντη. 1.2 ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ Η Κορινθία αποτελεί μια περιοχή με πλούσια ιστορική παράδοση και σημαντικά αρχαιολογικά ευρήματα. Η Κόρινθος, πρωτεύουσα του νομού, βρίσκεται 80 χλμ. νοτιοδυτικά των Αθηνών και αποτελεί το κατεξοχήν αστικό κέντρο της Κορινθίας. Το όνομά της, πελασγικό κατά πάσα πιθανότητα, δηλώνει την μακραίωνη ιστορία της, λόγω της καίριας θέσης της αλλά και των εύφορων εδαφών της. Η αρχική θέση του οικισμού ήταν 7 χλμ. νοτιότερα, εκεί όπου σήμερα βρίσκεται το χωριό της Αρχαίας Κορίνθου. Η σύγχρονη πόλη χτίστηκε στη θέση την οποία βρίσκεται, το 1858, όταν η παλιά Κόρινθος καταστράφηκε από έναν σεισμό 7,5 Ρίχτερ. Χτυπήθηκε άλλες δύο φορές από τη μανία του εγκέλαδου: Το 1928, όταν ισοπεδώθηκε ξανά αλλά και το 1981, οπότε υπέστη σημαντικές καταστροφές. Η σημαντική θέση της αρχαίας Κορίνθου κατοικήθηκε από τα νεολιθικά χρόνια ( π.χ.). Η μεγάλη όμως ακμή της αρχίζει από τον 8ο π.χ. αιώνα. Δείγμα της αποτελεί ο δωρικός ναός του Απόλλωνα που κατασκευάσθηκε το 550 π.χ. Το κέντρο της βρίσκεται νότια του ναού του Απόλλωνα και περιλαμβάνει καταστήματα, 10

11 μικρούς ναούς, κρήνες, λουτρό και άλλα δημόσια κτήρια. Η Κόρινθος κατά τους βυζαντινούς χρόνους είναι, μαζί με την Πάτρα και την Θήβα, ένα από τα σημαντικότερα κέντρα μεταξουργίας. Για να αποφευχθούν οι διάφορες βαρβαρικές εισβολές τειχίστηκε με ισχυρό τείχος ο Ισθμός το 546 από τον Ιουστινιανό. Το 1147 όμως η πόλη κατακτήθηκε από τους Νορμανδούς που απήγαγαν όλους σχεδόν τους υφαντουργούς της και τους μετέφεραν στην Σικελία. Έκτοτε η πόλη ακολουθεί καθοδική πορεία και πέφτει στα χέρια των Φράγκων. Μία αναλαμπή ήταν η Δεσποτεία του Λέοντα Σγουρού. Το 1395 θα περιέλθει στο Δεσποτάτο της Πελοποννήσου, αλλά το 1397 θα πουληθεί στους Ιωαννίτες Ιππότες. Το 1459 έπεσε στα χέρια των Τούρκων και παρέμεινε στην κατοχή τους ως το 1823 οπότε απελευθερώθηκε και για σύντομο χρονικό διάστημα έγινε η πρώτη πρωτεύουσα του νέου ελληνικού κράτους, και στα δημόσια κτίριά της κυμάτισε για πρώτη φορά η ελληνική σημαία, με τον Σταυρό και τις 9 γαλάζιες και άσπρες λουρίδες, η οποία και σήμερα είναι η επίσημη σημαία της Ελλάδας. 11

12 Εικόνα 1.1. Χάρτης περιοχής μελέτης. 12

13 1.3 ΠΡΟΓΕΝΕΣΤΕΡΕΣ ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΕΡΕΥΝΕΣ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΚΟΡΙΝΘΙΑΣ Οι προγενέστερες έρευνες αναφέρονται στις υδρολογικές συνθήκες της Κορινθίας. Εντούτοις η χρησιμότητα τους είναι πολύ σημαντική γιατί παρέχει την δυνατότητα της σύγκρισης των παλαιοτέρων με τις υφιστάμενες συνθήκες, από την οποία εξάγονται χρήσιμα συμπεράσματα για την μακροχρόνια διακύμανση του ποιοτικού και ποσοτικού χαρακτήρα του υπόγειου νερού. Η σημαντικότερη προγενέστερη ερευνητική μελέτη στην περιοχή ενδιαφέροντος. αποτελεί το ερευνητικό πρόγραμμα «Υδρογεωλογική μελέτη τεχνητού εμπλουτισμού υπόγειων υδροφορέων βόρειας και ημιλοφώδους ζώνης του νομού Κορινθίας» με επιστημονικό υπεύθυνο τον καθηγητή Ι.Κουμαντάκη (Κουμαντάκης, 1999). 13

14 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 2. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ 2.1 Το υπόβαθρο της περιοχής Η περιοχή μελέτης αποτελεί το πεδινό παραλιακό τμήμα ανάμεσα στις πόλεις της Κορίνθου και του Κιάτου. Αυτή περιορίζεται απ τα βόρεια από τον Λέχαιο κόλπο(ανατολικό κομμάτι του Κορινθιακού) και από τα νότια από την νέα εθνική οδό Κορίνθου-Πατρών. Ο Κορινθιακός κόλπος γεωλογικά όπως γνωρίζουμε αποτελεί ένα ευρύ τεκτονικό βύθισμα με υψηλούς ρυθμούς απομάκρυνσης, μεταξύ των δυο τεμαχών, της Πελοποννήσου και της στερεάς Ελλάδας. Το μήκος του είναι περίπου 100 Km και το μέγιστο πλάτος 40 Km, χωρίζοντας την ηπειρωτική Ελλάδα από την Πελοπόννησο (Doutsos, 1990). Στο ανατολικό τμήμα του Κόλπου τα Καινοζωικά ιζήματα επικάθονται πάνω στο Προνεογενές υπόβαθρο της Πελοποννήσου (Poulimenos, 1993). Αυτό αποτελείται από τις γεωλογικές ζώνες της Τρίπολης, της Πίνδου και της Πελαγονικής (εικόνα 2.1). Εικόνα 2.1 Απλοποιημένος τεκτονικό- γεωλογικός χάρτης της Πελοποννήσου (Ξυπολιάς, 2000). 14

15 Η ζώνη της Τρίπολης και η Φυλλιτική-Χαλαζιτική σειρά αποτελούν τις αυτόχθονες ενότητες της περιοχής πάνω στις οποίες επωθήθηκε η ζώνη της Πίνδου ως αλλόχθονη ενότητα. Η ζώνη της Τρίπολης έχει καθοριστεί σαν ύβωμα που είχε συνεχή νηριτική ιζηματογένεση κατά τους αλπικούς χρόνους και έδωσε μια σειρά ανθρακικών πετρωμάτων συνολικού πάχους μεγαλύτερου από 1800 m. Αυτά αποτελούνται από Άνω Τριαδικούς δολομίτες και μεσοζωικούς ασβεστόλιθους που επικαλύπτονται από ένα φλύσχη κυρίως μαργαϊκό. Η φυλλιτική σειρά αποτελείται από ημιμεταμορφωμένα πετρώματα, φυλλίτες, χαλαζίτες και ανακρυσταλλωμένους ασβεστόλιθους γνωστούς με το όρο Plattenkalk. Η ζώνη της Πίνδου αποτελείται από ασβεστόλιθους και Δολομίτες του Τριαδικού, την σχιστοκερατολιθική διάπλαση του Ιουρασικού, τον Κάτω Τριαδικό φλύσχη, τους Τριαδικούς πελαγικούς ασβεστόλιθους και τέλος από τον Ηωκαινικό φλύσχη (εικ1.2). Εικόνα 2.2. Σχηματική λιθοστρωματογραφική στήλη, αντιπροσωπευτική της ζώνης Ωλονού - Πίνδου, 1: δολομίτες, 2: πλακώδεις ασβεστόλιθοι, 3: αργιλοψαμμίτες, 4: ηφαιστειοϊζηματογενή υλικ4, 5: κερατόλιθοι, 6: ασβεστόλιθοι με πυριτικές ενστρώσεις, 7: λατυποπαγή, 8: ανωκρητιδικοί ασβεστόλιθοι, 9: σχηματισμός φλύσχη. (Μουντράκης, 1986). 15

16 Το τεκτονικό κάλυμμα της Πίνδου χαρακτηρίζεται γενικά από ασύμμετρες τεκτονικές δομές, επωθήσεις και πτυχές με ροπή προς τα δυτικά. Έτσι λόγω της προέλασης προς τα δυτικά το κάλυμμα της Πίνδου παρουσιάζεται έντονα τεκτονικά παραμορφωμένο. Αντίθετα η ζώνη της Τρίπολης αποτελεί μία μεγάλου πάχους και μηχανικά δύσκαμπτη ανθρακική πλατφόρμα που σε μεγασκοπικό πεδίο χαρακτηρίζεται από μεγάλα ανοικτά αντίκλινα και σύγκλινα (εικόνα 1.3). Αντίθετα, σε μεσοσκοπικό πεδίο επικρατούν οι διαρρήξεις (fracturing) και οι τεκτονικές επιφάνειες διάλυσης (Ξυπολιάς, 2000). Εικόνα 2.3. Σχηματική λιθοστρωματογραφική στήλη της ζώνης Γαβρόβου - Τρίπολης. 1: μαρμαρυγιακοί σχιστόλιθοι, 2: φυλλίτες, 3: χαλαζίτες, 4: ασβεστολιθικές ενστρώσεις, 5: δολομίτες, 6: μαύροι ασβεστόλιθοι, 7: λατυποπαγείς ασβεστόλιθοι, 8: βωςιτική εμφάνιση, 9: φλύσχης. (Μουντράκης, 1986). 16

17 Εικόνα 2.4 Επώθηση της ζώνης Πίνδου προς τα δυτικά (Ξυπολιάς, 2000). Στην ευρύτερη περιοχή μελέτης ως σχηματισμοί του υπόβαθρου εμφανίζονται το τέμαχος της Ακροκορίνθου και οι ασβεστόλιθοι νότια της Ξυλοκέριζας (Εικόνα 2.5). Το τέμαχος της Ακροκορίνθου προβάλει ως τεκτονικό κέρας μέσα από διαδοχικές γενεές κλαστικών ιζημάτων και μαργών. Αυτή αποτελεί στο σύνολό της σχεδόν, ένα αντίκλινο πολλαπλώς διαρρηγμένο και διαβρωμένο που εμφανίζεται μέσα από τα νεογενή ιζήματα (Τάταρης, 1997). Στο φύλλο Κόρινθος το τέμαχος της Ακροκορίνθου παρουσιάζεται να έχει ηλικία Μ. Ιουρασικού ενώ μεταγενέστερες εργασίες προτείνουν ότι περιλαμβάνει και το Μ. Τριαδικό (Τάταρης, 1997) ενώ ο Richter et al (1992) υποστηρίζει ότι ανήκει στο Α. Ιουρασικό Κ. Κρητιδικό. Πολλοί ερευνητές θεωρούν ότι το τέμαχος ανήκει στη ζώνη Παρνασσού και άλλοι υποστηρίζουν ότι είναι μετάβαση της Α. Ελλάδας προς τη ζώνη Ωλονού-Πίνδου. Μία τρίτη άποψη, θεωρεί τους ασβεστόλιθους αντίστοιχους προς αυτούς των Γερανιών που προωθήθηκαν προς τα Δυτικά (Χριστοδούλου, 1970). Οι Μέσο Τριαδικοί Κάτω Ιουρασικοί ασβεστόλιθοι που εκτείνονται ανατολικά της Ξυλοκέριζας θεωρείται ότι αποτελούν τεμάχη της Πελαγονικής. Σύμφωνα με τον Ξυπολιά (2000) είναι μία αλλόχθονη σειρά μεταβατικού χαρακτήρα, μεταξύ της ζώνης Πίνδου και της Πελαγονικής και ενδεχομένως της Νότιας απολήξεως Παρνασσού. Παρακάτω αναφέρονται η αναλυτική στρωματογραφία και η γεωγραφική εξάπλωση των δύο αυτών σχηματισμών. 17

18 18

19 Εικόνα 2.5. Γεωλογικός χάρτης της περιοχής μελέτης (Γεωλογικός χάρτης της Ελλάδας, φύλλα Κόρινθος και Νεμέα, ΙΓΜΕ, 1966&1969). 19

20 Εικόνα 2.6 Γεωλογική τομή από Βορρά προς Νότο Λέχαιο - Αρχαία Κόρινθος (Γεωλογικός χάρτης της Ελλάδας, Φύλλο Κόρινθος, ΙΓΜΕ, 1966). Το τέμαχος της Ακροκορίνθου (εικόνα 2.6) αποτελείται από ανοικτότεφρους ασβεστόλιθους ενίοτε ερυθρίζοντες, με κονδύλους ή ενστρώσεις πυριτολίθων. Αυτοί εμφανίζονται χονδροπλακώδεις έως λεπτοστρωματώδεις ενώ κατά θέσεις είναι δολομιτιωμένοι. Εντός αυτών αναπτύσσεται η σχιστοκερατολιθική διάπλαση η οποία αποτελείται από κερατολίθους, ψαμμίτες, αργίλους φαιές έως πράσινες μάργες και οφιολιθικά σώματα. Οι ασβεστόλιθοι που συναντώνται νότια της Ξυλοκέριζας με επιμήκη ανάπτυξη και διεύθυνση Α-Δ η οποία καταλήγει στον όρμο τον Κεχριών είναι σωματώδεις έως παχυστρωματώδεις. Αυτοί είναι χρώματος λευκού έως λευκότερου ενώ συχνά εμφανίζονται ωολιθικοί ψευδοωολιθικοί ενίοτε είναι κρυσταλλικοί και κατά θέσεις είναι δολομιτικοί. Η ηλικία τους είναι Μ.Τριαδική έως Κ.Ιουρασική. 2.2 Μετα-Αλπικά ιζήματα και η γεωτεκτονική τους εξέλιξη Οι σχηματισμοί με την μεγαλύτερη εξάπλωση στην περιοχή είναι αυτοί του νεογενούς, γι αυτό παρακάτω, αναφέρεται συνοπτικά η τεκτονικό-γεωλογική τους εξέλιξη στο νεογενές. Η λεκάνη του Κορινθιακού στη διάρκεια του Α.Πλειόκαινου στο σύνολο της χαρακτηρίζεται από λιμνοθαλάσσιες αποθέσεις. Μέχρι το Α.Πλειόκαινο η Κορινθιακή τάφρος ήταν μία ομοιόμορφη λεκάνη σε πλάτος και σε 20

21 βάθος, στην οποία αναπτύχθηκαν λιμνοθαλάσσια περιβάλλοντα ιζηματογένεσης. Η λεκάνη αυτή ελεγχόταν από ΑΒΑ διεύθυνσης κανονικά ρήγματα και από ρήγματα μετασχηματισμού (transfer faults) με διεύθυνση ΒΒΔ. Στο κατώτερο Πλειστόκαινο έχουμε αλλαγή της γεωμετρίας της λεκάνης. Τα κύρια ρήγματα που ελέγχουν τότε την λεκάνη είναι κανονικά, λιστρικά με ΔΒΔ διεύθυνση ενώ τα μετασχηματισμού που την τροποποιούν έχουν διεύθυνση ΒΒΑ. Επιπλέον σύγχρονα με τα παραπάνω υπάρχει και μία ζώνη μετασχηματισμού με κανονικά ρήγματα ΒΑ διεύθυνσης. Η δράση της ζώνης μετασχηματισμού είχε σαν αποτέλεσμα την υποδιαίρεση της κύριας αυτής Κορινθιακής λεκάνης σε τρεις υπολεκάνες: στην κύρια υπολεκάνη της Κορίνθου η οποία είχε μεγάλο βάθος και πλάτος, στη δευτερεύουσα υπολεκάνη της Πάτρας με μικρό βάθος και πλάτος και στην υπολεκάνη του Ρίου η οποία ήταν στενή και ρηχή. Κατά μήκος της υπολεκάνης της Κορίνθου στη διάρκεια του Πλειστόκαινου παρατηρείται ασύμμετρη τεκτονική βύθιση με μέγιστη τιμή στα ανατολικά. Έτσι αναπτύσσονται τρία διαφορετικά περιβάλλοντα ιζηματογένεσης, το ένα δυτικά, στο Αίγιο, το δεύτερο πιο κεντρικά στην περιοχή της Εβροστίνας και το τρίτο Ανατολικά, στην Κόρινθο. Το τεκτονικό καθεστώς που επικρατούσε στην υπολεκάνη της Κορίνθου είναι πιο ασθενές σε σχέση με τις υπολεκάνες του Αιγίου και της Εβροστίνας. Στο κατώτερο Πλειστόκαινο οι συνθήκες ήταν παρόμοιες με αυτές του Α. Πλειόκαινου, οπότε είχαμε την απόθεση λιμνοθαλάσσιων μαργών. Κατά το Ανώτερο Πλειστόκαινο όμως οι συνθήκες ιζηματογένεσης άλλαξαν και έτσι πάνω από τις μάργες αποτέθηκαν θαλάσσιες αναβαθμίδες (terraces) του Τυρρηνίου. (Α. Πλειστόκαινο). Οι θαλάσσιες αυτές αναβαθμίδες είναι πιο κοινές στα Βόρεια της Κορίνθου και υποδιαιρούνται σε τέσσερις διαφορετικές λιθολογίες: Α) Επίπεδη κάθετη στρώση και συμπαγή κροκαλοπαγή Β) Πηλός με ελασματώσεις και βιοαναμοχλεύσεις Γ) Ωολιθικοί ψαμμίτες Δ) Εγκάρσιοι αμμόλοφοι Ε) Λιμνοθαλάσσιες μάργες 21

22 Εικόνα 2.7.Σχηματική απεικόνιση των διαφορετικών ρυθμών ανύψωσης της Κορινθιακής τάφρου (Pirazzoli et al., 2004). Ο ρυθμός ανύψωσης παρουσιάζεται διαφορετικός, για τα τμήματα της λεκάνης, κατά το τεταρτογενές (Εικόνα 2.7). Με βάση τις Τεταρτογενής αναβαθμίδες ο ρυθμός ανύψωσης στην περιοχή της Κορίνθου ήταν ο χαμηλότερος 0,3 0,4 mm/y (Pirazzoli et al., 2004). Η αναλυτική στρωματογραφία και η εξάπλωση των σχηματισμών στην περιοχή μελέτης αναπτύσσεται παρακάτω Σχηματισμοί του Νεογενούς Σειρά μαργών Πρόκειται για αποθέσεις υφάλμυρης έως λιμναίας φάσης πλειο- πλειστοκαινικής ηλικίας με επικράτηση της λιμναίας φάσης στα ανώτερα τμήματα της σειράς (Zelilidis, 2000). Σύμφωνα με τις γεωλογικές τομές των γεωτρήσεων που πραγματοποιήθηκαν στην περιοχή κατά το παρελθόν ο σχηματισμός αυτός αποτελείται από υποκίτρινες έως λευκές, ενίοτε ανοικτότεφρες ή κυανίζουσες μάργες με παρεμβολές κατά περιοχές ψαμμιτών, ψηφιτοπαγών, κροκαλοπαγών και μαργαϊκών ασβεστολίθων. Αυτές συναντώνται σε ολόκληρη τη λοφώδη περιοχή και 22

23 επεκτείνονται και προς τα βόρεια αποτελώντας το υπόβαθρο των προσχωματικών και νεότερων αποθέσεων της παραλιακής πεδινής ζώνης μεταξύ Κορίνθου και Κιάτου Τυρρήνιες αναβαθμίδες Αυτές αποτελούνται από συνεκτικές αποθέσεις, κυρίως θαλάσσιες και παράκτιες, δηλαδή από κροκαλοπαγή, κροκάλες, λατύπες, άμμους και ψηφίδες, με κατά τόπους ενδιαστρώσεις μαργών ο σχηματισμός αυτός ανήκει στο Πλειστόκαινο (Τυρρήνιο). Το πάχος τους κυμαίνεται από 5 έως 20 μ., τα υλικά είναι τοποθετημένα σε οριζόντια στρώματα και εμφανίζονται επιφανειακά κατά μήκος ζωνών με διεύθυνση Α-Δ, αμέσως νότια της εθνικής οδού Κορίνθου-Πατρών. Αυτοί οι σχηματισμοί υπέρκεινται των πλειστοκαινικών μαργών. Η σημερινή μορφολογία τους και η τοποθέτησή τους στο χώρο αποδίδεται σε σύστημα κλιμακωτών ρηγμάτων με γενική διεύθυνση Α-Δ η οποία προς τα ανατολικά σταδιακά μεταπίπτει σε ΒΔ- ΝΑ. Έτσι εμφανίζονται βόρεια εκατέρωθεν των ρηγμάτων ενώ στις περιοχές νότια των ρηγμάτων δεν εμφανίζονται αφού αυτά έχουν διαβρωθεί. Οι τυρρήνιες αναβαθμίδες κατά περιοχές καλύπτονται από κολουβιακές αποθέσεις και από προσχώσεις σημαντικού πάχους στην παραλιακή πεδινή ζώνη. Οι κολουβιακοί σχηματισμοί που αποτελούνται από κοκκινοχώματα, αργιλούχα υλικά, πηλούς και ιλυοαμμούχους πηλούς που προέρχονται από την εξαλλοίωση των σχηματισμών του Τυρρήνιου και του Πλειόκαινου. Εμφανίζονται κατά μήκος της γραμμής που ορίζει η επιφανειακή ανάπτυξη των Τυρρήνιων αναβαθμίδων και των Πλειοκαινικών σχηματισμών καλύπτοντας τις επιφάνειες επιπέδωσης που δημιουργούνται στη ζώνη νότια των αναβαθμίδων Ερυθρά αργιλομιγής άμμος Υλικό που υπέρκειται των τυρρήνιων σχηματισμών και πιθανά πρόκειται για παλαιές παράκτιες αποθέσεις διότι περιέχει μικρά θαλάσσια απολιθώματα. Έχει πάχος 5-10 μ. και αναπτύσσεται νότια και ανατολικά της Κορίνθου και βόρεια του Λεχαίου όπου παρουσιάζεται επιφανειακά αποσαθρωμένο σχηματίζοντας ελεύθερη άμμο. 23

24 Προσχωματικά υλικά πεδινών ζωνών Υλικά αποσάθρωσης και εξαλλοίωσης παλαιότερων σχηματισμών που έχουν μεταφερθεί από μικρή απόσταση. Πρόκειται για χαλαρά έως ελαφρά συνδεδεμένα υλικά αποτελούμενα συνήθως από άμμους, αργίλους, πηλούς και κροκάλες σε μίγματα επί το πλείστον ποικίλων αναλογιών. Καλύπτουν σχεδόν όλη την πεδινή περιοχή από το Λέχαιο έως το Κιάτο σε ζώνη που εκτείνεται από την παραλία έως περίπου τον άξονα της εθνικής οδού Κορίνθου-Πατρών Παλαιοί και νέοι κώνοι κορημάτων και πλευρικά κορήματα Συντίθενται από χαλαρές έως συνεκτικές και καλά συγκολλημένες αποθέσεις, αποτελούμενες κυρίως από άμμους, χάλικες, κροκάλες και λατύπες Σύγχρονοι παράκτιοι σχηματισμοί Αποτελούνται από χαλαρούς και ασύνδετους άμμους και κροκάλες ενώ κατά θέσεις τα υλικά αυτά είναι καλά συγκολλημένα. Εμφανίζονται σε όλη την παραλιακή έκταση από το Λέχαιο έως τις εκβολές του Ασωπού σε ζώνη πλάτους 5-10μ Σύγχρονες αλλουβιακές αποθέσεις Πρόκειται για αποθέσεις χειμάρρων που αποτελούνται από πολύμικτα αδρομερή υλικά κυρίως άμμους, κροκάλες και λατύπες. Τα υλικά αυτά είναι συνήθως χαλαρά έως ελαφρά συνδεδεμένα και αναπτύσσονται εντός και εκτός της κοίτης των κυριοτέρων χειμάρρων της περιοχής, σχηματίζοντας σε ορισμένες περιπτώσεις αναβαθμίδες μικρού πάχους. 24

25 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 3. ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ 3.1 ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΑ ΚΑΤΑΚΡΗΜΝΙΣΜΑΤΑ Τα βροχομετρικά δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν στα πλαίσια της μεταπτυχιακής εργασίας προέρχονται από τους βροχομετρικούς σταθμούς Βέλου, Δρίζας, Σπαθοβουνίου και Καλλιθέας.Οι σταθμοί αυτοί καλύπτουν όλο σχεδόν το φάσμα των υψομετρικών κλάσεων από τα 20 m έως τα 631 m Ομογενοποίηση βροχομετρικών δεδομένων Οι μεταβολές κάποιων τεχνικών-γεωμετρικών χαρακτηριστικών των βροχομετρικών σταθμών μπορούν να προκαλέσουν μια συστηματική μεταβολή στις παρατηρήσεις οι οποίες πλέον μετατρέπονται σε ακατάλληλες για επεξεργασία. Για να εξασφαλιστεί λοιπόν η ομοιογένεια των δεδομένων όλων των σταθμών της περιοχής έρευνας χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος της καμπύλης διπλής μάζας, κατά την οποία οι αθροιστικές ετήσιες τιμές βροχόπτωσης ενός σταθμού συγκρίνονται µε τη μέση αθροιστική βροχόπτωση μιας ομάδας γειτονικών σταθμών, οι οποίοι είναι μεταξύ τους ομοιογενείς. Εφόσον δεν υπάρχει άλλη επίδραση εκτός αυτής των κλιματολογικών μεταβολών η καμπύλη είναι ευθεία. Η εφαρμογή της ανάλυσης της διπλής μάζας στους βροχομετρικούς σταθμούς της Κορινθίας (Εικόνα 3.1) έδειξε ότι όλοι οι σταθμοί είναι ομοιογενείς, αφού τα σημεία όλων των γραφημάτων προσομοιώνονται από µία ευθεία γραμμή. 25

26 Εικόνα 3.1. Διαγράμματα διπλής μάζας των ομοιογενών σταθμών της περιοχής έρευνας Σχέση υψομέτρου ύψους βροχόπτωσης Ο βασικότερος παράγοντας που επηρεάζει το ετήσιο ύψος βροχόπτωσης μιας περιοχής είναι το υψόμετρο της επιφάνειας του εδάφους. Άλλοι παράγοντες μικρότερης όμως σημασίας θεωρούνται η έκθεση του σταθμού στις αέριες μάζες, ο προσανατολισμός και η υψομετρική διαφορά μεταξύ σταθμού και υψηλότερου σημείου από το σταθμό σε ακτίνα 5 μιλίων κ.ά. Εντούτοις, θεωρήθηκε ότι οι παράγοντες αυτοί δεν επιδρούν στη διαμόρφωση του ετησίου ύψους βροχόπτωσης και μοναδικό παράγοντα αποτελεί το υψόμετρο. Η μαθηματική σχέση που συνδέει τα δύο αυτά μεγέθη είναι µία εξίσωση πρώτου βαθμού, της μορφής y = ax + b, µε ανεξάρτητη μεταβλητή το απόλυτο υψόμετρο των σταθμών και εξαρτημένη μεταβλητή το μέσο ετήσιο ύψος βροχόπτωσης. Η σχέση αυτή ονομάζεται εξίσωση της βροχοβαθµίδας και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή του βροχομετρικού χάρτη μιας περιοχής. Ο έλεγχος της αξιοπιστίας της 26

27 σχέσης αυτής γίνεται με τον υπολογισμό του συντελεστή προσαρμογής R των δύο μεγεθών, εφαρμόζοντας τη μέθοδο των ελαχίστων τετραγώνων. Η σχέση αυτή θεωρείται ικανοποιητική εφόσον ο συντελεστής προσαρμογής (r 2 ) είναι μεγαλύτερος από 0.7. Από την εφαρμογή της μεθόδου στην περιοχή έρευνας προέκυψε ότι η βροχοβαθμίδα της Κορινθίας (Εικόνα 3.2) είναι μία εξίσωση της μορφής: y = 0.39x (2.1) όπου x είναι το υψόμετρο (m) και y μέσο ετήσιο ύψος βροχόπτωσης (mm). Από την εξίσωση αυτή φαίνεται ότι το ύψος βροχόπτωσης αυξάνεται κατά 39,5 mm ανά 100m υψομετρικής διαφοράς και το μέσο ετήσιο ύψος βροχόπτωσης στο επίπεδο της θάλασσας είναι 434,2 mm. Ο συντελεστής προσαρμογής της παραπάνω εξίσωσης ανέρχεται σε γεγονός που σημαίνει ότι το ετήσιο ύψος βροχόπτωσης επηρεάζεται σχεδόν αποκλειστικά από το υψόμετρο της περιοχής y = 0,3959x + 434,29 R 2 = 0,9973 Ύψος βροχόπτωσης Υψόμετρο Εικόνα 3.2. Η εξίσωση της βροχοβαθμίδας για τους σταθμούς Βέλου, Δρίζας και Σπαθοβουνίου. Κατά συνέπεια, η εξίσωση της βροχοβαθμίδας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή του βροχομετρικού χάρτη της περιοχής μελέτης. 27

28 Στην εικόνα 3.3 παρουσιάζεται ο βροχομετρικός χάρτης της περιοχής έρευνας, ο οποίος προέκυψε από την εφαρμογή της εξίσωσης της βροχοβαθμίδας στο ψηφιακό μοντέλο εδάφους (DEM). Εικόνα 3.3. Βροχομετρικός χάρτης των λεκανών Ασωπού, Ράχιανης και Ζαπάντη Μηνιαία πορεία των βροχοπτώσεων Τα μέσα μηνιαία ύψη βροχόπτωσης των σταθμών της Κορινθίας παρουσιάζονται αναλυτικά στην εικ.3.4, ενώ στον πίνακα 3.1 αναγράφονται οι μηνιαίες τιμές. Όπως φαίνεται από το ιστόγραμμα της εικόνας ο πλέον υγρός μήνας του έτους είναι ο Νοέμβριος και ακολουθεί ο Δεκέμβριος και ο Ιανουάριος. Αντίστοιχα, ο μήνας με τις λιγότερες βροχοπτώσεις, δηλαδή ο ξηρότερος μήνας, είναι ο Ιούλιος και ο Αύγουστος. Όσον αφορά την εποχιακή κατανομή των βροχοπτώσεων (Εικόνα 3.5), το 55% του ετησίου ύψους συγκεντρώνεται στη χειμερινή περίοδο, το 13% στη φθινοπωρινή, το 22% στην εαρινή και μόλις το 10 % στη θερινή περίοδο. 28

29 Πίνακας 3.1 Μέσες μηνιαίες τιμές βροχοπτώσεις (mm) στους σταθμούς της Κορινθίας Σταθμός ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑ'Ι'ΟΣ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠΤ ΟΚΤ ΝΟΕΜ ΔΕΚ Βέλο 77,12 48,35 57,53 26,2 27,02 4,8 4,95 15,33 21,54 37,25 87,09 64,47 Σπαθοβούνι 50,97 47,85 48,29 30,2 16,17 14,52 5,7 10,88 16,46 56,12 68,43 64,07 Δρίζα 92,83 83,15 73,16 49,53 32,84 17,51 13,31 23,6 16,91 65,8 94,82 99, Βέλο Σπαθοβούνι Δρίζα ΙΑΝ ΜΑΡ ΜΑ'Ι'ΟΣ ΙΟΥΛ ΣΕΠΤ ΝΟΕΜ Εικόνα3.4. Μηνιαία πορεία βροχοπτώσεων στην περιοχή της Κορινθίας. 13% 10% 22% 55% ΧΕΙΜΟΝΑΣ ΑΝΟΙΞΗ ΚΑΛΟΚΑΙΡΙ ΦΘΗΝΟΠΟΡΟ Εικόνα 3.5. Εποχιακή κατανομή των βροχοπτώσεων στην περιοχή της Κορινθίας. 29

30 3.1.4 Ετήσια πορεία των βροχοπτώσεων Για την περιγραφή της ετήσιας πορείας των βροχοπτώσεων στην περιοχή έρευνας επιλέχθηκε ο σταθμός του Βέλου, δεδομένου ότι εμφανίζει πλήρη χρονοσειρά δεδομένων για 20 υδρολογικά έτη ( ). Η ευθεία της τάσεως της χρονοσειράς προσδιορίστηκε με τη μέθοδο των ελαχίστων τετραγώνων. Από το διάγραμμα παρατηρείται ότι το ετήσιο ύψος βροχόπτωσης του σταθμού του Βέλου αυξάνεται γραμμικά με το χρόνο και ο ρυθμός αύξησης ανέρχεται σε 2,53 mm ανά έτος. Η εξίσωση που περιγράφει την τάση αύξησης των βροχοπτώσεων είναι της μορφής: y = 2,53x ,5 (3.2) ΣΤΑΘΜΟΣ ΒΕΛΟΥ ΥΨΩΣ ΒΡΟΧΗΣ (mm) y = 2,535x , ETOΣ Εικόνα 3.6. Ευθεία τάσης των ετησίων τιμών βροχόπτωσης του σταθμού Βέλου. Λόγω του μικρού μεγέθους της χρονοσειράς, δεν μπορούμε να εξάγουμε συμπεράσματα για την τάση των ετήσιων βροχοπτώσεων. Στο διάγραμμα της εικόνας 3.6 φαίνονται χαρακτηριστικά 6 έτη κατά τα οποία το ετήσιο ύψος βροχόπτωσης ήταν χαμηλότερο του μέσου όρου. Τα έτη 1992 μέχρι και το 1995 εμφανίζεται μεγάλη ξηρή περίοδος. 30

31 Για την ποσοτικοποίηση της έντασης των ξηρών περιόδων έχουν εισαχθεί πολλοί δείκτες μεταξύ των οποίων είναι και ο δείκτης Ζ (Beran and Rodier 1985) : Ο δείκτης αυτός προκύπτει από τη σχέση (3.3) όπου x i είναι το ετήσιο ύψος βροχόπτωσης του έτους i, x το μέσο ετήσιο ύψος βροχόπτωσης του σταθμού και σ η τυπική απόκλιση. Ως περίοδος ισχυρής ξηρασίας θεωρήθηκε εκείνη που αντιστοιχεί σε τιμή του δείκτη Ζ<-1.4 και αντιστοιχεί σε μείωση του ετησίου ύψους βροχόπτωσης κατά 35% κάτω από το μέσο όρο. Το διάγραμμα που απεικονίζει την τιμή του δείκτη Ζ για την περίοδο παρουσιάζεται στην εικόνα 3.7. Συνολικά διαπιστώθηκαν14 θετικές και 6 αρνητικές τιμές (Εικόνα 3.7). 2,5 2 1,5 1 Τιμές Δείκτη Ζ 0,5 0-0, ,5-2 Εικόνα 3.7. Τιμές του δείκτη Z για τον σταθμό του Βέλου (περίοδος ). Από τη συγκριτική μελέτη των δυο διαγραμμάτων μπορεί κανείς να πει ότι φαίνονται δυο περίοδοι ξηρασίας. Η πρώτη περίοδος είναι από το και η δεύτερη από 2000 έως το Η μικρότερη τιμή για το Z εμφανίζεται το 1992 όπου Z = -1,63 και το ύψος βροχής είναι 309 mm. 31

32 3.2 ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ Η θερμοκρασία του αέρα θεωρείται ένα από τα κυριότερα κλιματολογικά στοιχεία, δεδομένου ότι αποτελεί έναν από τους βασικούς παράγοντες, που επηρεάζουν την τιμή της εξατμισοδιαπνοής. Η ημερησία μεταβολή της θερμοκρασίας του αέρα ακολουθεί, με κάποια καθυστέρηση, την αντίστοιχη μεταβολή της ηλιακής ακτινοβολίας. Οι μέγιστες τιμές της θερμοκρασίας καταγράφονται τις πρώτες απογευματινές ώρες και οι ελάχιστες τις πρώτες πρωινές πριν την ανατολή του ήλιου. Η μέση ημερήσια θερμοκρασία ορίζεται από την παρακάτω σχέση: Τ μ =1/4(Τ 8 +Τ 14 +2Τ 20 ) (3.4) όπου Τ 8, Τ 14,Τ 20 είναι οι αντίστοιχες τιμές της θερμοκρασίας τις ώρες που δείχνει ο δείκτης. Η μικρότερη ελάχιστη ημερήσια τιμή της θερμοκρασίας στο σταθμό του Βέλου παρατηρήθηκε το 1992 και ήταν 3.6 o C, στις 24 Ιανουαρίου 2004 ενώ η αντίστοιχη μέγιστη ημερήσια ήταν 42 o C στις 23 Ιουλίου Η μέση μέγιστη και η μέση ελάχιστη ημερήσια τιμή της θερμοκρασίας στο σταθμό του Βέλου για την περίοδο ήταν 22,4 o C και o C αντίστοιχα. Από τον πίνακα με τις μέσες μηνιαίες θερμοκρασίας φαίνεται ότι ο ψυχρότερος μήνας είναι ο Ιανουάριος ενώ υπάρχουν έτη κατά τα οποία ψυχρότερος μήνας είναι ο Φεβρουάριος. Ο θερμότερος μήνας για όλους τους σταθμούς είναι ο Ιούλιος ενώ ακολουθεί ο Αύγουστος. 30 Μέση μηνιαία θερμοκρασία ( ο C) Βέλο Σπ αθοβούνι Δρίζα 0 Ι Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ Εικόνα 3.8 Κατανομή της μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας. 32

33 Η μέση ετήσια θερμοκρασία του ατμοσφαιρικού αέρα γενικά ελαττώνεται με το υψόμετρο. Ο ρυθμός της μεταβολής έχει μια μέση τιμή C ανά 100 μέτρα και αποτελεί την «θερμοβαθμίδα» (εικόνα 3.9). Για τον υπολογισμό της στον νομό Κορινθίας έγινε προσαρμογή στα δεδομένα της μέσης ετήσιας θερμοκρασίας των σταθμών. Έτσι προκύπτει ότι η μέση θερμοκρασία στην επιφάνεια την θάλασσας είναι 17,023 0 C και η ελάττωση της είναι 0,23 0 C ανά 100 m. Η παραπάνω εξίσωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για των υπολογισμό της θερμοκρασίας σε διάφορα υψόμετρα στην περιοχή μελέτης ,5 Θερμοκρασία (οc) 17 16, ,5 y = -0,0023x + 17,023 R 2 = 0, Εικόνα 3.9. Σχέση υψομέτρου θερμοκρασίας. 3.3 ΕΞΑΤΜΙΣΗ Η εξάτμιση μεταβάλλεται σε συνάρτηση με το γεωγραφικό πλάτος, την εποχή του έτους, το υψόμετρο, την ώρα της ημέρας και την ηλιοφάνεια. Γενικά η εξάτμιση ακολουθεί ανάλογη πορεία με αυτής της θερμοκρασίας, ενώ με την βροχόπτωση και την σχετική υγρασία ακολουθεί αντίστροφη πορεία. Στον πίνακα 3.2 παρουσιάζονται οι μέσες μηνιαίες τιμές εξάτμισης. Η γραφική απεικόνιση της μηνιαίας κατανομής της εξάτμισης στην περιοχή παρουσιάζεται στο ιστόγραμμα της εικόνας Από τα παραπάνω δεδομένα φαίνεται ότι η μέγιστη τιμή της εξάτμισης παρατηρείται το μήνα Ιούλιο και η ελάχιστη τον Ιανουάριο και Δεκέμβριο. 33

34 Πίνακας 3.2 Μέσες μηνιαίες τιμές εξάτμισης (mm) στο σταθμούς Σπαθοβουνίου και Δρίζας (περίοδος ). ΣΤΑΘΜΟΣ ΙΑΝ ΦΕΒ ΜΑΡ ΑΠΡ ΜΑΙ ΙΟΥΝ ΙΟΥΛ ΑΥΓ ΣΕΠ ΟΚΤ ΝΟΕ ΔΕΚ ΕΤΗΣΙΟ Σπαθοβούνι Δρίζα Μέση ετήσ ια εξάτμισ η Σπ αθοβούνι Δρίζα 0 ΙΑΝ ΜΑΡ ΜΑΙ ΙΟΥΛ ΣΕΠ ΝΟΕ Εικόνα Κατανομή της μηνιαίας εξάτμισης στους σταθμούς Σπαθοβουνίου και Δρίζας (περίοδος ). 3.4 ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ Η ηλιακή ακτινοβολία που φθάνει στην γη είναι σημαντική γιατί συντελεί στις μεταβολές της θερμοκρασίας και του αέρα και του εδάφους και επομένως επιδρά και στην εξάτμιση. Το μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας που φθάνει απευθείας στην επιφάνεια της γης όταν δεν παρεμβάλλεται κάποια νέφωση αποτελεί την άμεση ακτινοβολία, ενώ το μέρος εκείνο που διαχέεται στην ατμόσφαιρα και εν συνεχεία προσπίπτει στην επιφάνεια, αποτελεί την διάχυτη ηλιακή ακτινοβολία. Το άθροισμα της άμεσης με την διάχυτης αποτελεί την ολική ακτινοβολία. Όταν ο ουρανός είναι συννεφιασμένος η ολική ακτινοβολία που φθάνει στην γη είναι η διάχυτη. 34

35 Μετρήσεις της ηλιακής ακτινοβολίας διατίθενται μόνο από το μετεωρολογικό σταθμό του Βέλου, οι μέσες μηνιαίες τιμές των οποίων παρουσιάζονται στον πίνακα 3.3. Πίνακας 3.3. Μέση ημερήσια ανά μήνα ολική ηλιακή ακτινοβολία [cal/(cm2 day)] στο σταθμό Βέλου (περίοδος ). ΣΤΑΘΜΟΣ Ιαν. Φεβ. Μαρ. Απρ. Μάιο Ιουν. Ιουλ. Αυγ. Σεπτ Οκτ Νοεμ. εκ. Βέλο 197,4 260,6 336,6 453,7 513,7 563, ,5 431,1 290,1 198,9 152,9 Βέλο Μέση ημερήσια ολίκη ακτινοβολία ανα μήνα [cal/(cm2 day)] Ιαν. Φεβ. Μαρ. Απρ. Μάϊο Ιουν. Ιουλ. Αυγ. Σεπτ Οκτ Νοεµ. Βέλο Εικόνα Κατανομή των μέσων ημερήσιων τιμών ακτινοβολίας ανά μήνα. 3.5 ΗΛΙΟΦΑΝΕΙΑ Η διάρκεια της ηλιοφάνειας για μια περιοχή είναι επίσης ένας παράγοντας που επηρεάζει την εξατμισοδιαπνοή, δεδομένου ότι η εξάτμιση ευνοείται κάτω από συνθήκες ηλιοφάνειας, διότι τότε φτάνει στην επιφάνεια του εδάφους το σύνολο της ηλιακής ακτινοβολίας. Στοιχεία για την διάρκεια της ηλιοφάνειας έχουμε από το σταθμό του Βέλου για την περίοδο Στον πίνακα 2.4 που ακολουθεί και στο διάγραμμα της εικόνας 3.10 παρουσιάζονται οι τιμές διάρκειας ηλιοφάνειας ανά μήνα για τους σταθμούς της περιοχής έρευνας. 35

36 Όπως παρατηρούμε και η ηλιοφάνεια ακολουθεί την ίδια κατανομή με την θερμοκρασία παρουσιάζοντας μέγιστα τον μήνα Ιούλιο και ελάχιστα τους μήνες Δεκέμβριο και Ιανουάριο. Το εύρος κύμανσης της παραμέτρου κυμαίνεται από 350 h 151 h για τον σταθμό Βέλου. Πίνακας 3.4. Κατανομή της διάρκειας ηλιοφάνειας ανά μήνα για τον σταθμό της περιοχής έρευνας. ΣΤΑΘΜΟΣ Ιαν. Φεβ. Μαρ. Απρ. Μάϊο Ιουν. Ιουλ. Αυγ. Σεπτ Οκτ Νοεμ. εκ. Βέλο 157,6 144,1 184,9 223,9 271, ,4 340,4 273,2 195,7 151,1 120,8 Βέλο Ηλιοφάνεια (hours) Βέλο Ιαν. Φεβ. Μαρ. Απρ. Μάϊο Ιουν. Ιουλ. Αυγ. Σεπτ Οκτ Νοεµ. Εικόνα Κατανομή της διάρκειας ηλιοφάνειας ανά μήνα για τον σταθμό Βέλου. 3.6 ΆΝΕΜΟΙ Ο άνεμος, η οριζόντια δηλαδή κίνηση του ατμοσφαιρικού αέρα, λόγω διαφοράς στην ατμοσφαιρική πίεση μεταξύ δύο περιοχών, είναι μια ακόμα σημαντική παράμετρος για το υδρολογικό ισοζύγιο μιας περιοχής, αφού επηρεάζει άμεσα την εξατμισοδιαπνοή, αλλά και την ξηρότητα της ατμόσφαιρας. Για την περιοχή έρευνας συλλέχθηκαν στοιχεία για την ένταση και τη κατεύθυνση των ανέμων για τον σταθμό Βέλου, με την μορφή επί της εκατό συχνότητας εμφάνισης. 36

37 Στους πίνακες 3.5 και 3.6 και στα διαγράμματα των εικόνων και που ακολουθούν παρουσιάζονται οι κατανομές κατευθύνσεων και ταχυτήτων ανέμων για τον σταθμό της περιοχής. Πίνακας 3.5. Συχνότητα εμφάνισης % για την κατεύθυνση ανέμων του σταθμού της περιοχής έρευνας. Βόρειος Β.Ανατολικός Ανατολικός Ν.Ανατολικός Νότιος Ν.Δυτικός Δυτικός Β.Δυτικός Νηνεμία Βέλο 5,861 14,379 9,78 3,974 7,936 3,711 2,492 5,346 46,521 Πίνακας 3.6. Συχνότητα εμφάνισης % για την ταχύτητα ανέμων σε κλίμακα Beaufort Βέλο 46,52 3,43 19,62 13,13 11,14 3,99 1,74 0, Βέλο Βόρειος 15 Βορειοδυτικός 10 Βορειανατολικός 5 υτικός 0 Ανατολικός Βέλο Νοτιοδυτικός Νοτιανατολικός Νότιος Εικόνα Αραχνοδιαγράμματα κατανομής συχνοτήτων εμφάνισης % της κατεύθυνσης ανέμων. 37

38 Βέλο Εικόνα Διαγράμματα κατανομής συχνοτήτων εμφάνισης % για την ταχύτητα των ανέμων σε κλίμακα Beaufort. Όπως παρατηρούμε η περιοχή δεν χαρακτηρίζεται γενικά από ισχυρούς ανέμους, με τιμές ταχύτητας οι οποίες φθάνουν μέχρι τα 7 Beaufort, ενώ οι επικρατούσες διευθύνσεις τον σταθμό του Βέλου, όπου επικρατούν οι ΒΑ/κοι και οι ανατολικοί άνεμοι. 3.7 ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ Η ατμοσφαιρική υγρασία είναι η ποσότητα των υδρατμών που περιέχεται στον ατμοσφαιρικό αέρα. Προέρχεται από τις διαδικασίες της εξάτμισης και της διαπνοής, αλλά η κύρια πηγή προέλευσης είναι η εξάτμιση του νερού από την επιφάνεια της θάλασσας. Αποτελεί ένα σημαντικό κλιματικό παράγοντα, διότι, εκτός του ότι επηρεάζει την εξάτμιση και τη διαπνοή των φυτών, αποτελεί την πηγή όλων των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων. Οι παρατηρήσεις της ατμοσφαιρικής υγρασίας αναφέρονται στην σχετική υγρασία της ατμόσφαιρας. Ως σχετική υγρασία (hr) ορίζεται η εκατοστιαία αναλογία της ποσότητας των υδρατμών που υπάρχουν σε κάποιο χώρο, προς την ποσότητα που θα μπορούσε ο χώρος αυτός να συγκρατήσει υπό κορεσμένες συνθήκες στην ίδια θερμοκρασία (Σακκάς, 1992). Από τον πίνακα 3.7 φαίνεται ότι ο υγρότερος μήνας είναι ο Δεκέμβριος και ο ξηρότερος μήνας είναι ο Ιούλιος. 38

39 Η μηνιαία κατανομή της σχετικής υγρασίας και της θερμοκρασίας του αέρα εμφανίζουν αντίθετη πορεία, δηλαδή οι μήνες με τη μέγιστη θερμοκρασία χαρακτηρίζονται από την ελάχιστη σχετική υγρασία και το αντίθετο (Εικόνα 3.15) Ι Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ Μήνες Σχετική Υγρασία Θερμοκρασία Εικόνα Κλιμοδιάγραμμα θερμοκρασίας σχετικής υγρασίας στο σταθμό του Βέλου(περίοδος ). Πίνακας 3.7 Μέση μηνιαία σχετική υγρασία (%) στους Δρίζας(περίοδος ). σταθμούς Βέλου και Σταθμός Ι Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ Ετήσια Βέλο ( ) Δρίζα (

40 3.8. ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΟ ΙΣΟΖΥΓΙΟ Η κατανομή του νερού μέσα σε μια υδρολογική λεκάνη ή λεκάνη απορροής μπορεί να περιγραφεί σε γενικές γραμμές από την μαθηματική έκφραση: P=R+E+I+ΔW+Δq+Q (3.5) όπου: P= τα ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα R= η επιφανειακή απορροή Ε= η πραγματική εξατμισοδιαπνοή Ι= η κατείσδυση ΔW= η διαφορική αποθήκευση νερού στη γη Δq= Προσφορές και απολείψεις νερού από ανθρωπογενείς παρεμβάσεις Q= η εξωτερική τροφοδοσία του υδρολογικού συστήματος Με την προϋπόθεση ότι οι υδρολογικές λεκάνες αποτελούν αυτοτελή συστήματα και ότι, οι ανθρώπινες παρεμβάσεις και οι μεταβολές στα υπόγεια αποθέματα είναι αμελητέες, οι παράγοντες ΔW, dq, q της εξίσωσης (3.5.) παραλείπονται και παίρνει τη μορφή P = R + E + I (3.6) Δηλαδή το ύψος των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων, σε μια υδρολογική λεκάνη, ισούται με το άθροισμα των αντιστοίχων υψών, των παραγόντων της επιφανειακής απορροής, της εξατμισοδιαπνοής, και της κατείσδυσης στην λεκάνη αυτή. Οι παραπάνω παράμετροι του υδρολογικού ισοζυγίου δύναται να εκφραστούν είτε σε ύψος νερού (mm) είτε σε όγκο νερού (m 3 ) ή σε εκατοστιαίο ποσοστό (%).Στην παρούσα διπλωματική εργασία, η εξίσωση του υδρολογικού ισοζυγίου αναφέρεται στην υδρολογική περίοδο Εδώ πρέπει να τονιστεί ότι το υδρολογικό ισοζύγιο αφορά σε μία πολύ μεγαλύτερη χρονική περίοδο (15 έτη). Επίσης, οι υπολογισμοί πραγματοποιηθήκαν για τον σταθμό του Βέλου που αντιπροσωπεύει την περιοχή μελέτης (πεδινή ζώνη) για την περίοδο, μέχρι των Απρίλιο του Στην παρούσα έρευνα αφού προσδιορίστηκαν οι παράγοντες P, E και I από την επεξεργασία μετεωρολογικών στοιχείων για τον όγκο νερού από βροχόπτωση και την πραγματική εξατμισοδιαπνοή, είτε με την χρησιμοποίηση 40

41 βιβλιογραφικών στοιχείων για την κατείσδυση, υπολογίστηκε μετά έμμεσα ο όγκος νερού της επιφανειακής απορροής Όγκος νερού από βροχόπτωση Η πεδινή περιοχή που καταλαμβάνει ο υδροφόρος που εξετάζουμε βρίσκεται στην βόρεια απόληξη τριών επιμέρους υδρολογικών λεκανών (Ράχιανη, Ζαπάντη και Ασωπού). Ο υπολογισμός του μέσου ετησίου όγκου νερού, που δέχονται οι τρεις υδρολογικές λεκάνες από τις βροχοπτώσεις, έγινε χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των ισοϋετών καμπυλών. Για την χάραξη των ισοϋετών καμπυλών του βροχομετρικού χάρτη της περιοχής έρευνας (Εικόνα 3.3) εφαρμόστηκε η εξίσωση της βροχοβαθμίδας στο ψηφιακό μοντέλο εδάφους (DEM). Το ύψος βροχόπτωσης, που αντιστοιχεί στην επιφάνεια μεταξύ δύο διαδοχικών καμπυλών, αντιστοιχεί στο μέσο όρο τους, ενώ ο όγκος του νερού της βροχόπτωσης προκύπτει ως το γινόμενο του μέσου ύψους βροχόπτωσης κάθε βροχομετρικής ζώνης επί το εμβαδόν της επιφάνειάς της. Ο μέσος ετήσιος όγκος νερού βροχόπτωσης, που δέχεται η περιοχή, υπολογίζεται από το άθροισμα των επιμέρους αυτών γινομένων. Για τον υπολογισμό του όγκου νερού που δέχονται οι τρεις λεκάνες απορροής (Ράχιανη, Ζαπάντη και Ασωπού) της περιοχής μελέτης πολλαπλασιάστηκε το εμβαδόν της επιφάνειας μεταξύ δύο ισοϋετών επί τη μέση βροχόπτωση (ημιάθροισμα των τιμών βροχόπτωσης των δύο καμπυλών). Για τον προσδιορισμό ενός προσεγγιστικού ισοζυγίου στην περιοχή έρευνας μελετήθηκε ξεχωριστά καθεμιά από τις παραπάνω παραμέτρους και υπολογίζεται το επιφανειακό υδρολογικό ισοζύγιο για τις λεκάνες απορροής Ασωπού, Ζαπάντη και Ράχιανη. Επομένως, ο μέσος ετήσιος όγκος νερού που δέχονται οι λεκάνες απορροής των ποταμοχειμάρρων Ράχιανη, Ζαπάντη και Ασωπού είναι αντίστοιχα 113 x 106 m 3, 83 x 106 m 3 και 207 x 106 m 3 δηλαδή συνολικά 403x 106 m Εξατμισοδιαπνοή Αποτελεί σημαντική παράμετρο του υδρολογικού ισοζυγίου και αντιπροσωπεύει τις ποσότητες του νερού που επανέρχονται στην ατμόσφαιρα με τη συνδυασμένη δράση της εξάτμισης και της διαπνοής των φυτών. Η εξατμισοδιαπνοή εξαρτάται από 41

42 πολλούς παράγοντες όπως: θερμοκρασία εδάφους-αέρα, υγρασία εδάφους-αέρα, ταχύτητα ανέμου, βαρομετρική πίεση, ηλιακή ακτινοβολία, είδος χλωρίδας, πορώδες, κοκκομετρία κλπ. Πολυάριθμοι εμπειρικοί τύποι έχουν προταθεί για τον υπολογισμό της εξατμισοδιαπνοής (δυναμικής και πραγματικής) χωρίς κανένας απ αυτούς να έχει καθολική αποδοχή Δυναμική ή δυνητική εξατμισοδιαπνοή Η δυναμική εξατμισοδιαπνοή παρέχει ένα άνω όριο στις συνολικές απώλειες εξάτμιση και διαπνοή, αν τα αποθέματα σε νερό ήταν αρκετά για να αντισταθμίσουν τις μέγιστες απώλειες. Είναι δηλαδή ένας κλιματικός δείκτης που δείχνει το όριο της εξατμισοδιαπνοής σε μια συγκεκριμένη περιοχή, αν η προσφορά νερού ήταν απεριόριστη ώστε να καλύπτει τις απώλειες από εξάτμιση και διαπνοή. Ο Τhornthwaite, (1944) πρότεινε μια εμπειρική σχέση μεταξύ της δυναμικής εξατμισοδιαπνοής και της μέσης μηνιαίας θερμοκρασίας του αέρα. Η σχέση του Τhornthwaite παρέχει ικανοποιητικά αποτελέσματα σε υγρές περιοχές με επαρκή βλάστηση. Η σχέση αυτή έχει την ακόλουθη εκθετική μορφή: Ερ=1,6(10Τ/Ι) α (2.7) Όπου: Ερ = μέση μηνιαία τιμή της δυναμικής εξατμισοδιαπνοής σε mm Τ = μέση μηνιαία θερμοκρασία σε o C α = 675x1Ο -9 x I 3-7,71x 1Ο - 7xI 2 + 0,01792x I + 0,49239 (2.8) Ι = είναι ο ετήσιος θερμικός δείκτης (annual heat index) και δίνεται από το άθροισμα των 12 μηνιαίων θερμικών δεικτών: i= Σ ( Τ/5 )1,514 (2.9) Για τον υπολογισμό της Ερ έχει εισαχθεί και ένας διορθωτικός παράγοντας που εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος του σταθμού. Στον Πίνακα 2.11 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα από την εφαρμογή της μεθόδου στους σταθμούς Βέλου, Σπαθοβουνίου, Δρίξας και Καλλιθέας. 42

43 Πίνακας Μηνιαία δυναμική εξατμισοδιαπνοή (mm) κατά Τhornthwaite. σταθμός Ι Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ Ετήσιο Βέλο Κόρινθος Σπαθοβουνι ,5 Δρίζα , ,5 Καλλιθέα 17, Πραγματική εξατμισοδιαπνοή (Real evapotranspiration) Η πραγματική εξάτμιση αντιστοιχεί στην ποσότητα νερού που πραγματικά μεταφέρεται από το έδαφος στην ατμόσφαιρα, η οποία και ρυθμίζεται από την περιεχόμενη στο έδαφος υγρασία. Αποτελεί δηλαδή και αυτή έναν παράγοντα μεταφοράς θερμότητας και η γνώση της απαιτείται για την κατάρτιση του υδρολογικού ισοζυγίου μιας περιοχής. Η μέση ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή σε μία περιοχή αποτελεί τη συνισταμένη πολλών παραγόντων, μεταξύ των οποίων είναι το συνολικό ύψος και η κατανομή της βροχόπτωσης, τα τοπογραφικά και γεωλογικά χαρακτηριστικά της λεκάνης απορροής, η φυτική κάλυψη και οι μετεωρολογικές συνθήκες, οι οποίες επηρεάζουν την εξάτμιση και τη διαπνοή. Όπως και στην περίπτωση της δυναμικής εξατμισοδιαπνοής, έτσι και εδώ υφίστανται διάφοροι μέθοδοι υπολογισμού της. Ο Turc (1949), μετά από μελέτη της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής και στατιστική ανάλυση αυτής σε 254 λεκάνες απορροής από διάφορες χώρες του κόσμου, κατέληξε στην παρακάτω εμπειρική σχέση: (2.10) όπου AE = μέση ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή (mm). P = μέσο ετήσιο ύψος βροχόπτωσης (mm). L = συνάρτηση της θερμοκρασίας που δίνεται από τη σχέση: 43

44 L= T T 3 (2.11) όπου T = μέση ετήσια θερμοκρασία ( o C). Εφαρμόζοντας τη μέθοδο Turc στα κλιματικά δεδομένα των σταθμών Βέλο Σπαθοβούνι και Δρίζα, για τους οποίους υπάρχουν δεδομένα βροχοπτώσεων και θερμοκρασιών, προκύπτει ο παρακάτω πίνακας(3.12). Πίνακας Μέση ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή κατά Turc (περίοδος ). Σταθμός μέσο ετήσιο ύψος βροχής Θερμοκρασία (oc). Πραγματική εξατ/διαπνοή (mm) Συντελεστής Πρ. εξατμ/ής (%) Βέλο Σπαθοβούνι Δρίζα 448,5 15, ,2 482,5 16,1 443, ,5 15,7 556,3 81,1 Καλλιθέα 538,2 17,1 490,7 91,2 Μία δεύτερη εμπειρική μέθοδος υπολογισμού της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής διατυπώθηκε από τον Coutagne (1949), η οποία βασίζεται στα ίδια στοιχεία με αυτή της μεθόδου του Turc. Σύμφωνα με αυτήν: (3.12) l = συνάρτηση της θερμοκρασίας, που δίνεται από τη σχέση: l = T (2.13) Η εξίσωση του Coutagne ισχύει μόνο εάν το ύψος βροχόπτωσης περιέχεται μεταξύ των παρακάτω ορίων: 44

45 (3.14) Η συνθήκη αυτή ικανοποιείται σε όλους τους σταθμούς της περιοχής έρευνας και τα αποτελέσματα από την εφαρμογή της παρουσιάζονται στον πίνακα Πίνακας Μέση ετήσια πραγματική εξατμισοδιαπνοή κατά Coutagne (περίοδος ). Σταθμός Μέσο ετήσιο ύψος βροχής (mm) Θερμοκρασία ( ο C) Πραγματική εξατμ/διαπνοή (mm) Συντελεστής Πρ. εξατμ/ής (%) Βέλο 448, ,7 86,6 Σπαθοβούνι 482,5 16,1 406,3 84,2 Δρίζα 685,5 15,7 528,8 77 Καλλιθέα 538,2 17,1 447,5 83,1 Η πραγματική εξατμισοδιαπνοή μπορεί να προσδιοριστεί με την εφαρμογή του ισοζυγίου κατά Thornthwaite and Mather (1955). Αυτό προκύπτει θεωρώντας ότι το συγκρατούμενο με μορφή υγρασίας νερό αποτελεί ένα απόθεμα, στο οποίο προστίθεται το νερό των βροχοπτώσεων και αφαιρείται η πραγματική εξατμισοδιαπνοή. Αν η βροχόπτωση (Ρ) υπερβαίνει την δυναμική εξατμισοδιαπνοή (ΡΕ) τότε η πραγματική εξατμισοδιαπνοή ΑΕ=ΡΕ. Τότε η διαφορά (Ρ- ΡΕ) αποθηκεύεται στο έδαφος μέχρις ότου αυτό κορεστεί από υγρασία. Η ικανότητα κατακράτησης νερού στο έδαφος εξαρτάται από τη φύση του και τη βλάστηση. Αν η βροχόπτωση είναι μικρότερη από ΡΕ τότε έχουμε δύο περιπτώσεις: 1 η περίπτωση: το άθροισμα της βροχόπτωση (Ρ) με την υγρασία του εδάφους να είναι μεγαλύτερο από την ΡΕ οπότε η πραγματική εξατμισοδιαπνοή ΑΕ= ΡΕ 45