ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΠΟΤΑΜΟΥ ΜΑΝΙΚΙΑΤΗ, Κ. ΕΥΒΟΙΑ

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΟΥ ΠΟΤΑΜΟΥ ΜΑΝΙΚΙΑΤΗ, Κ. ΕΥΒΟΙΑ ΜΠΑΡΟΥ ΑΘΑΝΑΣΙΑ Α.Μ ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ: ΖΑΓΓΑΝΑ ΕΛΕΝΗ ΠΑΤΡΑ, 2012

2 Περιεχόμενα Πρόλογος 2 Περίληψη 3 Abstract 4 1. Εισαγωγή Γενικά Ιστορικά Στοιχεία Το Απολιθωμένο Δάσος της Β. Εύβοιας Περιοχή μελέτης Γεωλογία της Ν. Εύβοιας Γενικά Γεωλογική Επισκόπηση της Περιοχής Μελέτης Τεκτονική Γενικά - Γεωτεκτονική Εξέλιξη Τεκτονική της Περιοχής Μελέτης Γεωδυναμική Εξέλιξη της Ευρύτερης Περιοχής Σεισμικά Δεδομένα Κλιματολογία Γενικά Μετεωρολογικά Δεδομένα Γεωμορφολογία Γεωμορφολογία Περιοχής Μελέτης Υδρογραφικό Δίκτυο Επιφανειακή Υδρολογία Κύκλος του Νερού Υδρολογικό Ισοζύγιο Κατακρημνίσματα Κατείσδυση Επιφανειακή Απορροή Εξατμισοδιαπνοή Υδρογεωλογία Γενικά Υδρολιθολογία της Περιοχής Υδροχημεία Γενικά Μέθοδοι Χημικής Ανάλυσης Υδροχημική Ταξινόμηση Δειγμάτων Συμπεράσματα 61 Βιβλιογραφία 62 Πτυχιακή Εργασία ~ 1 ~

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα πτυχιακή εργασία πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια των μαθημάτων "Πτυχιακή Ι και ΙΙ" και η ανάθεσή της έγινε από το Τμήμα Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών και την Λέκτορα του Τμήματος κα. Ελένη Ζαγγανά. Έπειτα από την ολοκλήρωση αυτής της εργασίας οφείλω να ευχαριστήσω κατ αρχήν την κα. Ελένη Ζαγγανά, για την ανάθεση της συγκεκριμένης πτυχιακής εργασίας, για την καθοδήγηση και ενθάρρυνσή της καθ όλη την διάρκεια της προετοιμασίας της. Επιπλέον, θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον Παναγιώτη Τσερόλα, μεταπτυχιακό φοιτητή του Εργαστηρίου Υδρογεωλογίας του Τμήματος για την πολύτιμη βοήθεια, τον χρόνο που διέθεσε και τις συμβουλές του σε όλες τις φάσεις ολοκλήρωσης της πτυχιακής εργασίας. Ακόμη, θα ήθελα να ευχαριστήσω την συμφοιτήτριά μου Κατερίνα Λαμπροπούλου για την συνεργασία μας στις εργασίες υπαίθρου, καθώς και στις εργαστηριακές αναλύσεις. Τέλος, δεν θα μπορούσα να παραλείψω την οικογένειά μου για την αμέριστη υποστήριξη, κατανόηση και σεβασμό που μου έδειξε σε όλη την διάρκεια των σπουδών μου. Πτυχιακή Εργασία ~ 2 ~

4 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η προσέγγιση και μελέτη των υδρογεωλογικών συνθηκών που επικρατούν στην περιοχή της Εύβοιας και συγκεκριμένα στην λεκάνη του Μανικιάτη ποταμού. Ο ποταμός διασχίζει το σημείο επαφής δυο γεωτεκτονικών ζωνών, της Πελαγονικής και της Αττικοκυκλαδικής αποτελώντας ένα φυσικό δίαυλο ανάμεσα στις γεωμορφολογικά και γεωλογικά ετερόκλητες Βόρεια και Νότια Εύβοια. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις στάθμης των πηγαδιών που βρίσκονται στη λεκάνη του ποταμού, δειγματοληψίες των πηγαδιών και υδροχημικές αναλύσεις και κατασκευάστηκαν αναλυτικοί χάρτες και διαγράμματα για την ανάλυση των υδρογεωλογικών συνθηκών. Επιπλέον, συγκεντρώθηκαν παλαιότερες μελέτες που αφορούν γεωλογικά στοιχεία της ευρύτερης περιοχής (Κ. Εύβοια), καθώς και κλιματολογικά δεδομένα από αρμόδιες υπηρεσίες. Ο υδροχημικός χαρακτήρας των δειγμάτων νερού είναι κυρίως γαιοαλκαλικός με υψηλό ποσοστό αλκαλίων, οξυανθρακικός. Συνεπώς, διακρίνουμε την κυριαρχία Ca και Νa στα δείγματα. Δευτερευόντως, επικρατεί και το Mg. Πτυχιακή Εργασία ~ 3 ~

5 ABSTRACT The purpose of this essay is the approach and study of the hydrogeological conditions of the area of Evia and specially of hydrological basin of the river Manikiatis. Manikiatis river runs over two separate geological zones, the Pelagonian Plate and the Attico Cycladic Massif, as a natural border between the geologically and geomorphologically different South and North Evia. For the purpose of tis essay were used measurements of the groundwater levels, relevant research and data for the study area, meteorologial data from national agencies, samples for hydrochemical analysis in the laboratory of the Department of Geology and map construction with Geoproccessing and map digitizing programs (ArcView 3.2). Πτυχιακή Εργασία ~ 4 ~

6 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Γενικά Η Εύβοια είναι το δεύτερο μεγαλύτερο νησί της Ελλάδας και το έκτο μεγαλύτερο της Μεσογείου. Η έκταση του νησιού είναι km 2 και εκτείνεται κατά μήκος της βορειοανατολικής ηπειρωτικής Στερεάς Ελλάδας, από τον Μαλιακό κόλπο μέχρι απέναντι από την ακτή της Ραφήνας, χωριζόμενη από αυτή από την Ευβοϊκή θάλασσα ή Ευβοϊκό κόλπο. Εικόνα 1: Γενικός χάρτης της Εύβοιας. Γενικά το σχήμα της είναι στενόμακρο με πεπλατυσμένες τις δύο άκρες της. Εκτείνεται με κατεύθυνση από βορειοδυτικά προς νοτιοανατολικά, έχοντας συνολικό μήκος 180 χλμ. και κυμαινόμενο πλάτος από 8 μέχρι 50 χλμ. Στα ΒΔ χωρίζεται από την Φθιώτιδα και Μαγνησία από το δίαυλο Ωρεού, ενώ νότια του Ευβοϊκού Κόλπου χωρίζεται από τη Βοιωτία και την Αττική. Από τον πορθμό του Καφηρέα χωρίζεται νοτιοανατολικά από την Άνδρο. Τα βόρεια και βορειοανατολικά παράλιά της βρέχονται από το Αιγαίο Πέλαγος. Στο κοντινότερο σημείο με τη Στερεά Ελλάδα είναι κτισμένη η πρωτεύουσα και μεγαλύτερη πόλη του νησιού η Χαλκίδα, όπου υπάρχει η μία εκ των δύο ζεύξεων του νησιού με την ηπειρωτική Ελλάδα, η παλαιά γέφυρα της Χαλκίδας. Πτυχιακή Εργασία ~ 5 ~

7 Προσφάτως χτίστηκε και η υψηλή γέφυρα της Χαλκίδας, από τις μεγαλύτερες κρεμαστές γέφυρες της Ευρώπης. Σημαντικότεροι επιμέρους κόλποι της Εύβοιας είναι από τον Πορθμό του Ευρίπου και βόρεια: του Βατώντα, της Λίμνης και της Αιδηψού, και νότια του Αλιβερίου, της Καρύστου και προς το Αιγαίο της Κύμης. Επίσης, κατά μήκος των ακτών της Εύβοιας απαντώνται πλήθος νησίδων μεταξύ των οποίων είναι οι Λιχάδες, οι Πεταλιοί, η Μυρτώ, η Πρασούδα και το Ποντικονήσι. Γενικά το κλίμα της είναι εύκρατο και υγιεινό που συντελεί στην άφθονη βλάστηση και στη φυσική της ομορφιά. 1.2 Ιστορικά Στοιχεία Την εποχή του χαλκού η Εύβοια κατοικούταν από το αρχαιοελληνικό φύλο των Αβάντων. Ο Όμηρος αναφέρει πως οι Άβαντες συμμετείχαν στον Τρωικό πόλεμο στο πλευρό των Αχαιών. Αναφέρει μάλιστα πως είχαν ιδρύσει ήδη τις πόλεις Χαλκίδα, Ερέτρια, Ιστιαία, Κήρινθος, Δίον, Κάρυστο, και Στύρα. Την περίοδο των μεγάλων μετακινήσεων στον ελλαδικό χώρο οι Άβαντες εκτοπίστηκαν από τους Ίωνες. Οι Ίωνες της Εύβοιας χωρίστηκαν σταδιακά σε δύο ισχυρά κράτη, της Χαλκίδας στον βορρά και της Ερέτρειας στο κεντρικό τμήμα του νησιού. Νοτιότερα στην περιοχή του όρους Όχη είχαν εγκατασταθεί Δρύοπες προερχόμενοι από την περιοχή που αποτέλεσε τα μετέπειτα χρόνια την Δωρίδα. Κυριότερη πόλη των Δρυόπων ήταν η Κάρυστος. Οι πόλεις της Εύβοιας κατά τον 8 ο αιώνα π.χ. είχαν εξελιχθεί σε μεγάλες εμπορικές δυνάμεις της περιοχής. Φημίζονταν επίσης για τα κεραμικά τους. Κατά τον αιώνα αυτόν οι Ευβοείς άρχισαν να δημιουργούν αποικίες, αρχικά στην Χαλκιδική και στην συνέχεια στην Κάτω Ιταλία, στην οποία ίδρυσαν τις πρώτες ελληνικές αποικίες. Πρώτη αποικία των Ευβοέων στην Ιταλία ήταν οι Πιθηκούσσες σε ένα νησί ανοικτά της Νάπολης, ενώ λίγα χρόνια μετά ίδρυσαν στην απέναντι ακτή την Κύμη. Η Κύμη έγινε βάση για την ίδρυση νέων αποικιών, όπως ήταν η Ζάγκλη, το Ρήγιο και η Νάξος. Σύμφωνα με μία διαδεδομένη άποψη, οι Ευβοϊκές πόλεις της Κάτω Ιταλίας διέδωσαν το δικό τους αλφάβητο στην περιοχή, το οποίο εξελίχθηκε στην συνέχεια στο Λατινικό αλφάβητο. Σύμφωνα με την ίδια Πτυχιακή Εργασία ~ 6 ~

8 άποψη, οι Ευβοικές πόλεις χρησιμοποιούσαν μία παραλλαγή του ελληνικού αλφαβήτου που αποκαλείται Ευβοϊκό ή Χαλκιδαϊκό αλφάβητο, το οποίο είχε παρόμοια μορφή με το σημερινό Λατινικό. Ληλάντιος πόλεμος Ο όγδοος αιώνας π.χ. ήταν ο αιώνας κατά τον οποίο η Εύβοια έφτασε στο απόγειο της ακμής της. Η περίοδος ακμής τερματίστηκε στο τέλος του 8 ου αιώνα, όταν ο ανταγωνισμός των δύο ισχυρών κρατών του νησιού οδήγησε στο ξέσπασμα του Ληλάντιου πολέμου. Ο πόλεμος αυτός ήταν ένας από τους πρώτους μεγάλους πολέμους μεταξύ των αρχαιοελληνικών πόλεων και πήρε Πανελλήνιες διαστάσεις. Οι αντιμαχόμενοι Χαλκιδαίοι και Ερετρειείς συμμάχησαν και με άλλες ελληνικές πόλεις. Με τους Χαλκιδαίους συμμάχησαν οι Θεσσαλοί και οι Σάμιοι, ενώ με τους Ερετρειείς οι Μιλήσιοι. Η ημερομηνία αυτού του πολέμου δεν είναι σήμερα γνωστή με ακρίβεια. Τοποθετείται στα τέλη του 8 ου αιώνα και στις αρχές του 7 ου. Ο πόλεμος ήταν αμφίρροπος και προκάλεσε τεράστιες καταστροφές στις δύο πόλεις. Το αποτέλεσμα του πολέμου ήταν να εξασθενήσουν και οι δύο πόλεις και να μπουν σε περίοδο παρακμής. Την θέση τους ως εμπορικές δυνάμεις του αρχαίου κόσμου πήραν η Κόρινθος, τα Μέγαρα, οι πόλεις της Ιωνίας και η Αθήνα. Επόμενοι αιώνες Στους αιώνες που ακολούθησαν οι Ευβοϊκές πόλεις είχαν εξασθενήσει σε μεγάλο βαθμό, γεγονός που ήταν αποτέλεσμα του Ληλάντιου πολέμου, αλλά και της ανάδειξης νέων εμπορικών δυνάμεων στον ελλαδικό χώρο. Το 490 π.χ. μάλιστα ο Περσικός στόλος κατέστρεψε την Ερέτρια, η οποία κατά την διάρκεια της Ιωνικής επανάστασης είχε βοηθήσει τις Ιωνικές πόλεις και την παλιά της σύμμαχο Μίλητο. Την εποχή του Περικλή οι Αθηναίοι απέσπασαν από την Χαλκίδα την Ιστιαία και εγκατέστησαν στην πόλη Αθηναϊκή φρουρά. Την περίοδο αυτή η Εύβοια ήταν κάτω από τον έλεγχο των Αθηναίων με τους οποίους συμμάχησε κατά τον Πελοποννησιακό πόλεμο. Στα μέσα του 4 ου αιώνα, μετά την μάχη της Χαιρώνειας οι Ευβοείς πέρασαν στον έλεγχο των Μακεδόνων, όπου παρέμειναν μέχρι την Ρωμαϊκή κατάκτηση της Ελλάδας το 146 π.χ. Πτυχιακή Εργασία ~ 7 ~

9 Μανικιάτης ποταμός Ο ποταμός Μανικιάτης, βρίσκεται στην περιοχή Μανίκια, απ όπου πήρε το όνομά του. Η περιοχή συνδιάζει το άγριο ορεινό τοπίο με πλούσια βλάστηση και άφθονα νερά. Στα πόδια του οικισμού ρέει ο ποταμός Μανικιάτης, ο λεγόμενος Νέδων των αρχαίων. Βόρεια και ανατολικά του οικισμού υψώνεται σε μήκος 3 χιλιομέτρων απόκρημνο και με κάθετες πλευρές ασβεστολιθικός όγκος. Το ορεινό αυτό συγκρότημα με τα ονόματα Κόστυλας και Μαυροβούνι είναι ο λεγόμενος Τρύχας των αρχαίων. Ο δρόμος ακολουθεί μια φυσική χαράδρα, η οποία είναι κατάφυτη από πλατάνια και ελιές. Πάνω από τον οικισμό υψώνεται η οροσειρά του Κοτυλαίου. Ακριβώς από κάτω βρίσκεται μια άγρια και απότομη χαράδρα. Πάνω από τα βουνά εκτείνεται το οροπέδιο της Μελεΐνας. Το μεγάλο χαραδρώδες οροπέδιο περικλείεται ανάμεσα στα όρη Ξεροβούνι, Σκοτεινή, Μαυροβούνι και Κόστυλα και είναι σε ύψος μέτρα με αλπική βλάστηση. Έχει πηγαία νερά, τα οποία δεν έχουν διέξοδο προς την θάλασσα, αλλά μέσω του ποταμού που τα συγκεντρώνει χάνονται σε μια φυσική χοάνη του όρους Μαυροβούνι, η λεγόμενη Καταβόθρα. Το σπήλαιο που δημιουργείται έχει αποτελέσει αντικείμενο έρευνας σπηλαιολόγων. Στην ίδια θέση κατασκευάζεται το φράγμα των Μανικιών. Σύμφωνα με την παράδοση ο οικισμός ονομάστηκε έτσι από τις φαρδομάνικες πουκαμίσες που φορούσαν οι κάτοικοί του. Ο οικισμός χάρη στο ορεινό έδαφός του που προσέφερε ασφάλεια έζησε αδιάκοπα από την αρχαία εποχή μέχρι σήμερα. Στην περίοδο της Φραγκοκρατίας δεν φαίνεται να είχαν εγκατασταθεί εδώ Φράγκοι μιας και δεν υπάρχει οχυρός πύργος στην περιοχή. Στην περίοδο της Τουρκοκρατίας ήταν τσιφλίκι της τουρκάλας Χατζή-Εμινέ και αγοράστηκε από τους κατοίκους το Το Απολιθωμένο δάσος της Β.Εύβοιας Το απολιθωμένο δάσος της Κερασιάς αποτελεί ένα μοναδικό γεώτοπο, του οποίου η ορθολογική και μουσειακή ανάδειξη θεωρείται επιβεβλημένη, έτσι ώστε να μην καταστραφεί αφ ενός μεν από τις φυσικές φθορές, αφ ετέρου δε από τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Τα φυτικά απολιθώματα που αφθονούν στην Πτυχιακή Εργασία ~ 8 ~

10 ευρύτερη περιοχή του απολιθωμένου δάσους με τη μορφή πυριτιωμένων κορμών, κλάδων, ριζικών κόμβων, καρπών και σπερμάτων, αλλά και φύλλων με άριστη διατήρηση, έτσι ώστε να μπορεί να προσδιοριστεί το γένος, ακόμη και το είδος του φυτού της εποχής εκείνης, δηλαδή κατά το Ανώτερο Μειόκαινο 75-9 εκατομμύρια χρόνια πριν, δικαίως θεωρούνται σπάνια τεκμήρια της γεω-ιστορικής εξέλιξης του παρελθόντος. Η δημιουργία του δάσους οφείλεται σε ευνοϊκές συνθήκες απολίθωσης της δασικής βλάστησης που υπήρξαν στον ευρύτερο χώρο του Αιγαίου και συνδέεται άμεσα με την έντονη ηφαιστειακή δραστηριότητα της περιοχής. Η δημιουργία των απολιθωμένων κορμών ακολούθησε την διαδικασία της κύριας απολίθωσης, της αντικατάστασης της οργανικής ύλης, από διαλύματα πλούσια σε πυρίτιο. Από τα μέχρι τώρα επιστημονικά αποτελέσματα των ερευνητικών δραστηριοτήτων στο χώρο του απολιθωμένου δάσους, η ερευνητική ομάδα του τομέα Ιστορικής Γεωλογίας-Παλαιοντολογίας του πανεπιστημίου Αθηνών ανακάλυψε μεγάλο αριθμό κωνοφόρων και πλατύφυλλων δένδρων. Παράλληλα με τα φυτικά απολιθώματα από την ευρύτερη περιοχή του απολιθωμένου δάσους είναι γνωστά και λιμναία γαστερόποδα, σπονδυλόζωα. Πτυχιακή Εργασία ~ 9 ~

11 Το απολιθωμένο δάσος αναπτύχθηκε σε ένα υποτροπικό κλίμα με διάφορες εναλλαγές ψυχρών εποχών με κύρια χαρακτηριστικά την δασώδη βλάστηση του υποτροπικού κλίματος, όπως το μεσοφυτικό δάσος κωνοφόρων με σεκόιες και αγγειόσπερμα δένδρα των δάφνινων και οφείλει την δημιουργία του σε ηφαιστειακή δράση, καθώς ηφαιστειακοί τόφφοι που φιλοξενούν μία απολιθωμένη υποτροπική χλωρίδα απαντώνται στον δρόμο προς Κερασιά. 1.4 Περιοχή Μελέτης Πτυχιακή Εργασία ~ 10 ~

12 Η περιοχή μελέτης βρίσκεται στο Ανατολικό τμήμα του νομού Ευβοίας στην Στερεά Ελλάδα και βρίσκεται στην περιοχή Μανίκια, όπου ρέει ο ποταμός Μανικιάτης. Η γεωμορφολογία της περιοχής χαρακτηρίζεται ήπια, με χαμηλές κλίσεις, που ρυθμίζονται κυρίαρχα από την δράση ενός πυκνού υδρογραφικού δικτύου αλλά και ένα περιορισμένο αριθμό ρηγμάτων ΝΔ-ΒΒΔ κατεύθυνσης. O κυρίαρχος ρυθμιστικός παράγοντας της γεωμορφολογίας της περιοχής μελέτης είναι η δράση των υδατορεμάτων. 2. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΤΗΣ Ν.ΕΥΒΟΙΑΣ 2.1 Γενικά Η Αττικοκυκλαδική μάζα περιλαμβάνει την νότια Εύβοια. Η Αττικοκυκλαδική μάζα, αν και με αρκετές διαφοροποιήσεις, θεωρείται σήμερα ως η προς νότο προέκταση της Πελαγονικής ζώνης. Αποτελείται από μια ακολουθία καλυμμάτων που τοποθετήθηκαν κυρίως κατά τη διάρκεια του Ανώτερου Ηωκαίνου. Εικόνα 2: Χάρτης Γεωλογικών Ζωνών Ελλάδας (Μουντράκης 1985). Πτυχιακή Εργασία ~ 11 ~

13 Διακρίνονται από πάνω προς τα κάτω οι παρακάτω γεωλογικές ενότητες: Η ενότητα βάσης που αντιπροσωπεύει μία αμφιμεταμορφωμένη έως χαμηλά μεταμορφωμένη ασβεστολιθική πλατφόρμα. Αυτή η ιζηματογενής σειρά περιλαμβάνει Τριαδικής έως Άνω Κρητιδικής ηλικίας νηριτικούς ασβεστόλιθους που τοπικά εναλλάσσονται με μετακλαστικά πετρώματα στα ανώτερα μέλη της. Σε στρωματογραφική συμφωνία πάνω στην ανθρακική ακολουθία αποτίθεται φλύσχης του Παλαιογενούς. Χαρακτηριστικές εμφανίσεις της ενότητας Βάσης βρίσκονται επίσης στα νησιά Αμοργός, Τήνος, Θήρα και Σάμος. Η πλατφόρμα αυτή θεωρήθηκε ως ομόλογη της Απούλιας πλατφόρμας, είναι όμως δυνατόν να θεωρηθεί ως μικροήπειρος, ανάλογη με τη μικροήπειρο Ολύμπου-Όσσας. Στην πρώτη περίπτωση όμως, επειδή η ακολουθία από το Τριαδικό έως το Παλαιογενές είναι συνεχής, η άποψη αυτή δεν συμβαδίζει με την ύπαρξη του ωκεανού της Πίνδου. Η ενότητα της Χώρας που συνίσταται από ορθογνεύσιους, γρανιτοειδή και παραγνεύσιους Ερκύνιας ηλικίας. Οι πρωτόλιθοι αυτών των γνευσίων είναι γρανιτικά πετρώματα, των οποίων η ηλικία με βάση ραδιογεωχρονολογήσεις είναι ηλικίας περίπου 300Ma. Τα πετρώματα αυτής της ενότητας είναι πολυμεταμορφωμένα. Θεωρείται ότι αυτά έχουν μεταμορφωθεί σε τρία μεταμορφικά γεγονότα κατά το Άνω Κρητιδικό (ενδιάμεσες θερμοκρασίες και πιέσεις), το Κάτω Ηώκαινο και το Ολιγόκαινο. Στη διάρκεια της τελευταίας μεταμορφικής φάσης τα πετρώματα της ενότητας Χώρας υπέστησαν ανάτηξη. Η ανάτηξη προκάλεσε το σχηματισμό μιγματιτικών δόμων, όπως αυτό της Νάξου και της Πάρου. Η ενότητα των γλαυκοφανιτικών σχιστολίθων θεωρείται ότι αποτελεί ένα Μεσοζωικό παθητικό περιθώριο από νηριτικούς ασβεστόλιθους, ψαμμιτικά προς πηλιτικά ιζήματα και βασικούς έως όξινους ηφαιστίτες. Στο Ανώτερο Ηώκαινο το περιθώριο αυτό καταβυθίστηκε και μεταμορφώθηκε στους 450 ο θερμοκρασία και 14 kbar πίεση. Αργότερα, και στο Κατώτερο Ολιγόκαινο επακολούθησε ένα νεότερο μεταμορφικό γεγονός, τύπου Barrow (450 ο -480 ο C και P 4-7kbar), ώστε να δημιουργηθούν μεταμορφικοί δόμοι, όπως στα Πτυχιακή Εργασία ~ 12 ~

14 νησιά Νάξος και Σίφνος. Με βάση λιθολογικούς συσχετισμούς η ενότητα αποτελείται από τέσσερις ορίζοντες: Λεπτο-έως παχυστρωματώδη μάρμαρα με εναλλαγές κυανοσχιστολίθων, πρασινοσχιστολίθων και ενδιαστρώσεις αμφιβολιτών στη βάση τους. Στα μάρμαρα παρεμβάλλονται διασπορίτες και σμύριδα. Πρασινοσχιστόλιθοι και κυανοσχιστόλιθοι σε εναλλαγές με μάρμαρα και φακούς μεταβασιτών στην οροφή τους. Μάρμαρα με εναλλαγές κυανοσχιστολίθων, πρασινοσχιστολίθων, ιαδεϊτικών γνευσίων και εκλογιτών. Εκλογίτες και γλαυκοφανίτες που προέρχονται από μεταμόρφωση οφιολίθων. Στα πετρώματα αυτά περιλαμβάνονται από τα κατώτερα προς τα ανώτερα μια μετα-οφιολιθική mélange, μεταγάββροι μετασερπεντινίτες και μεταιζήματα. Το οφιολιθικό κάλυμμα αποτελείται από δύο επιμέρους ενότητες: Την ανώτερη ενότητα που περιλαμβάνει οφιολίθους που καλύπτονται από Άνω Κρητιδικούς ασβεστόλιθους. Την κατώτερη ενότητα που εμφανίζεται σαν mélange από Περμο- Τριαδικούς ασβεστόλιθους, πρασινοσχιστόλιθους και διεισδύσεις στη βάση τους. Η μεταμόρφωση στην ενότητα του οφιολιθικού καλύμματος έγινε σε συνθήκες πρασινοσχιστολιθικής φάσης, η δε ηλικία της είναι Άνω Κρητιδική. Εναλλακτικά για την τεκτονο-στρωματογραφική διάρθρωση της ζώνης έχει προταθεί επίσης ένας διαχωρισμός σε κατώτερες και ανώτερες ενότητες. Οι κατώτερες ενότητες περιλαμβάνουν το προ-αλπικό κρυσταλλικό υπόβαθρο, στο οποίο υπέρκεινται επωθημένα καλύμματα μιας μεταμορφωμένης ηφαιστειοιζηματογενούς ανώτερης ακολουθίας. Η ηλικία του πρωτόλιθου των πετρωμάτων αυτών δεν είναι προσδιορισμένη με ακρίβεια και καθορίζεται από σποραδικές εμφανίσεις Μεσοζωικών ενοτήτων. Με τη γεωχρονολόγηση λευκού μαρμαρυγία προσδιορίστηκανηλικίες για δύο μεταμορφικά γεγονότα, τα οποία επέδρασαν, τόσο Πτυχιακή Εργασία ~ 13 ~

15 στο υπόβαθρο όσο και στα ανώτερα καλύμματα:εκλογιτική έως επιδοτιτική κυανοσχιστολιθική φάση μεταμόρφωσης στο Ηώκαινο, ενώ δείγματα που αντιπροσωπεύουν μια πρασινοσχιστολιθική ανάδρομη φάση έδωσαν Ολιγοκαινική- Μειοκαινική ηλικία. Κατά την διάρκεια του Μειοκαίνου σε όλες τις παραπάνω τεκτονικές ενότητες διεισδύουν I- και S-τύπου γρανιτοειδή. Τα γρανιτοειδή αυτά κρυσταλλώθηκαν στα ανώτερα επίπεδα του φλοιού σε βάθη που κυμαίνονται μεταξύ 5 και 10χλμ., όπως αυτό συνάγεται από τις μεταμορφικές παραγενέσεις στα πετρώματα που συνορεύουν με τις διεισδύσεις. Η διείσδυση των γρανιτών σε πολλές περιπτώσεις συνδέεται με μεγάλα οριζόντιας μετατόπισης ρήγματα, τα οποία ελέγχουν τόσο την συν-μαγματική όσο και την ύστερο-μαγματική εξέλιξή τους. Όπως και στην κεντρική Ελλάδα, έτσι και στα νησιά του Αιγαίου και στην Εύβοια η καλυμματική τεκτονική και τα μεταμορφικά γεγονότα είναι το αποτέλεσμα του κλεισίματος του ωκεανού της Πίνδου ή ωκεάνιων λεκανών παράλληλων του ωκεανού της Πίνδου, κατά την σύγκρουση της Απούλιας με την Πελαγονική μικροήπειρο. Παρουσιάζονται όμως, δύο κύριες διαφορές: ύπαρξη ενός επί πλέον μεταμορφικού γεγονότος και εμφάνιση γρανιτών στην περιοχή του Αιγαίου. Πρέπει όμως να σημειωθεί, ότι τα τεκτονικά στοιχεία για την κύρια αλπική πτύχωση είναι ελάχιστα. Έτσι, σ αυτό το χώρο δεν γνωρίζουμε με ακρίβεια τη διεύθυνση μεγάλων τεκτονικών ενοτήτων, τη φορά κινήσεως των καλυμμάτων, καθώς και την εξέλιξη των ορογενετικών φαινομένων. Η περιοχή της Β.Ευβοιας εντάσσεται στη ζώνη γνωστή ως Υποπελαγονική. Η υποπελαγονική ζώνη (ή ζώνη Όθρυος ή ζώνη Μαλιακού) καθορίστηκε ως η δυτική κατωφέρεια του υβώματος της Πελαγονικής ζώνης προς την αύλακα της ζώνης της Πίνδου και αποτελείται από νηριτικής φάσεως ασβεστόλιθους που συνιστούν μετάβαση από την νηριτική φάση επί της Πελαγονικής ζώνης προς την Πελαγική φάση επί της ζώνης της Πίνδου. Πτυχιακή Εργασία ~ 14 ~

16 Το υπόβαθρο της Υποπελαγονικής ζώνης συνιστούν Άνω Παλαιοζωικοί σχηματισμοί πάνω στους οποίους τοποθετούνται επικλυσιγενώς οι Τριαδικοί ασβεστόλιθοι. Το Πέρμιο αντιπροσωπεύεται απο μία ασβεστολιθική φάση, ενώ το Λιθανθρακοφόρο από σχιστόλιθους και ψαμμίτες μέσα στους οποίους εγκλείονται ασβεστολιθικοί φακοί. Τα αρχαιότερα στρώματα της ζώνης (και της Ελλάδας) απαντούν στην νήσο Κω, όπου μαύροι σχιστοποιημένοι ασβεστόλιθοι και αργιλικοί σχιστόλιθοι χρονολογήθηκαν με βάση χαρακτηριστικά απολιθώματα ως Σιλούριοι. Άνω Παλαιοζωικοί σχηματισμοί απαντούν επίσης στην νήσο Χίο, την Στερεά Ελλάδα, την Εύβοια και την νήσο Σαλαμίνα. Τα Τριαδικά ιζήματα στην βάση της ζώνης απαντούν σε δύο διαφορετικές φάσεις. Η πρώτη αντιπροσωπεύει ιζήματα βαθιάς φάσης, όπως ερυθρούς ασβεστόλιθους με Κεφαλόποδα «Φάση Hallstatt», ενώ η δεύτερη φάση αντιπροσωπεύεται από ασβεστόλιθους, κατά θέσεις δολομιτοποιημένους, ρηχότερης φάσεως. Η βάση των δύο φάσεων συνίσταται από τις ακόλουθες λιθολογίες : κροκαλοπαγή, ψαμμίτες, ασβεστόλιθοι και παρεμβολές τοφφιτικών υλικών Βερφενίου ηλικίας. Καθ όλη την διάρκεια του Ιουρασικού αποτίθεται η χαρακτηριστική για την ζώνη σχιστοκερατολιθική διάπλαση, που συνίσταται από αργιλικούς σχιστόλιθους, Πτυχιακή Εργασία ~ 15 ~

17 Εικόνα 3: Γεωλογικός χάρτης περιοχής μελέτης. ραδιολαρίτες, μάργες, ψαμμίτες και πηλίτες με ασβεστολιθικές παρενστρώσεις. Συχνά στην διάπλαση αυτή παρεμβάλλονται οφιολιθικά σώματα, ενώ σε άλλες θέσεις παρατηρήθηκαν βασικές διεισδύσεις και τόφφοι. Τα παραπάνω χαρακτηριστικά υποδηλώνουν πελαγονική έως ωκεάνια ιζηματογένεση. Στα ανώτερα τμήματά της η διάπλαση γίνεται φλυσχοειδής με τουρβιδικές απωθέσεις σαν πιθανό αποτέλεσμα της Παλαιο-Ελληνικής ορογενετικής φάσης στο Κάτω Κρητιδικό. Μετά την μεσολάβηση ενός στρωματογραφικού κένου κατά την διάρκεια του οποίου η Υποπελαγονική ζώνη εχέρσευσε, επακολούθησε η Κενομάνια επίκλυση, κατα την οποία αποτέθηκαν κροκαλοπαγή βάσεως, καθώς επίσης και Άνω Κρητιδικοί ασβεστόλιθοι νηριτικής φάσεως. Επί της ασυμφωνίας και σαν αποτέλεσμα εκτεταμένης διάβρωσης των οφιολίθων σχηματίστηκαν σιδηρονικελιούχα και Πτυχιακή Εργασία ~ 16 ~

18 λατεριτικά κοιτάσματα (π.χ. Λάρυμνα, Λοκρίδα και Εύβοια), τα οποία στην συνέχεια καλύφτηκαν από τα Άνω Κρητιδικά ιζήματα. Στο Άνω Μαιστρίχτιο άρχισε η ιζηματογένεση του φλύσχη, η οποία τελείωσε στο Άνω Ηώκαινο κατά την Μεσο- Αλπική φάση. Οι δύο τεκτονικές φάσεις της Αλπικής ορογένεσης προκάλεσαν τον σχηματισμό πτυχών, των οποίων οι άξονες έχουν ΒΒΔ διεύθυνση, ενώ η ροπή τους και επωθήσεις που αναγνωρίζονται μέσα στα πετρώματα της Υποπελαγονικής ζώνης διευθύνονταν, κυρίως προς την Ανατολή. 2.2 Γεωλογική Επισκόπηση της Περιοχής Μελέτης Συνοψίζοντας την στρωματογραφική εξέλιξη της ζώνης αναγνωρίζουμε ότι η διαφοροποίηση της ζώνης σε βαθιά αύλακα άρχισε από το Κάτω Ιουρασικό και τελείωσε με την εκδήλωση της Παλαιο-Αλπικής φάσης, όταν η ζώνη αυτή εχέρσευσε. Στο Μέσο-Άνω Κρητιδικό η ζώνη βυθίζεται και σαν συνέπεια της Μεσο- Αλπικής φάσης του Άνω Ηωκαίνου η ζώνη χερσεύει. Στην σχιστοκερατολιθική διάπλαση συγκαταλέγονται και οι σχιστόλιθοι της Αθήνας, πάνω στους οποίους επικάθονται ασύμφωνα οι ασβεστόλιθοι του Άνω Κρητιδικού στην Ακρόπολη, Λυκαβηττό, Τουρκοβούνια και Φιλοπάππου. Πτυχιακή Εργασία ~ 17 ~

19 Εικόνα 4: Pillow Lavas στην περιοχή Οξυλίθου. Εικόνα 5:Νεογενής μάργα στο ευρύτερο πεδίο μελέτης. Πτυχιακή Εργασία ~ 18 ~

20 Εικόνα 6: Στρωματογραφική στήλη περιοχής (Κατσικάτσος 1967). Πτυχιακή Εργασία ~ 19 ~

21 3. ΤΕΚΤΟΝΙΚΗ 3.1 Γενικά - Γεωτεκτονική εξέλιξη Από προηγούμενη περιγραφή της γεωλογίας της περιοχής μελέτης προκύπτει ότι στην επικράτηση αυτής της μορφολογίας και γεωλογίας της περιοχής έχουν συμβάλλει τρεις κύριες επωθήσεις. Η επώθηση της Κύμης που συντέλεσε στον σχηματισμό της λεκάνης της Κύμης. Δεύτερη η επώθηση του Αλιβερίου στην δημιουργία της λεκάνης του Αλιβερίου. Τέλος, η επώθηση του Νεοελληνικού Τεκτονικού καλύμματος στους σχηματισμούς της αυτόχθονης ενότητας Αλμυροποτάμου-Αττικής (Εικόνα 6). Η ιζηματογενής λεκάνη Αλιβερίου-Κύμης σχηματίστηκε στο Κατώτερο Μειόκαινο (με μικρή παύση ιζηματογένεσης κατά το Ολιγόκαινο. Η κινηματική ανάλυση των ρηγμάτων της λεκάνης αποδεικνύει την ύπαρξη δύο διαδοχικών, μετά-ολιγόκαινου, τεκτονικών φάσεων, συμπίεσης και επιμήκυνσης (Κοκκάλας, 2001). Στην εικόνα 8 παρουσιάζονται τα κύρια ρήγματα και επωθήσεις της ευρύτερης περιοχής μελέτης, ενώ στην εικόνα 7 παρατηρούνται γεωλογικές τομές των περιθωρίων συμπίεσης και επιμήκυνσης που αποδεικνύουν τις δύο φάσεις εξέλιξης της λεκάνης. Στην εικόνα 6 οι τομές ΑΑ, ΒΒ, CC, DD βρίσκονται στα περιθώρια συμπίεσης της λεκάνης και οι τομές JJ, II, HH, GG στα περιθώρια επιμήκυνσης. Οι τομές ΕΕ και FF δείχνουν το εσωτερικό της λεκάνης (Κοκκάλας, 2001). Πτυχιακή Εργασία ~ 20 ~

22 3.2 Τεκτονική της περιοχής μελέτης Η λεκάνη έχει μήκος 40km και μέγιστο πλάτος 10km, ενώ έχει ασύμμετρη τομή και βαθαίνει προς τα δυτικά. Το δυτικό περιθώριο χαρακτηρίζεται από την επώθηση της Κύμης, που δημιουργεί κατακόρυφη ασυνέχεια της τάξης των 1300m. Το ρήγμα αυτό σχετίζεται με κατακλασίτες πάχους 10m, ενώ παρατηρούνται συνθετικά ρήγματα, όπως και στυλολιθικοί σχισμοί. Μετά το μέσο Μειόκαινο και την ηφαιστειακή δραστηριότητα του Οξυλίθου, που οδηγεί στη διείσδυση ηφαιστειακού υλικού έκτασης 5km σε μήκος και 1km σε πλάτος ξεκινάει μια περίοδος επιμήκυνσης για την λεκάνη σε δύο υπο-φάσεις : τέλη Μειόκαινου, Πλειστόκαινο. Το σχήμα της λεκάνης αλλάζει έντονα από ένα σύστημα ΑΝΑ και ΝΝΔ κατεύθυνσης κανονικά ρήγματα (Δούτσος, Κοκκάλας, 2001). Εικόνα 7: Χάρτης που παρουσιάζει τις τομές στα περιθώρια της λεκάνης. Πτυχιακή Εργασία ~ 21 ~

23 Εικόνα 8: Τεκτονικός χάρτης περιοχής. Πτυχιακή Εργασία ~ 22 ~

24 3.3 Γεωδυναμική εξέλιξη της ευρύτερης περιοχής Στην εικόνα 9 διακρίνεται ένα γεωδυναμικό μοντέλο της ορογένεσης στην ευρύτερη περιοχή μελέτης (Ξυπολιάς, 2003). Εικόνα 9: Γεωδυναμικό μοντέλο περιοχής μελέτης. Στην ευρύτερη περιοχή μελέτης έχουν διαπιστωθεί τρεις πτυχογόνες φάσεις της τεκτονικής πριν το Τριτογενές που έχουν επηρεάσει (Katsikatsos, Mercier, Vergley 1976): Προανωκρητιδικές φάσεις στο Νεοελληνικό Τεκτονικό Κάλυμμα, με ισοκλινείς πτυχές και με διεύθυνση Πτυχιακή Εργασία ~ 23 ~

25 Μεταανωκρητιδικές φάσεις κατά την επώθηση του Νεοελληνικού Τεκτονικού Καλύμματος πάνω στην ενότητα του Αλμυροποτάμου, ξανά με ισοκλινείς πτυχές και διεύθυνση και ΝΔ ώθηση. Επώθηση Πελαγονικής στις ενότητες της ΑΚΖ με ανισόπαχες πτυχές διεύθυνσης και ώθηση ΝΑ. Η τεκτονική πριν το τριτογενές έπαιξε πολύ μεγάλο ρόλο τόσο στην κίνηση των υπογείων νερών όσο και στην δημιουργία των καρστικών πηγών που χαρακτηρίζουν τα ανθρακικά πετρώματα της ευρύτερης περιοχής μελέτης. Κατά την διάρκεια της νεοτριτογενούς τεκτονικής πτυχώθηκαν τα ιζήματα της περιόδου και υπέστησαν έντονη ρωγμάτωση και διάρρηξη. Τέλος, οι τεκτονικές κινήσεις του Τεταρτογενούς και οι διακυμάνσεις της στάθμης της θάλασσας οδήγησαν στην εμφάνιση παράκτιων και υφάλμυρων καρστικών πηγών. 3.4 Σεισμικά Δεδομένα Με βάση τα στοιχεία του Χάρτη Σεισμικής Επικινδυνότητας η περιοχή μελέτης ανήκει στην Ζώνη Ι με συντελεστή σεισμικής επιτάχυνσης εδάφους a=0,16. Το μέγιστο πιθανό μέγεθος για τα επόμενα 50 χρόνια εκτιμάται περίπου σε 6,6R, ενώ το πιθανό μέγιστο ετήσιο μέγεθος είναι 4,57R. Πτυχιακή Εργασία ~ 24 ~

26 4. ΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑ 4.1 Γενικά Το κλίμα της ευρύτερης περιοχής, όπως προκύπτει από τα στοιχεία του σταθμού της Κύμης είναι εύκρατο, με δροσερά καλοκαίρια και ήπιους έως και θερμούς χειμώνες και σχετικά λίγες βροχοπτώσεις. Τα μετεωρολογικά και κλιματολογικά στοιχεία της περιοχής προκύπτουν από τα δεδομένα του σταθμού της Κύμης της Ε.Μ.Υ. (Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία) κατά το διάστημα Ο σταθμός της Κύμης βρίσκεται σε υψόμετρο 224 μέτρα, γεωγραφικό πλάτος 38 ο 38 και γεωγραφικό μήκος 24 ο 06. Η περιοχή μελέτης και η ευρύτερη περιοχή της Ν ΝΑ Εύβοιας ανήκει στο μεσογειακό βιοκλιματικό όροφο και κατατάσσεται στον υγρό όροφο (humide) με ήπιο χειμώνα, κατά το κλιματικό διάγραμμα Emberger. 4.2 Μετεωρολογικά δεδομένα Στον πίνακα 1 παρουσιάζονται οι τιμές της Μέσης Μηνιαίας βροχόπτωσης(mm). Η μέγιστη τιμή διακρίνεται κατά τον μήνα Ιανουάριο, όπου η μέση τιμή της είναι 176,6mm. Αντίθετα, η ελάχιστη τιμή της μέσης τιμής της βροχόπτωσης παρατηρείται τον μήνα Ιούλιο και είναι 20,1. Πτυχιακή Εργασία ~ 25 ~

27 Πίνακας 1: Μέση Μηνιαία Βροχόπτωση(mm). ΜΗΝΑΣ ΜΕΣΟ ΜΗΝΙΑΙΟ ΥΨΟΣ ΥΕΤΟΥ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 176,6 ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 147,88 ΜΑΡΤΙΟΣ 131,4 ΑΠΡΙΛΙΟΣ 61,3 ΜΑΙΟΣ 31,7 ΙΟΥΝΙΟΣ 26 ΙΟΥΛΙΟΣ 20,1 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 26,6 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 66,3 ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 111,5 ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 121,8 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 168,1 Στο διάγραμμα 1 απεικονίζονται οι μέσες τιμές του πίνακα, δηλαδή η μέση μηνιαία βροχόπτωση σε mm για το χρονικό διάστημα Πτυχιακή Εργασία ~ 26 ~

28 Διάγραμμα 1: Μέσο Μηνιαίο Ύψος Βροχόπτωσης. Στον πίνακα 2 παρουσιάζονται η μέση μηνιαία, μέση μέγιστη και μέση ελάχιστη τιμή της θερμοκρασίας. Πίνακας 2: Θερμοκρασία- Πίεση. ΜΗΝΑΣ Πίεση (mbar) ΜΕΣΗ Τ ( ο C) Μέση max ( ο C) Μέση min ( ο C) ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 1017,3 8 10,7 5,2 ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΣ 1015,6 8,5 11,6 5,5 ΜΑΡΤΙΟΣ 1015, ,2 6,8 ΑΠΡΙΛΙΟΣ 1012,9 13,9 17,6 10 ΜΑΙΟΣ 1013,5 18,5 22,2 14,2 ΙΟΥΝΙΟΣ 1012,8 22,8 26,3 18,2 ΙΟΥΛΙΟΣ 1012,1 24, ,8 ΑΥΓΟΥΣΤΟΣ 1012,6 24,8 27,6 20,9 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 1015, ,3 17,6 ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 1017,9 16,6 19,6 13,6 ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 1017, ,1 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 1016, ,7 7,2 Πτυχιακή Εργασία ~ 27 ~

29 Οι μεταβολές της θερμοκρασίας σε συνάρτηση με το μήνα εμφάνισής τους φαίνονται στο διάγραμμα 2: Διάγραμμα 2:Μέση θερμοκρασία σταθμού Κύμης. Η μέγιστη θερμοκρασία έχει σημειωθεί τον μήνα Αύγουστο και είναι 40,2 ο C, ενώ η ελάχιστη έχει σημειωθεί τον μήνα Ιανουάριο και είναι -5,6 ο C. Οι μήνες με τις χαμηλότερες θερμοκρασίες είναι οι Δεκέμβρης, Ιανουάριος, Φεβρουάριος, Μάρτιος, ενώ οι υψηλότερες θερμοκρασίες παρατηρούνται τους καλοκαιρινούς μήνες. Οι επικρατούντες άνεμοι στην περιοχή, όπως προκύπτουν από τα δεδομένα του σταθμού της Κύμης, είναι βορείων διευθύνσεων, με συχνότητα 22% και εντονότεροι τους μήνες Ιανουάριο και Φεβρουάριο. Για κάθε μήνα του χρόνου, επικρατεί η βόρεια διεύθυνση με συχνότητα κοντινή της μέσης. Άνεμοι της τάξης των 7 Beaufort εμφανίζονται και αυτούς τους μήνες, αλλά με μικρή συχνότητα (0,1%). Συχνότερη ένταση ανέμου, ανεξαρτήτως διεύθυνσης είναι άνεμος των 4 Βf με συχνότητα 31,6% και ακολουθούν άνεμοι έντασης 3 Bf (23%) και 2 Bf (18%) (Τσερόλας, 2009). Πτυχιακή Εργασία ~ 28 ~

30 5. ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ 5.1 Γεωμορφολογία περιοχής μελέτης Όπως διαφαίνεται από τον τοπογραφικό χάρτη ο κυρίαρχος ρυθμιστικός παράγοντας της γεωμορφολογίας της περιοχής μελέτης είναι η δράση των υδατορεμάτων. Στην εικόνα απεικονίζονται οι ισοϋψείς καμπύλες (με μαύρο χρώμα) στην περιοχή μελέτης, με μπλέ ο ποταμός Μανικιάτης και οι παραπόταμοι που σχετίζονται με αυτόν (με αχνό μπλέ). Εικόνα 10 : Τοπογραφικός χάρτης. Πτυχιακή Εργασία ~ 29 ~

31 Η περιοχή μελέτης χαρακτηρίζεται από σχετικά ήπιο ανάγλυφο, χωρίς απότομες μεταβολές από τεκτονικά αίτια παρά την παρουσία ρηγμάτων, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Στο νοτιοανατολικό τμήμα της περιοχής μελέτης βρίσκεται η υδρολογική λεκάνη του ποταμού Νηλέα. Εικόνα 11: Ρήγματα περιοχής μελέτης. Πτυχιακή Εργασία ~ 30 ~

32 5.2 Υδρογραφικό δίκτυο Εικόνα 12: Υδρογραφικό δίκτυο. Η μορφή του υδρογραφικού δικτύου (Εικόνα 12) χαρακτηρίζεται ως δενδριτική, κάτι που γενικά επικρατεί σε περιοχές ομαλές τοπογραφικά και με σχετικά ομοιογενές υπόβαθρο. Αναλύοντας το υδρογραφικό δίκτυο προκύπτει η παρακάτω αρίθμηση σε κλάδους, με βάση την αρίθμηση κατά Horton: Κλάδοι 1 ης τάξης: 36 Κλάδοι 2 ης τάξης: 13 Κλάδοι 3 ης τάξης: 2 Κλάδοι 4 ης τάξης: 1 Πτυχιακή Εργασία ~ 31 ~

33 6. ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗ ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ 6.1 Κύκλος του νερού- Υδρολογικό Ισοζύγιο Ένας αέναος κύκλος του νερού διαγράφεται στη φύση, καθώς αυτό μεταπηδά από πεδίο σε πεδίο επαναλαμβάνοντας συνεχώς την κίνησή του αυτή μέσα στο χρόνο. Ο κύκλος αυτός μελετάται ιδιαίτερα από την Επιφανειακή Υδρολογία, την επιστήμη δηλαδή εκείνη που μελετά το νερό από την στιγμή που το τελευταίο φθάνει στην επιφάνεια της γης με οποιαδήποτε μορφή: βροχή, χιόνι, χαλάζι, δροσιά κλπ., γνωστά στο σύνολό τους σαν ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα, συμβολιζόμενα με το γράμμα Ρ. Το νερό λοιπόν φθάνοντας στην επιφάνεια της γης σαν κατακρημνίσματα έχει να ακολουθήσει τρεις δρόμους: Να διαπεράσει την επιφάνεια του εδάφους και να κατέλθει στο υπέδαφος, στους υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες, προστιθέμενο στο υπόγειο νερό. Η ποσότητα αυτή συνιστά την κατείσδυση Ι. Μπορεί αφού κάνει ένα υπόγειο δρομολόγιο να επανέλθει στο φως ύστερα από κάποιο χρόνο παραμονής στο υπέδαφος και με το υδρογραφικό σύστημα να οδηγηθεί στη θάλασσα, από όπου επανεξατμίζεται για να επαναλάβει τον κύκλο. Να ρεύσει επιφανειακά και παραλαμβανόμενο από το υδρογραφικό δίκτυο να εκχυθεί τελικά στη θάλασσα. Αυτή λοιπόν η ποσότητα που ρέει επιφανειακά και τελικά χύνεται στη θάλασσα συνιστά την επιφανειακή απορροή R που φυσικά και αυτή μπορεί τελικά να επανεξατμιστεί και να επανέλθει στην ατμόσφαιρα, από όπου θα επαναλάβει τον κύκλο. Να επανεξατμισθεί από την επιφάνεια του εδάφους, από την ελεύθερη επιφάνεια του υδρογραφικού συστήματος, από το υπέδαφος ή ακόμα να διαπνευσθεί από τα φυτά που το αντλούν από το υπέδαφος. Αυτή η ποσότητα συνιστά την εξατμισοδιαπνοή Ε, που επανέρχεται στην ατμόσφαιρα για να συνεχίσει τον κύκλο. Από τα πιο πάνω έχουμε λοιπόν: P = I + R + E Πτυχιακή Εργασία ~ 32 ~

34 Η εξίσωση αυτή αποτελεί την εξίσωση του υδρολογικού ισοζυγίου, που είναι χαρακτηριστική σε κάθε περιοχή και που καθορίζει την υδάτινη οικονομία της περιοχής. Τα στοιχεία της εξίσωσης που τα λέμε και φάσεις του υδρολογικού ισοζυγίου μπορούν να εκφρασθούν σε όγκο (m 3 ), σε ύψος νερού-βροχής (mm) και ακόμα σε συντελεστές, δηλαδή σε ποσοστό ως προς τα κατακρημνίσματα. Το ύψος βροχής προκύπτει από τον όγκο, όταν αυτός διαιρεθεί με το εμβαδό της περιοχής, στην οποία αναφέρεται, δηλαδή με την έκφραση αυτή δεχόμαστε ομοιόμορφη κατανομή του υπ όψη μεγέθους σε όλη την εξεταζόμενη περιοχή, οπότε το μέγεθος αυτό θα σχημάτιζε στρώμα νερού με πάχος ίσο προς τα mm που αναφέρονται. 6.2 Κατακρημνίσματα Ως κατακρημνίσματα Ρ ορίζουμε το σύνολο του μετεωρικού νερού που φθάνει στην επιφάνεια της γης με οποιαδήποτε μορφή (βροχή, χιόνι, χαλάζι, δροσιά κλπ.). Μέσα στα κατακρημνίσματα ποσοτικά υπερέχει συντριπτικά η βροχή. Ο σχηματισμός των κατακρημνισμάτων ξεκινά από τον σχηματισμό του νέφους: μάζες αέρα φορτισμένες με υδρατμούς που επαναψύχονται και συμπυκνώνονται σε πολύ μικρά σταγονίδια. Προϋποθέσεις για την συμπύκνωση αυτή είναι: Η ύπαρξη άφθονων υδρατμών, ώστε η ατμόσφαιρα να είναι ή να πλησιάζει να γίνει κορεσμένη από αυτούς. Η ψύξη του αέρα, ώστε η θερμοκρασία του να πλησιάζει το σημείο δρόσου. Η ύπαρξη στην ατμόσφαιρα πυρήνων συμπύκνωσης. Αυτοί είναι συνήθως ιονισμένα σωματίδια Na +, Cl - ή όμοια Ca ++, Mg ++ --, SO 4 κλπ. ή σωματίδια κονιορτών. Η παρουσία αυτών των πυρήνων είναι απαραίτητη για τον σχηματισμό του νέφους. Πτυχιακή Εργασία ~ 33 ~

35 Η μέτρηση των κατακρημνισμάτων γίνεται με ειδικά όργανα τα βροχόμετρα που μπορούν να είναι και εγγραφικά (βροχογράφοι). Υπάρχουν πολλοί τύποι βροχομέτρων (απλά, δεκαπλασιαστικά, καθημερινής παρατήρησης ή αθροιστικά που συγκεντρώνουν τα κατακρημνίσματα ορισμένου χρόνου κλπ.). 6.3 Κατείσδυση Ως κατείσδυση Ι ορίζουμε το μέρος εκείνο των κατακρημνισμάτων που διαπερνά την επιφάνεια του εδάφους, φθάνει στους υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες και προστίθεται στο υπόγειο νερό μετέχοντας έτσι στις κινήσεις του τελευταίου. Λεπτομερέστερα, τα βασικά φαινόμενα που παρατηρούνται κατά την κατείσδυση έχουν ως εξής: Ένα μέρος από το νερό που διαπερνά την επιφάνεια του εδάφους κατ αρχήν θα συμπληρώσει το έλλειμα υγρασίας των στρωμάτων, από τα οποία θα περάσει. Το υπόλοιπο θα κινηθεί προς τα κάτω και ή θα προστεθεί στο υπάρχον υπόγειο νερό των υδροφόρων στρωμάτων ή θα κινηθεί στα υπόλοιπα τμήματα του εδάφους και θα επανέλθει στο φως πριν φθάσει στους υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες. Όμως, μέρος όλων αυτών των κατηγοριών του νερού και κυρίως της πρώτης εξατμίζεται ή διαπνέεται και επανέρχεται στην ατμόσφαιρα. Αυτό τελικά δεν θα υπαχθεί στην κατείσδυση, αλλά σε άλλη φάση του ισοζυγίου, την εξατμισοδιαπνοή. Έτσι, ουσιαστικά δεν φθάνει ή αν φθάσει δεν παραμένει τελικά στο υπόγειο νερό όλη εκείνη η ποσότητα του μετεωρικού νερού που πέρασε την επιφάνεια του εδάφους, η ολική κατείσδυση Ι ολ, αλλά ένα μέρος αυτού που συνιστά την ενεργή κατείσδυση Ι, η οποία μας ενδιαφέρει. Η κατείσδυση μπορεί να εκφραστεί με: Όγκο Ι ν (σε m 3 ), δηλαδή με το συνολικό όγκο νερού που κατείσδυσε σε μια περιοχή. Πτυχιακή Εργασία ~ 34 ~

36 Συντελεστή Ι σ (συντελεστής κατείσδυσης), δηλαδή με το ποσοστό του μετεωρικού νερού που κατεισδύει. Ύψος νερού κατείσδυσης (σε mm) που αντιστοιχεί στο πάχος του νερού που κατεισδύει. 6.4 Επιφανειακή Απορροή Με τον όρο επιφανειακή απορροή R αναφερόμαστε στο τμήμα εκείνο του νερού των κατακρημνισμάτων που μόλις πέσει στην επιφάνεια της γης ρέει επιφανειακά και και εισέρχεται στο υδρογραφικό σύστημα, από το οποίο αρπάγεται οδηγούμενο τελικά στην θάλασσα, όπου και εκχύνεται. Στην επιφανειακή απορροή πρέπει να υπαχθεί και η υποδερμική απορροή, δηλαδή οι μικρές συνήθως εκείνες ποσότητες νερού που διαπερνούν την επιφάνεια του εδάφους και κινούνται για λίγο στα υπόλοιπα τμήματα του εδάφουςυπεδάφους για να επανέλθουν πάλι στο φως και να εισέλθουν στο υδρογραφικό σύστημα, χωρίς ασφαλώς προηγούμενα, κατά την υπόγεια διαδρομή τους να έχουν φθάσει στους υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες. Εδώ θα πρέπει να γίνει αντιδιαστολή μεταξύ των εννοιών επιφανειακή απορροή R και και ολική απορροή Q, που με την τελευταία εννοούμε το νερό που εξέρχεται από μία λεκάνη. Με άλλα λόγια στην ολική απορροή Q συμπεριλαμβάνεται τόσο η επιφανειακή R όσο και η υπόγεια Ι R. Δηλαδή το νερό της κατείσδυσης που, αφού έχει κάνει μια περισσότερο ή λιγότερο μακροχρόνια υπόγεια διαδρομή, επανέρχεται στο φως από μία πηγή ή οποιαδήποτε φυσική ανάβλυση και προστίθεται στα επιφανειακά ρέοντα νερά. Μέσα στην ολική απορροή Q η υπόγεια απορροή Ι R παίζει ρυθμιστικό ρόλο: κατά την περίοδο πλημμυρών η I R συνιστά μικρό ποσοστό της Q, ενώ κατά την ξηρή περίοδο η I R είναι το σύνολο της Q. Στην πράξη δηλαδή έχουμε: Q = R + I R Πτυχιακή Εργασία ~ 35 ~

37 6.5 Εξατμισοδιαπνοή Η εξατμισοδιαπνοή Ε είναι το μέρος εκείνο των κατακρημνισμάτων που επανέρχεται στην ατμόσφαιρα είτε από εξάτμιση από την επιφάνεια του εδάφους, από τα πρώτα στρώματα του εδάφους, από τις ελεύθερες επιφάνειες νερού (ρυάκια, μικροσυγκεντρώσεις νερού σε κοιλώματα),από το νερό που με μορφή λεπτού υμένιου περικαλύπτει τα φυτά κατά την βροχή ή που επικάθεται σε αυτά με μορφή σταγόνων, είτε από την διαπνοή των φυτών. Δηλαδή είναι οι κάθε είδους φυσικές πρωτογενείς απώλειες του νερού των κατακρημνισμάτων από εξάτμιση ή διαπνοή που επανέρχονται άμεσα στην ατμόσφαιρα (Σούλιος). Η εξατμισοδιαπνοή φεταφέροντας ποσότητες νερού από την επιφάνεια της γης στην ατμόσφαιρα είναι το αντίθετο της βροχόπτωσης, αλλά είναι και μεταβολή της κατάστασης του νερού (από υγρή σε αέρια) που προκύπτει με την προσθήκη ενέργειας, θερμότητας, της λανθάνουσας θερμότητας εξάτμισης, η οποία ανταποδίδεται με την επανεϋγροποίηση και έτσι ποσά θερμότητας μεταφέρονται με την εξατμισοδιαπνοή στην ατμόσφαιρα. Είναι ιδιαίτερα σημαντικός παράγοντας του υδρολογικού ισοζυγίου και ρυθμίζει σε σημαντικό βαθμό την υδροοικονομία μιας περιοχής. Η εξατμισοδιαπνοή μπορεί να εκφρασθεί και αυτή, όπως και οι προηγούμενες φάσεις του υδρολογικού ισοζυγίου σε όγκο (m 3 ) ή σε συντελεστή (%) ή σε ύψος νερού (mm). Η πληθώρα των παραγόντων που επιδρούν στην πραγματική εξατμισοδιαπνοή και ο αποφασιστικός και πολύπλοκος τρόπος με τον οποίο κάθε ένας από αυτούς επιδρά στο τελικό αποτέλεσμα καθιστούν πολύ δύσκολη την μέτρηση της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής. Τα διάφορα όργανα και συσκευές (εξατμισίμετρα, λεκάνες εξάτμισης) που χρησιμοποιούνται ιδιαίτερα από την Μετεωρολογία δίνουν αποτελέσματα που δεν ανταποκρίνονται στην πραγματική εξατμισοδιαπνοή, αλλά είναι κυρίως κλιματολογικοί δείκτες ή ανταποκρίνονται στην δυνητική εξατμισοδιαπνοή. Πτυχιακή Εργασία ~ 36 ~

38 Μετρήσεις της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής μπορούν να γίνουν με τους εξής τρόπους: Με τα λυσίμετρα: με αυτά μετράμε την κατείσδυση, αλλά όταν γνωρίζουμε, από παρακείμενα βροχόμετρα, τα κατακρημνίσματα συμπεραίνουμε την εξατμισοδιαπνοή. Με την μέθοδο της διακύμανσης της κατακόρυφης διαβάθμισης του υδρατμού: πρόκειται για μέθοδο αρκετά ακριβή και ιδιαίτερα περίπλοκη που απαιτεί ευαίσθητες και μακροχρόνιες μετρήσεις, οι οποίες δεν μπορούν να γίνουν σε συνήθεις υδρογεωλογικές μελέτες, παρά σε ειδικές περιπτώσεις έρευνας. Πτυχιακή Εργασία ~ 37 ~

39 7. ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΑ 7.1 Γενικά Υπάρχουν πολλοί τύποι πηγαδιών και ένας από αυτούς είναι τα σκαφτά πηγάδια, τα οποία περιλαμβάνονται στα κατακόρυφα υδρομαστευτικά έργα. Τα υδρομαστευτικά έργα είναι τα έργα συλλογής των υπόγειων νερών και διακρίνονται σε οριζόντια, σε κατακόρυφα και σε μικτά (Λαμπράκης,2007). Τα σκαφτά πηγάδια (dug wells) έχουν μικρό συνήθως βάθος έως 20 ή 30 μέτρα και εκμεταλλεύονται ρηχούς υδροφόρους. Η διάμετρός τους ξεπερνά το 1 μέτρο και αυτό τα κάνει ευάλωτα στις μολύνσεις. Ο θάλαμός τους δημιουργείται είτε με ανασκαφή είτε μηχανικά με ελικοφόρους εδαφολήπτες. Πτυχιακή Εργασία ~ 38 ~

40 Οι χειροκίνητες αντλίες (τουλούμπες) χρησιμοποιούνται στις περιπτώσεις που η στάθμη βρίσκεται σε βάθος έως 7.5 μέτρων. Οι σωλήνες (σωληνωτά πηγάδια) χρησιμοποιούνται στις περιπτώσεις των αβαθών λεπτόκοκκων υδροφόρων, είναι μικρής διαμέτρου και βάθους και αποτελούνται από σωλήνες, φιλτροσωλήνες με οξύληκτο άκρο που μπήγονται στο έδαφος. Για διευκόλυνση της προώθησης των σωλήνων χρησιμοποιείται όταν χρειάζεται νερό που εκτοξεύεται με τη βοήθεια αντλίας. Κατά τη διάρκεια της άντλησης ο κώνος κατάπτωσης διευρύνεται και βαθαίνει. Στις θέσεις (α) και (β) διαμορφώνεται κάτω από συνθήκες μη μόνιμης ροής ενώ στη θέση (γ) όπου η απόληψη νερού αντιστοιχεί στο νερό που φθάνει στη γεώτρηση από το γειτονικό κανάλι λόγω επαγωγής, η διαμόρφωση του σχήματος έχει ολοκληρωθεί. Στο ενδιάμεσο στάδιο (β) η ροή γίνεται μόνιμη όταν η ακτίνα του κώνου κατάπτωσης φθάσει στο γειτονικό κανάλι και αρχίσει η επαγωγική τροφοδοσία (Heath and Trainer, 1968). Υπολογισμός της πτώσης στάθμης σε ένα πηγάδι άντλησης Αρχικά θα πρέπει να τονιστεί η έννοια του υδροφόρου στρώματος. Υδροφόρο στρώμα είναι το γεωλογικό στρώμα του εδάφους κορεσμένο σε νερό μαζί με το περιεχόμενο νερό. Επομένως το υδροφόρο στρώμα έχει προς τα πάνω μια επιφάνεια κορεσμού, η οποία αποτελεί ουσιώδες στοιχείο του. Με τον ορισμό αυτό εννοείται ότι κάτω από το φρεάτιο ορίζοντα και μέχρι το αδιαπέρατο υπόβαθρο που μπορεί να βρίσκεται σε μεγάλο ή μικρό βάθος όλα τα γεωλογικά στρώματα είναι και υδροφόρα. Όμως, με την σημασία της έννοιας που σήμερα επικρατεί και γίνεται δεκτή σαν υδροφόρα στρώματα εννοούμε πρακτικά μόνο αυτά τα στρώματα που έχουν σημαντικό ενεργό πορώδες, γιατί τα άλλα στην πράξη λειτουργούν σαν σχετικά στεγανά διαχωρίσματα που δεν αποδίδουν νερό για το λόγο ότι έχουν περίπου μηδενικό ενεργό πορώδες και πολύ μικρή περατότητα. Επομένως, μπορεί να έχουμε επαλληλία υδροφόρων στρωμάτων με υδραυλική διασύνδεση ή χωρίς. Πτυχιακή Εργασία ~ 39 ~

41 7.2 Υδρολιθολογία της περιοχής Με βάση γενικά χαρακτηριστικά των γεωλογικών σχηματισμών της περιοχής και παρατηρήσεις στην ύπαιθρο οι σχηματισμοί της περιοχής μελέτης μπορούν να καταταχθούν με βάση την παρακάτω διάκριση, όπως φαίνεται στον Πίνακα. Πίνακας 3: Υδρολιθολογική κατάταξη. Υδρολιθολογική Κατάταξη Αλλουβιακά Κροκαλοπαγή(Νεογενή) Μάργα Ηφαιστειακός Τόφφος Ρυοδακίτες Ασβεστόλιθοι (Ανθρακικά) Χαρακτηρισμός Υδροπερατά Ημιπερατά Αδιαπέρατη Ημιπερατός Υδροπερατοί Υδροπερατοί Στις Εικόνες 13 και 14 απεικονίζονται αρχικά η επαφή ασβεστολίθου με κροκαλοπαγή στην περιοχή Οξυλίθου και ρυοδακίτες. Στην περιοχή μελέτης απογράφησαν 10 πηγάδια κατά μήκος του ποταμού Μανικιάτη, τα οποία χρησιμοποιούνται για την άρδευση των καλλιεργιών της περιοχής. Στα πηγάδια αυτά πραγματοποιήθηκε μέτρηση στάθμης το Μάιο του 2011, αλλά εξαιτίας της κατανομής τους ήταν αδύνατο να κατασκευαστεί πιεζομετρικός χάρτης. Πτυχιακή Εργασία ~ 40 ~

42 Εικόνα 13: Επαφή ασβεστολίθου με κροκαλοπαγή στην περιοχή Οξυλίθου. Εικόνα 14 :Ρυοδακίτες. Πτυχιακή Εργασία ~ 41 ~

43 8. ΥΔΡΟΧΗΜΕΙΑ 8.1 Γενικά Στα πλαίσια της υδροχημικής μελέτης πραγματοποιήθηκε μία δειγματοληψία, τον Μάιο του 2011, όπου συλλέξαμε 8 δείγματα από πηγάδια κατά μήκος του ποταμού Μανικιάτη. Εκεί έγιναν επιτόπου μετρήσεις των φυσικών παραμέτρων, όπως T, ph και ηλεκτρική αγωγιμότητα με χρήση των ειδικών ηλεκτροδίων της βαλίτσας υπαίθρου. Πίνακας 4: Πηγάδια και μετρήσεις στάθμης. Α/Α X Y Στάθμη P ,1 P ,2 P03(Ποτάμι) P P ,7 P ,4 P P08(Πηγή) Πτυχιακή Εργασία ~ 42 ~

44 Εικόνα 15: Πηγάδια που πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις. Τα δείγματα μεταφέρθηκαν σε φιάλες στο εργαστήριο Υδρογεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών, όπου έγιναν μετρήσεις των ανιόντων και κατιόντων των δειγμάτων. Πτυχιακή Εργασία ~ 43 ~

45 Εικόνα 16 : Πηγάδι δειγματοληψίας ΡΟ1. Εικόνα 17 : Ποταμός Μανικιάτης. Πτυχιακή Εργασία ~ 44 ~

46 Εικόνα 18 : Ηφαίστειο περιοχής Οξυλίθου κοντά σε σημείο δειγματοληψείας. Πτυχιακή Εργασία ~ 45 ~

47 8.2 Μέθοδοι χημικής ανάλυσης Οι μετρήσεις των ανιόντων στο εργαστήριο πραγματοποιήθηκαν με το φασματοφωτόμετρο. Αρχή λειτουργίας του φασματοφωτόμετρου είναι η δυνατότητα ενός υδατικού διαλύματος να απορροφά τμήμα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας του φωτός, ώστε η ισχύς του όταν εξέρχεται του δείγματος να είναι μικρότερη της αρχικής. Η απορρόφηση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας είναι ανάλογη από την συγκέντρωση του κάθε στοιχείου ή ουσίας στο υδατικό διάλυμα (όσο πυκνότερο είναι το διάλυμα, τόσο μεγαλύτερο κομμάτι της ακτινοβολίας απορροφάται, τόσο μικρότερη η τιμή της ισχύος όταν το φως εξέρχεται από το διάλυμα). Για κάθε ουσία που πρέπει να μετρηθεί εντός του υδατικού διαλύματος αντιστοιχεί ένα συγκεκριμένο εύρος μήκους κύματος που με την σειρά του αντιστοιχεί στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που απορροφάται από την ουσία. Με αυτό το μήκος κύματος ρυθμίζεται η διαδικασία της φασματοφωτομετρίας και η απορρόφηση και η συγκέντρωση της μετρούμενης ουσίας καθορίζεται από την σχέση: A=a*b*C, όπου Α= απορρόφηση, a= σταθερά (απορροφητικότητα), b= μήκος διαδρομής φωτός (μήκος κυψελίδας, 1 cm) C= συγκέντρωση, σε τιμές που ρυθμίζονται στο φασματοφωτόμετρο (mg/l) Το φασματόμετρο αποτελείται από τέσσερα μέρη και είναι τα παρακάτω: Λυχνία παραγωγής φωτός Μηχανισμός παραγωγής μονοχρωματικής ακτινοβολίας, για να ρυθμιστεί το μήκος κύματος που αντιστοιχεί σε μία ουσία. Τέτοιοι μηχανισμοί είναι φίλτρα, πρίσματα, μονοχρωμάτορες, φράγματα περιθλάσεως. Φωτοκύτταρο, ο ανιχνευτής φωτός που περνάει μέσα από το υδατικό διάλυμα. Πτυχιακή Εργασία ~ 46 ~

48 Κυψελίδες, όπου τοποθετείται το υδατικό διάλυμα. Είναι συγκεκριμένων διαστάσεων και υλικού κατασκευής, ανάλογα με τις ανάγκες σε ακτινοβολία που απαιτεί η μελέτη, ενώ πρέπει να είναι σχολαστικά καθαρές, αφού και η παραμικρή ακαθαρσία επηρεάζει τα αποτελέσματα. Εικόνα 19: Φασματοφωτόμετρο. + Αμμώνιο ΝΗ 4 : μεταφέρεται με πιπέτα 25ml δείγματος σε ειδική γυάλινη κυψελίδα και ανάλογη ποσότητα απιονισμένου νερού σε δεύτερη κυψελίδα, το οποίο χρησιμοποιείται για να μηδενίσει τις τιμές του φασματοφωτόμετρου (calibration). Και στις δύο κυψελίδες προστίθενται τρεις σταγόνες Mineral Stabilizer και μετά από την ανάδευσή τους τρεις σταγόνες Polivynil Alcohol Dispersing Agent. Μετά προστίθεται με πιπέτα 1ml Nessler Reagent. Τα δείγματα αντιδρούν για 1 λεπτό και κατόπιν γίνεται η μέτρηση. Η παρουσία αμμωνίας στο δείγμα δίνει ένα κίτρινο χρώμα. Νιτρικά ΝΟ 3 - : για τα νιτρικά μεταφέρεται 10ml δείγματος και 10ml απιονισμένου νερού. Στο δείγμα προστίθεται αντιδραστήριο NitraVer 5 Nitrate Powder Pillow. Μετά από ανάδευση ενός λεπτού το δείγμα αφήνεται να αντιδράσει για 5 λεπτά Πτυχιακή Εργασία ~ 47 ~

49 πριν γίνει η μέτρηση. Και εδώ η παρουσία νιτρικών, όπως και της αμμωνίας υποδηλώνεται από το κίτρινο χρώμα. Νιτρώδη ΝΟ 2 - : ακολουθείται η ίδια διαδικασία με τα νιτρικά, με τη βοήθεια της χρήσης του αντιδραστηρίου NitraVer 5 Nitrite Powder Pillow. Θειϊκά SO 4 2- : γίνεται μεταφορά με πιπέτα 25ml απιονισμένου νερού στις κυψελίδες. Προστίθεται το αντιδραστήριο SulfaVer 4 Reagent Powder Pillow, όπου πραγματοποιείται αντίδραση διάρκειας 5 λεπτών προτού γίνει η μέτρηση στο φασματοφωτόμετρο. 8.3 Υδροχημική ταξινόμηση δειγμάτων Φυσικοχημικές Παράμετροι Πίνακας 5: Φυσικοχημικές παράμετροι. A/A ph T ( 0 C) Αγωγιμότητα Αγωγιμότητα (25 0 C) P P P03 (Ποτάμι) P P P P P08 (Πηγή) Το ph της βροχής έχει τιμές που τείνουν ανάμεσα στο 5 και το 6, κάτι που οφείλεται στο CO 2 της ατμόσφαιρας. Η όξινη βροχή οφείλεται στην έκλυση οξειδίων από την καύση υδρογονανθράκων και την μετατροπή τους σε οξέα στον αέρα και έχει τιμές κάτω του 5, με αποτέλεσμα την δημιουργία όξινων υπόγειων νερών. Άλλωστε, το ph των νερών των υπόγειων υδροφόρων είναι σημαντικός παράγοντας αποσάθρωσης, όχι μόνο επειδή είναι βασική αιτία των καρστικών φαινομένων στα ανθρακικά πετρώματα, μιας και το όξινο περιβάλλον ευνοεί την διαφυγή των Al και Fe από τα μητρικά ορυκτά τους. Μια άλλη αιτία μείωσης του ph Πτυχιακή Εργασία ~ 48 ~

50 πέραν της όξινης βροχής είναι και η οξείδωση της αμμωνίας που προέρχεται από την χρήση της κοπριάς σαν λίπασμα. ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ: οι θερμοκρασίες νερού των υδροφόρων καθορίζονται από την θερμοκρασία των γεωλογικών σχηματισμών δια μέσω των οποίων διέρχονται, σε αντίθεση με τα επιφανειακά νερά που ρυθμιστής είναι κυρίαρχα η ηλιακή ενέργεια. ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ EC: το καθαρό νερό δεν είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού. Η αύξηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας ρυθμίζεται κυρίαρχα από την θερμοκρασία και τα διαλυμένα στο νερό άλατα. Σε ότι έχει να κάνει με την θερμοκρασία, η μέτρηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας ενδείκνυται να γίνεται σε θερμοκρασίες από ο C, έτσι ώστε να συνδέεται κυρίως με την ποσότητα και την φύση των διαλυμένων ηλεκτρολυτών. Η μεταβολή του ph προκαλεί σημαντική μεταβολή του δυναμικού οξειδοαναγωγής, λόγω της συμμετοχής των ιόντων ΟΗ - στις αντιδράσεις. Γνωρίζοντας τις τιμές του ph και του δυναμικού οξειδοαναγωγής είναι εύκολο να προσδιοριστεί η κατάσταση ενός χημικού στοιχείου στο δοσμένο φυσικό περιβάλλον. Στην εικόνα 8.5 παρουσιάζεται το διάγραμμα της σχέσης του δυναμικού οξειδοαναγωγής με το ph. ΑΛΚΑΛΙΚΟΤΗΤΑ: στον παρακάτω πίνακα δίνονται οι τιμές των μετρήσεων της αλκαλικότητας. Η αλκαλικότητα είναι μέτρο της ικανότητας των νερών να εξουδετερώνουν ορισμένη ποσότητα υδρογονοκατιόντων. Η εξουδετέρωση οφείλεται στην παρουσία των ιόντων ΟΗ - 2-, CO 3 και HCO - 3. Άλλος ρυθμιστικός παράγοντας της αλκαλικότητας είναι η παρουσία οργανικής ύλης, ενώ ρόλο παίζουν οι συζυγείς βάσεις φωσφορικού και πυριτικού οξέος (ιόντα χλωρίου, θείου ή νιτρικά δεν παίζουν ρόλο στην αλκαλικότητα). Η αλκαλικότητα βρίσκεται σε άμεση σχέση και με το ph του νερού. Πτυχιακή Εργασία ~ 49 ~

51 Πίνακας 6: Αλκαλικότητα. Α/Α Αλκαλικότητα HCO 3 (mg/l) P P P03 ( Ποτάμι) P P P P P08 (Πηγή) Πίνακας 7: Σκληρότητα (σε CaCO3 mg/l). Α/Α Ολική Σκληρότητα (mg/l) Σκληρότητα Ασβεστίου (mg/l) P P P03 (Ποτάμι) P P P P P08 (Πηγή) Πτυχιακή Εργασία ~ 50 ~

52 Διάγραμμα 3: Συγκεντρώσεις όξινων ανθρακικών. Διάγραμμα 4: Ολική και ανθρακική Σκληρότητα (σε CaCO3 mg/l). Πτυχιακή Εργασία ~ 51 ~

53 ΑΝΙΟΝΤΑ Πίνακας 8:Ανιόντα. Α/Α 2- SO 4 (mg/l) Cl - (mg/l) NO₃ (mg/l) NO₂ (mg/l) PO 4 (mg/l) F (mg/l) CO 2 (mg/l) P01 201,5 86,5 1,7 0,0119 2,281 0, P ,7 0,0116 0,56 0, P03 (Ποτάμι) 48,3 22,2 0,5 0,0139 0,065 0, P04 46,7 57 2,5 0,0122 0,163 0, P ,9 0,0069 0,061 0, P06 53, ,0492 0,345 0, P ,4 0,2422 0,65 0, P08 (Πηγή) 28,2 36,5 1,1 0,0083 0,14 0,13 9 ΚΑΤΙΟΝΤΑ Πίνακας 9: Κατιόντα. Α/Α Ca (mg/l) Mg (mg/l) Na (mg/l) K (mg/l) NH 4 (mg/l) P01 111,2 19,0 86,3 2,23 0,086 P02 74,8 42,0 93,6 1,18 0,128 P03 (Ποτάμι) 46 18,3 17,56 0,84 0,114 P04 98,8 10,0 47,05 5,04 0,029 P05 67,6 8,8 47,7 3,7 0,026 P06 60,8 42,2 26,19 2,58 0,1 P07 156,8 22,9 94,1 4 0,466 P08 (Πηγή) 49,6 12,2 32,4 0,77 0,035 Πτυχιακή Εργασία ~ 52 ~

54 Οι εικόνες αναπαριστούν το ποσοστό συμμετοχής των στοιχείων στα δείγματα. Εικόνα 20: Συμμετοχή στοιχείων στα δείγματα. Πτυχιακή Εργασία ~ 53 ~