ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ & ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ & ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ 9. Υδρογεωλογία Διδάσκων: Μπελόκας Γεώργιος Επίκουρος Καθηγητής Δρ Πολιτικός Μηχανικός Ε.Μ.Π. MSc Soil Mechanics Imperial College London Διπλ. Πολιτικός Μηχανικός Ε.Μ.Π. Εξάμηνο 2ο

2 Πρώτη σελίδα: Πηγές Αχέροντα 9. Υδρογεωλογία Γενικά Καρστική πηγή επαφής. Στην αρχαιότητα ήταν ο προθάλαμος του Κάτω Κόσμου, η η τελευταία διαδρομή για τις ανθρώπινες ψυχές. Εκείνη την εποχή υπήρχαν τρία ποτάμια: ο Αχέροντας, ο ποταμός της θλίψης, ο Κωκυτός ή Μαύρος και ο Πυριφλεγέθοντας ή Βωβός που ήταν και τόπος περιπάτου για τους νεκρούς. \ Οι τρεις ποταμοί σχημάτιζαν μια τεράστια ελώδη έκταση στις παρυφές μιας λίμνης, η οποία σε κάποια σημεία είχε αρκετό βάθος και σύμφωνα με τον Θουκυδίδη έφτανε μέχρι τη θάλασσα. Αυτή ήταν η λίμνη Αχερουσία. Είχε μυστικές σπηλιές και έλη καλυμμένα από την ομίχλη.

3 Γενικά 9. Υδρογεωλογία Γενικά Το νερό αποτελεί: Διαλυτικό μέσο, το οποίο συμμετέχει με τη δράση του στην αποσάθρωση Μεταφορικό μέσο, το οποίο μεταφέρει τα αποσαθρούμενα υλικά συνεπικουρούμενο από τις βαρυτικές δυνάμεις. Συνεπώς, μέσω της επιφανειακής κίνησής του, το νερό διαβρώνει τα πετρώματα και μεταφέρει και αποθέτει φερτά υλικά. Έτσι, αποτελεί τον βασικό παράγοντα διάβρωσης και συνεπώς της διαμόρφωσης του τελικού επιφανειακού αναγλύφου, δηλαδή της γεωμορφολογίας. Επιπρόσθετα, κάτω από την επιφάνεια του εδάφους είναι δυνατό να δημιουργηθούν υπόγειοι υδροφορείς και υπόγειες ροές υδάτων, ανάλογα με το πορώδες του υλικού (πόσα κενά έχει) και τον βαθμό και το είδος της αποσάθρωσης του υλικού.

4 Υδρογραφικό δίκτυο Γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά Υδρογραφικό δίκτυο: είναι όλο το σύστημα δίκτυο της επιφανειακής απορροής των υδάτων και μεταφοράς φερτών υλικών και ιζημάτων μιας υδρολογικής λεκάνης Όταν η ροή του επιφανειακού νερού μεταβληθεί σε γραμμική (με σαφή διεύθυνση και φορά) τότε το νερό συγκεντρώνεται σε μια στενή κοίτη με πλευρικές όχθες και ρέει ευκολότερα προς τα κατάντη, με τη μορφή ενός επιμήκους ρεύματος. Έτσι, διαμορφώνεται η κοίτη ροής: Ρυάκια χείμαρροι (ρέματα) ποτάμια: είναι η συγκεντρωμένη επιφανειακή ροή υδάτων με σειρά μεγέθους από το μικρότερο προς το μεγαλύτερο Ροή υδάτων: Επιφανειακή ροή: η ροή ακολουθεί το υδρογραφικό δίκτυο Υπόγεια ροή: το νερό κατεισδύει στα πετρώματα μέσω διήθησης, δημιουργώντας υπόγειους υδροφορείς και πηγές 9. Υδρογεωλογία Γενικά

5 Υδρογραφικό δίκτυο Γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά Λεκάνη απορροής: η περιοχή που αποστραγγίζεται από ένα δίκτυο υδατορεμάτων Κοίτη: μια στενή αύλακα που διοχετεύει τη ροή της υδάτινης μάζας προς τα κατάντη μεταφέρει, εκτός από τη μάζα του νερού, φερτές ύλες το εύρος μπορεί ποικίλει από λίγα μέτρα έως χιλιόμετρα έχει γραμμική μορφή Λεκάνη απορροής 9. Υδρογεωλογία Γενικά

6 Υδρογραφικό δίκτυο Γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά 9. Υδρογεωλογία Γενικά

7 Υδρολογικός κύκλος 9. Υδρογεωλογία Υδρολογικός κύκλος Το νερό της γής, υπολογίζεται περίπου σε 1.36 δις km 3, το οποίο κατανέμεται ως: Λίμνες, ποτάμια, ατμόσφαιρα, υπέδαφος: 0.65% Παγετώνες: 2.15% Ωκεανοί: 97.2%

8 Υδρολογικός κύκλος 9. Υδρογεωλογία Υδρολογικός κύκλος Το νερό της γης ανακυκλώνεται: watercyclegreek.html

9 Υδρολογικός κύκλος 9. Υδρογεωλογία Υδρολογικός κύκλος Το νερό της γης ανακυκλώνεται:

10 Υδρολογικός κύκλος 9. Υδρογεωλογία Υδρολογικός κύκλος 1. Το νερό μέσω εξάτμισης μεταφέρεται στην ατμόσφαιρα μέσω: εξάτμισης από τους ωκεανούς ( km 3 /έτος) και εξατμισοδιαπνοής της ξηράς ( 60000km 3 /έτος) Σημείωση: η εξατμισοδιαπνοή παραλαμβάνει εξάτμιση του νερού των λιμνών και ποταμών και τη διαπνοή των φυτών Στην ατμόσφαιρα το νερό ψύχεται και συγκεντρώνεται υπό μορφή σταγονιδίων στα σύννεφα. Κατόπιν κατακρημνίζεται ως βροχή, χιόνι, χαλάζι και επιστρέφει στους ωκεανούς ( km 3 /έτος) και την ξηρά ( 96000km 3 /έτος) Το κατακρημνισμένο νερό στην ξηρά ( 96000km 3 /έτος) : Επιστρέψει στην ατμόσφαιρα μέσω εξατμισοδιαπνοής ( 60000km 3 /έτος) Διοχετεύεται στη θάλασσα μέσω υδρογραφικού δικτύου ή υπογείως ( 36000km 3 /έτος)

11 Υδρολογικός κύκλος 9. Υδρογεωλογία Υδρολογικός κύκλος 1. Το νερό μέσω εξάτμισης μεταφέρεται στην ατμόσφαιρα μέσω: εξάτμισης από τους ωκεανούς ( km 3 /έτος) και εξατμισοδιαπνοής της ξηράς ( 60000km 3 /έτος) Σημείωση: η εξατμισοδιαπνοή παραλαμβάνει εξάτμιση του νερού των λιμνών και ποταμών και τη διαπνοή των φυτών Στην ατμόσφαιρα το νερό ψύχεται και συγκεντρώνεται υπό μορφή σταγονιδίων στα σύννεφα. Κατόπιν κατακρημνίζεται ως βροχή, χιόνι, χαλάζι και επιστρέφει στους ωκεανούς ( km 3 /έτος) και την ξηρά ( 96000km 3 /έτος) Το κατακρημνισμένο νερό στην ξηρά ( 96000km 3 /έτος) : Επιστρέψει στην ατμόσφαιρα μέσω εξατμισοδιαπνοής ( 60000km 3 /έτος) Διοχετεύεται στη θάλασσα μέσω υδρογραφικού δικτύου ή υπογείως ( 36000km 3 /έτος)

12 Επιφανειακά ύδατα: 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα Όπως αναφέραμε το μεταφέρεται επιφανειακά μέσω του υδρογραφικού δικτύου. Σημαντικό στην κατανόηση της ανάπτυξης του υδρογραφικού δικτύου και στο πως επηρεάζει τη διάβρωση, μεταφορά και απόθεση είναι η παροχή του υδατορέμματος (σε μονάδα μέτρησης m 3 /sec, δηλ. όγκος νερού/μονάδα χρόνου: Q = v A Πλάτος: Βάθος: = ταχύτητα νερού (m/sec) x βάθος (m) x πλάτος (m) η μέση οριζόντια απόσταση απόσταση από τη μία όχθη στην άλλη, κάθετα στη ροή η μέση απόσταση από την επιφάνεια του νερού ως τον πυθμένα Α Α Α Α Μέσο πλάτος Μέσο ύψος

13 Επιφανειακά ύδατα: 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα Q = v A = ταχύτητα νερού (m/sec) x βάθος (m) x πλάτος (m) Εάν αλλάξει η παροχή, αλλάζουν ένας ή παραπάνω παράγοντες του δεξιού όρου. Πλυμμηρική παροχή: είναι ένα φυσικό και αναμενόμενο φαινόμενο κατά το οποίο αυξάνεται η παροχή πέραν του δυναμικού της κοίτης. Όσο αυξάνεται η παροχή, αυξάνεται και η στάθμη του νερού στην κοίτη και τελικά υπερπηδά την κοίτη και πλημμυρίζουν οι όχθες. Οι όχθες, που είναι συχνά καλλιεργήσιμες, μπορούν να προστατευθούν έναντι πλημμυρικής παροχής με την κατασκευή αναχωμάτων (όπως για παράδειγμα στον Έβρο ποταμό). Όπως έχουμε αναφέρει, όταν μειωθεί η ταχύτητα του νερού μετά την πλημμύρα, τότε γίνεται η απόθεση των ιζημάτων στις όχθες. Ανάχωμα

14 Επιφανειακά ύδατα: 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα Η μορφή της κοίτης διαφέρει ανάλογα με την κλίση κατά μήκος του άξονά της Όσο πηγαίνουμε προς τα κατάντη, τόσο αυξάνεται το μέσο πλάτος της διατομής, ενώ το σχήμα αλλάζει από V σε U. Σε κατάντη υψόμετρα επειδή ενώνονται παραπόταμοι και εκφορτίζουν οι υπόγειοι υδροφορείς, η παροχή είναι μεγαλύτερη. Έτσι αυξάνεται η ταχύτητα του νερού και η διατομή της κοίτης.

15 Επιφανειακά ύδατα: 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα Η κοίτη του ποταμού έχει στην αρχή μεγάλη κλίση (και συνεπώς πιο ορμητική ροή), η οποία γίνεται απότομα πιο ήπια όταν εισέρχεται στην πεδιάδα. Πιο ήπια κλίση σημαίνει μικρότερη ταχύτητα νερό και συνεπώς, για να έχει την ίδια παροχή Q=vA, μεγαλύτερη διατομή, δηλαδή πλάτος και βάθος. Κατά τις υγρές περιόδους (συνήθως Οκτώβριος έως Φεβρουάριος) όταν η βροχόπτωση είναι μεγάλη και έχουμε αυξημένη επιφανειακή απορροή υδάτων: Πριν από την πεδιάδα η ροή είναι πολύ ορμητική συμπαρασύροντας μαζί της φερτά υλικά σε μεγάλες αποστάσεις μέχρι την πεδιάδα (τα λεπτά φερτά είναι σε αιώρηση, ενώ τα χονδρά φερτά συμπαρασύρονται στον πυθμένα) Στην πεδιάδα η κοίτη «φουσκώνει» και ενδεχομένως να μην αρκεί να παροχετεύσει το νερό, οπότε έχουμε υπερχείληση και πλημμύρα Το ποτάμι καταλήγει στη θάλασσα, όπου διαμορφώνεται το δέλτα του ποταμού.

16 Επιφανειακά ύδατα - διάβρωση: 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα Τα ποτάμια έχουν την τάση να διευρύνουν και να βαθαίνουν τις κοιλάδες τους. Νέο ποτάμι: Σχήμα V, μεγάλη ταχύτητα ροής, καταρράκτες, δεν υπάρχουν όχθες Αρχική ωριμότητα: Σχήμα V, αρχή δημιουργίας οχθών, η κοιλάδα δεν βαθαίνει πλέον Τελική ωριμότητα: Η κοιλάδα έχει μια στενή όχθη, αποτίθενται ιζήματα σε κοίτη και όχθες, οπότε διευρύνονται οι όχθες, αρχίζουν οι μαιανδρισμοί Σχήματα:

17 Επιφανειακά ύδατα - διάβρωση: 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα Τα ποτάμια έχουν την τάση να διευρύνουν και να βαθαίνουν τις κοιλάδες τους. Παλαιό ποτάμι: Μεγάλο εύρος οχθών, γεωμορφολογία σχεδόν επίπεδη, μαίανδροι ανακόπτονται και αλλάζει η κοίτη Αναγέννηση: Η ανύψωση της γης οδηγεί σε αποσάθρωση, οπότε βαθαίνει και πλαταίνει η κοιλάδα. Η κοιλάδα έχει χαρακτηριστικά τόσο νεότερης όσο και ώριμης κοίτης ταυτόχρονα. Μπορεί να συμβεί σε οποιοδήποτε ηλικιακό στάδιο της του ποταμού. Αναγέννηση παλαιού ποταμού Αναγέννηση νέου ποταμού

18 Επιφανειακά ύδατα - διάβρωση: 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα Τα ποτάμια έχουν την τάση να διευρύνουν και να βαθαίνουν τις κοιλάδες τους. Ανάλογα με τις κλιματολογικές συνθήκες μπορούν να υπάρξουν και τροποποιήσεις του μοντέλου, π.χ. ξηρά κλίματα: Νέο ποτάμι: Σχήμα V, μοιάζει με το σχήμα σε υγρά κλίματα Ώριμο ποτάμι: Απότομα πρανή, κώνοι και σάρες κορημάτων, ρηχές λίμνες Κάποιες από αυτές τις μορφές συναντώνται και σε υγρά κλίματα (π.χ. κώνοι κορημάτων) Παλαιό ποτάμι: Η κοιλάδα έχει εξαπλωθεί

19 Επιφανειακά ύδατα - διάβρωση: 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα Κοιλάδα σχήματος V: Μαίανδροι:

20 Επιφανειακά ύδατα - διάβρωση: 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα Κοιλάδα σχήματος U: δημιουργείται από παγετώνες

21 Επιφανειακά ύδατα - μεταφορά: Μεταφορά φερτών τρεις τρόποι: α) αιώρηση: κόκκοι άμμου, ιλύος, αργίλου είναι σε αιώρηση και αποτελούν τον βασικό όγκο του μεταφερόμενου υλικού. Καλούνται αιωρούμενο φορτίο και είναι αυτά που δίνουν το χαρακτηριστικό καφέ έως κοκκινωπό χρώμα στα ποτάμια. 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα Αιώρηση: Λεπτό και ελαφρύ υλικό μεταφέρεται με τη ροή του νερού Διάλυση: ορυκτά διαλελυμένα σε νερό (χημική αλλαγή) Αναπήδηση: μικρά χαλίκια και κροκάλες Κύλιση: μεγάλες κροκάλες Το ποσό των υλικών που μπορούν να μεταφερθούν εξαρτάται από: Την ταχύτητα: όσο μεγαλύτερη τόσο περισσότερα φερτά και σε μεγαλύτερη απόσταση μεταφέρονται. Μέγεθος, σχήμα, ειδικό βάρος φερτών: όσο πιο λεπτόκοκκα τόσο μειώνεται η ταχύτητα κατακάθισής τους, οπότε μπορεί να μεταφερθούν μακρύτερα.

22 Επιφανειακά ύδατα - μεταφορά: Μεταφορά φερτών τρεις τρόποι: β) κίνηση κατά μήκος του πυθμένα: οι χονδρότεροι κόκκοι μεταφέρονται μέσω ολίσθησης, κύλισης και μικρών αλμάτων. Αποτελούν το φορτίο του πυθμένα γ) διάλυση: διαλυμένα ιόντα ιόντα μεταφέρονται αόρατα και αποτελούν το διαλελυμένο φορτίο. Το ποσό τους και είδος εξαρτάται από τη βλάστηση και σύσταση πετρωμάτων και επιδρούν στη χημική αποσάθρωση των πετρωμάτων. 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα Αιώρηση: Λεπτό και ελαφρύ υλικό μεταφέρεται με τη ροή του νερού Διάλυση: ορυκτά διαλελυμένα σε νερό (χημική αλλαγή) Αναπήδηση: μικρά χαλίκια και κροκάλες Κύλιση: μεγάλες κροκάλες φορτίο του πυθμένα

23 Επιφανειακά ύδατα αποθέσεις: 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα Είδη αποθέσεων: α) Αλλουβιακές: οι ποτάμιες αποθέσεις μέσα στην κοίτη και γύρω από αυτή, ανεξάρτητα της κοκκομετρίας τους Το ποτάμι αρχίζει να αποθέτει φερτά υλικά (τα οποία γίνονται τότε αλλούβια) όταν η ταχύτητα του ποταμού μειώνεται(οπότε μειώνεται η ενέργειά του): πρώτα τα μεγαλύτερα βαρύτερα σωματίδια και βαθμιαία στα μικρότερα όταν η ταχύτητα ροής γίνει πολύ μικρή έως μηδενική, αποτίθενται τα αργιλικά ορυκτά (τα μικρότερα και ελαφρότερα σωματίδια). Αποθέσεις υπερχείλισης (floodplain deposits): σχηματίζονται στη λεκάνη κατάκλισης κατά τη διάρκεια παλαιότερων πλημμυρών, σε λιμναίες συνθήκες, δηλαδή με πολύ μικρή έως μηδενική ταχύτητα ροής. β) Δελταϊκές: οι ποτάμιες αποθέσεις στην εκβολή των ποταμών

24 Επιφανειακά ύδατα αποθέσεις: αλλούβια 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα Περιοχές μέτριας κλίσης ποταμού μορφολογία κοίτης: Μαίανδροι (meanders): περιοχές μεγάλης καμπύλωσης της κοίτης Μηνοειδή φράγματα (cutoffs): αποθέσεις που έχουν οδηγήσει σε αποκοπή του μαιάνδρου από την κοίτη του ποταμού Μηνοειδείς λίμνες (oxbow lakes): οι αποκομμένοι μαίανδροι Φυσικά αναχώματα (natural levee): οι αποθέσεις στις όχθες λόγω πλυμμηρών ndforms_page_1.html Παραποτάμιοι υγροβιότοποι (back swamp): οι αποθέσεις υπερχείλισης, όπου λόγου αργίλου δημιουργούνται βαλτώδη τμήματα

25 Επιφανειακά ύδατα αποθέσεις: αλλούβια 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα Στην εξωτερική πλευρά του μαίανδρου το νερό έχει μεγαλύτερη ταχύτητα και διαβρώνει, ενώ στο εσωτερικό έχει μικρότερη ταχύτητα και αποθέτει φερτά Αποθέσεις λόγω μικρής ταχύτητας ροής Διάβρωση και υποσκαφή λόγω μεγάλης ταχύτητας ροής Στάδια δημιουργίας μηνοειδούς λίμνης

26 Επιφανειακά ύδατα αποθέσεις: αλλούβια 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα Στην εξωτερική πλευρά του μαίανδρου το νερό έχει μεγαλύτερη ταχύτητα και διαβρώνει, ενώ στο εσωτερικό έχει μικρότερη ταχύτητα και αποθέτει φερτά Μηνοειδές φράγμα Μηνοειδής λίμνη Περιοχή διαμόρφωσης διεύρυνσης μαιάνδρου Μηνοειδές φράγμα Μαίανδρος Αποθέσεις λόγω μικρής ταχύτητας ροής Μηνοειδής λίμνη Έχει ενδιαφέρον:

27 Επιφανειακά ύδατα αποθέσεις: υπερχείλιση και φυσικά αναχώματα Κατά τις πλημμύρες, όταν υπερχειλίζει η κοίτη έχουμε τις αποθέσεις υπερχείλισης και τα φυσικά αναχώματα: α) Πριν την πλημμύρα 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα β) Κατά την πλημμύρα: Στις όχθες έχουμε τις πιο χονδρόκοκκες και μεγαλύτερου πάχους αποθέσεις. Στην κοιλάδα έχουμε τις πιο λεπτόκοκκες και μικρότερου πάχους αποθέσεις Μετά από πολλές πλημμύρες

28 Επιφανειακά ύδατα αποθέσεις: αλλούβια 9. Υδρογεωλογία Επιφανειακά Ύδατα Τεχνικογεωλογικά χαρακτηριστικά αλλούβιων: α) είναι χαλαρές αποθέσεις με μεγάλο πορώδες: πιο συμπιεστές και μικρότερης αντοχής από παλαιές προφορτισμένες αποθέσεις β) εάν υπάρχει μεγάλο ποσοστό αργιλικών είναι ιδιαίτερα συμπιεστά γ) ενδέχεται ο υδροφόρος ορίζοντας να βρίσκεται αρκετά κοντά στην επιφάνεια του εδάφους: ο ψηλός υδροφόρος ορίζοντας οδηγεί σε αυξημένη συμπιεστότητα (π.χ. μεγάλες καθιζήσεις στη θεμελίωση έργων) και σε μειωμένη αντοχή (π.χ. ανάγκη αντιστήριξης σε εκσκαφές) δ) το ποτάμι αρχίζει να αποθέτει φερτά υλικά (τα οποία γίνονται τότε αλλούβια) όταν η ταχύτητα του ποταμού μειώνεται (οπότε μειώνεται η ενέργειά του) ε) υπάρχει έντονη εναλλαγή των αποθέσεων και η ύπαρξη ενστρώσεων συμπιεστής τύρφης αυξάνει τη συμπιεστότητα και μειώνει την αντοχή Απαιτείται καλή διερεύνηση της στρωματογραφίας και των συνθηκών υδροφόρου ορίζονται για να σχεδιαστεί με επάρκεια το τεχνικό έργο

29 Υπόγεια ύδατα 9. Υδρογεωλογία Υπόγεια Ύδατα Αποτελούν: Παρέχουν: το 1% του γλυκού νερού της γής. το 50% του πόσιμου νερού (ύδρευση) το 40% του νερού για πότισμα (άρδευση) το 25% του νερού για βιομηχανική χρήση Η διηθητικότητα του νερού στο έδαφος πέτρωμα εξαρτάται από τη γεωμορφολογία, το τοπογραφικό ανάγλυφο κ.α. Το νερό κατακρατείται μέσα στους πόρους του εδάφους ή του πετρώματος με τις εξής μορφές: α) υδρατμοί β) υγροσκοπικό νερό γ) υμενώδες νερό δ) τριχοειδές νερό ε) βαρυτικό νερό: είναι το νερό που μπορεί και κινείται ανάμεσα στους πόρους ανάλογα με τις υδραυλικές συνθήκες (π.χ. φυσική ροή, άντληση) και συνεπώς είναι διαθέσιμο προς εκμετάλλευση. Το μεγαλύτερο ποσό του βαρυτικού νερού βρίσκεται μέχρι βάθος 750m

30 Υπόγεια ύδατα 9. Υδρογεωλογία Υπόγεια Ύδατα Διαπερατότητα: περιγράφει την ταχύτητα κίνησης νερού ενδιαμέσως των πόρων όταν υποβάλλεται υδραυλικό φορτίο Διαπερατά εδάφη/πετρώματα (π.χ. άμμοι, χαλίκια, κροκάλες, ψαμμίτες,): το νερό κινείται με κάποια ταχύτητα «Αδιαπέρατα» εδάφη/πετρώματα (π.χ. άργιλοι, ιλυόλιθοι, ασβεστόλιθοι, πυριγενή και μεταμορφωμένα πετρώματα): το νερό κινείται με πολύ μικρή ταχύτητα σχεδόν μηδενική ενδιαμέσως των πόρων Δευτερογενής διαπερατότητα: όταν υπάρχει αυξημένη διαπερατότητα λόγω διακλάσεων, ρωγμών (π.χ. ρωγματωμένα πυριγενή πετρώματα), ρηγμάτων κ.λπ., ακόμα και καρστικοποίησης (καρστικοποιημένος ασβεστόλιθος)

31 Υπόγεια ύδατα υδροφορείς 9. Υδρογεωλογία Υπόγεια Ύδατα Υδροφορείς: τα πετρώματα και τα εδάφη τα οποία επιτρέπουν την κίνηση νερού Νερό αποθηκευμένο σε ρωγμές και πόρους διήθηση στάθμη υδροφόρου ορίζοντα ροή νερού κάτω από Σ.Υ.Ο /aquifers-groundwater/ διήθηση Αμμοχαλικώδης μη περιορισμένος υδροφορέας Ιλυώδης στρώση (αδιαπέρατη) Αμμοχαλικώδης περιορισμένος υδροφορέας Ρηγματωμένος υδροφόρος βράχος ζώνη μερικού κορεσμού ζώνη πλήρους κορεσμού (υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα)

32 Υπόγεια ύδατα υδροφορείς 9. Υδρογεωλογία Υπόγεια Ύδατα Υδροφορείς: τα πετρώματα και τα εδάφη τα οποία επιτρέπουν την κίνηση νερού πιεσομετρική στάθμη περιορισμένου υδροφορέα άργιλος: αδιαπέρατη στρώση που χωρίζει τους δύο υδροφορείς διήθηση αρτεσιανό πηγάδι κανονικό πηγάδι ποτάμι λίμνη αδιαπέρατος βράχος στάθμη υδροφόρου ορίζοντα μη περιορισμένος άργιλος υδροφορέας φυσική ροή από περιορισμένος υδροφορέας περιορισμένο υδροφορέα

33 Υπόγεια ύδατα υδροφορείς 9. Υδρογεωλογία Υπόγεια Ύδατα Ανάλογα με τις υδραυλικές συνθήκες υπάρχουν δύο είδη υδροφόρων: Μη περιορισμένοι υδροφορείς (unconfined aquifers): Οι υδροφορείς που διαμορφώνουν μια ελεύθερη επιφάνεια (τη στάθμη υδροφόρου ορίζοντα Σ.Υ.Ο.), κάτω από την οποία όλοι οι πόροι είναι γεμάτοι με νερό (κορεσμός) και πάνω από την οποία υπάρχει μερικώς κορεσμός έως ξηρό υλικό. Επί της Σ.Υ.Ο. η πίεση του νερού είναι μηδενική. Η μορφή της Σ.Υ.Ο. είναι καμπύλη, ακολουθώντας λίγο πολύ τη μορφολογία του εδάφους και έχοντας μια υδραυλική κλίση, η οποία δημιουργεί συνθήκες ροής μέχρι το χαμηλότερο υψόμετρο της Σ.Υ.Ο. Σ.Υ.Ο. πριν την άντληση

34 Υπόγεια ύδατα υδροφορείς 9. Υδρογεωλογία Υπόγεια Ύδατα Ανάλογα με τις υδραυλικές συνθήκες υπάρχουν δύο είδη υδροφόρων: Περιορισμένοι υδροφορείς (confined aquifers): Στους υδροφορείς αυτούς το νερό περιορίζεται από δύο «αδιαπέρατες» στρώσεις (άνω και κάτω στρώση) και εντός του υδροφορέα βρίσκεται υπό καθεστώς πίεσης σε όλη την έκταση. Η πιεσομετρική στάθμη δείχνει την πίεση του νερού και στην ουσία αποτελεί τη στάθμη αρτεσιανισμού (δηλ. τη στάθμη που θα φτάσει το νερό εάν ανοίξουμε υδρογεώτρηση εντός του περιορισμένου υδροφορέα) πηγή Μη περιορισμένος υδροφορέας φόρτιση στάθμη νερού αδιαπέρατη στρώση Αρτεσιανό πηγάδι (χωρίς ροή) Περιορισμένος υδροφορέας Αρτεσιανό πηγάδι (με ροή) πηγή μέσα από ρήγμα αδιαπέρατο κάλυμμα υδροφορέας

35 Υπόγεια ύδατα υδροφορείς 9. Υδρογεωλογία Υπόγεια Ύδατα Ειδική περίπτωση των μη περιορισμένων υδροφορέων είναι οι επικρεμάμενοι: Επικρεμάμενοι υδροφορείς (perched aquifers): Είναι ανεξάρτητοι / παροδικοί υδροφορείς. Συνδεόνται πολλές φορές και με την ύπαρξη εποχιακών πηγών. Επικρεμάμενος υδροφόρος ορίζοντας πηγή πηγάδι χωρίςνερό πηγάδι με νερό ξηρή γεώτρηση Επικρεμάμενοι ορίζοντες επιτυχείς γεωτρήσεις αδιαπέρατη στρώση κύριος υδροφόρος ορίζοντας άργιλος άμμος άργιλος κύριος υδροφόρος ορίζοντας

36 Υπόγεια ύδατα πηγές 9. Υδρογεωλογία Υπόγεια Ύδατα Πηγές είναι τα σημεία εξόδου των υπόγειων υδάτων στην επιφάνεια της γης. Μη περιορισμένοι υδροφορείς: πηγές επαφής. Η ροή του νερού οδηγείται από τη βαρύτητα. Η πηγή εμφανίζεται εκεί που η επαφή διαπερατής αδιαπέρατης στρώσης βγαίνει στην επιφάνεια. Περιορισμένοι υδροφορείς: πηγές αρτεσιανισμού. Η ροή του νερού οδηγείται από την αρτεσιανή πίεση. Το νερό βγαίνει στην επιφάνεια μέσω ασυνέχειας εντός της αδιαπέρατης στρώσης (π.χ. ρήγμα) κατακρήμνιση κατακρήμνιση πηγή επαφής διήθηση στάθμη νερού επαφή αρτεσιανό πηγάδι με ροή αρτεσιανή πηγή διήθηση στάθμη νερού ρήγμα

37 Υπόγεια ύδατα πηγές 9. Υδρογεωλογία Υπόγεια Ύδατα Πηγές είναι τα σημεία εξόδου των υπόγειων υδάτων στην επιφάνεια της γης. Παράδειγμα σε καρστικοποιημένο ασβεστόλιθο: αδιαπέρατη στρώση σημεία διήθησης αγωγοί πηγή αδιαπέρατη στρώση

38 Υπόγεια ύδατα πηγές 9. Υδρογεωλογία Υπόγεια Ύδατα Πηγές είναι τα σημεία εξόδου των υπόγειων υδάτων στην επιφάνεια της γης. Παράδειγμα σε ρηγματωμένο ασβεστόλιθο: