ΓΙΑΚΤΜΑΝΗ ΣΗ ΣΑΘΜΗ ΣΟΤ ΤΠΟΓΔΙΟΤ ΝΔΡΟΤ ΚΑΙ ΠΡΟΒΛΔΦΗ ΣΗ ΔΞΔΛΙΞΗ ΣΗ ΚΑΣΑ ΣΟ ΜΟΝΣΔΛΟ ARIMA, ΣΗΝ ΠΔΡΙΟΥΗ ΣΗ ΛΑΡΙΑ. ΠΔΡΙΒΑΛΛΟΝΣΙΚΔ ΔΠΙΠΣΧΔΙ. Παύλοσ Α. 1, ούλιος Γ. 1, Καζάκης Ν. 1 και Μάηηας Υ. 1 1 Δξγ. Τερληθήο Γεσινγίαο θαη Υδξνγεσινγίαο, Τκήκα Γεσινγίαο, Αξηζηνηέιεην Παλεπηζηήκην Θεζζαινλίθεο. E-mail: kazakis@geo.auth.gr ΠΔΡΙΛΗΦΗ Ζ πεξηνρή έξεπλαο βξίζθεηαη λνηηναλαηνιηθά ηεο πόιεο ηεο Λάξηζαο, ζηελ επξύηεξε πεξηνρή ηνπ Πιαηπθάκπνπ θαη ραξαθηεξίδεηαη από έληνλε θαιιηεξγεηηθή δξαζηεξηόηεηα. Οη θαιιηεξγνύκελεο εθηάζεηο αξδεύνληαη επί ην πιείζηνλ από γεσηξήζεηο. H αιόγηζηε ρξήζε λεξνύ έρεη νδεγήζεη ζηελ ππεξάληιεζε ησλ πδξνθόξσλ ζηξσκάησλ. Σηελ παξνύζα εξγαζία γίλεηαη αλάιπζε ηεο ρξνλνζεηξάο ηεο πηώζεο ζηάζκεο ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ γηα ην ρξνληθό δηάζηεκα 1975-2005 ζε αληηπξνζσπεπηηθέο γεσηξήζεηο ηεο πεξηνρήο. Δπηπιένλ εθαξκόδεηαη ην καζεκαηηθό κνληέιν ARIMA κε ζηόρν λα δηαπηζησζεί ε δπλαηόηεηα εθαξκνγήο ηνπ γηα ηελ πξόβιεςε ηεο κειινληηθήο ζηάζκεο ηνπ ππόγεηνπ πδξνθόξνπ νξίδνληα. Από ηελ αλάιπζε ηεο ρξνλνζεηξάο παξαηεξείηαη κηα πηώζε ζηάζκεο ηεο ηάμεο ησλ 30-35 m. Τν κνληέιν ARIMA εθαξκόζηεθε ζηα δεδνκέλα ηεο ρξνλνζεηξάο θαη από ηελ αμηνιόγεζε ησλ απνηειεζκάησλ απνδεηθλύεηαη αμηόπηζην ώζηε λα ρξεζηκνπνηεζεί κε επηηπρία ζηελ πξόβιεςε ηεο δηαθύκαλζεο ηεο ζηάζκεο ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ. GROUNDWATER LEVEL FLUCTUATION AND PREDICTION OF EVALUATION BY ARIMA MODEL, IN THE AREA OF LARISA. ENVIRONMENTAL IMPACTS. Pavlou A. 1, Soulios G. 1, Kazakis N. 1 and Mattas C. 1 1 Lab. of Engineering Geology & Hydrogeology, Dept. of Geology, Aristotle University, GR 54124, Thessaloniki, Greece. E-mail: kazakis@geo.auth.gr ABSTRACT The study area is located in Platikampos region in the northeast part of Larisa basin and is characterized by intensive agricultural activities. Arable land is irrigated mostly from boreholes, irrational exploitation of which has led to over pumping of aquifers. In this paper groundwater level monthly data for the time period 1975-2005 were used and analyzed, derived from measurements in representative boreholes in the area. Moreover, the mathematical model ARIMA was applied in order to determine its applicability for predicting the groundwater level. From the time series analysis groundwater level drop of 30-35m was recorded. The aforementioned method proved sufficient to be used to predict the level of underground water successfully.
1. ΔΙΑΓΧΓΗ Ζ ζηάζκε ησλ πδξνθόξσλ ζηξσκάησλ δελ βξίζθεηαη ζε ζηαηηθή ηζνξξνπία, αιιά ζε δπλακηθή ηζνξξνπία θαη κεηαβάιιεηαη ζπλερώο κε ην ρξόλν. Μεηαβνιή ηεο ζηάζκεο ζεκαίλεη ηαπηόρξνλα θαη κεηαβνιή ησλ απνζεκάησλ ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ. Ζ θπξηόηεξε αηηία ηεο κεηαβνιήο απηήο είλαη ε ππεξάληιεζε ησλ πδξνθόξσλ ζηξσκάησλ κε ζθνπό ηελ άξδεπζε ησλ θαιιηεξγεηώλ. Ζ ππεξάληιεζε γίλεηαη ζπλήζσο θαηά ηελ μεξή πεξίνδν (Απξίιηνο-Σεπηέκβξηνο), όπνπ νη βξνρνπηώζεηο είλαη ειάρηζηεο θαη έρεη σο απνηέιεζκα ηελ πηώζε ζηάζκεο ζε ηέηνην βάζνο ώζηε ηελ επόκελε πεξίνδν απηή λα κελ επαλέξρεηαη ζην πξνεγνύκελν επίπεδό ηεο. Σηελ πεξηνρή ηνπ Πιαηπθάκπνπ ηεο Λάξηζαο, ε ππεξάξδεπζε ησλ θαιιηεξγεηώλ είρε σο απνηέιεζκα ηελ πηώζε ζηάζκεο ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ επί 25 θαη παξαπάλσ ζπλερή έηε. Σηελ εξγαζία απηή γίλεηαη αμηνιόγεζε ησλ δεδνκέλσλ ηεο ζηάζκεο ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ ζε νξηζκέλεο αληηπξνζσπεπηηθέο γεσηξήζεηο ηεο πεξηνρήο έξεπλαο θαη εθαξκνγή ηνπ καζεκαηηθνύ κνληέινπ ARIMA, έηζη ώζηε λα δηαπηζησζεί ε δπλαηόηεηα πξόβιεςεο ηεο ζηάζκεο ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ. Γηα ηνλ ζθνπό απηό ρξεζηκνπνηνύληαη κεληαίεο κεηξήζεηο ηεο ζηάζκεο ζε γεσηξήζεηο ηεο πεξηνρήο, πνπ θαιύπηνπλ ην ρξνληθό δηάζηεκα 1975-2005. 2. ΠΔΡΙΓΡΑΦΗ ΣΗ ΠΔΡΙΟΥΗ ΔΡΔΤΝΑ 2.1 Θέζη και Γεωμορθολογία Ζ πεξηνρή έξεπλαο βξίζθεηαη αλαηνιηθά-λνηηναλαηνιηθά ηεο πόιεο ηεο Λάξηζαο (Σρ. 1) θαη θαιύπηεη ζπλνιηθή έθηαζε πεξίπνπ 210 Km 2. Γηνηθεηηθά ε πεξηνρή ππάγεηαη ζην Ννκό Λάξηζαο θαη ζπγθεθξηκέλα ζηνπο πξώελ Καπνδηζηξηαθνύο Γήκνπο Πιαηπθάκπνπ θαη Νίθαηαο νη νπνίνη ην 2011 εληάρζεθαλ ζην λέν δηεπξπκέλν Γήκν Κηιειέξ ζύκθσλα κε ην Σρέδην Καιιηθξάηεο. Ο ζπλνιηθόο πιεζπζκόο, ζύκθσλα κε ηελ απνγξαθή ηνπ 2001, θηάλεη ηνπο 11500 θαηνίθνπο. Σρήκα 1: Τνπνγξαθηθόο ράξηεο ηεο πεξηνρήο έξεπλαο όπνπ απεηθνλίδεηαη ην δίθηπν ησλ γεσηξήζεσλ παξαθνινύζεζεο ηεο ζηάζκεο ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ.
Ζ πεξηνρή απνηειεί ην βόξεην ηκήκα ηεο ιεθάλεο ηεο Κάξιαο. Γηαθξίλεηαη από νκαιό αλάγιπθν θαη από πνιύ κηθξέο θιίζεηο, κηθξόηεξεο ηνπ 1%. Σην λνηηνδπηηθό ηκήκα ηεο πεξηνρήο ην αλάγιπθν γίλεηαη εκηινθώδεο θαη νη θιίζεηο θηάλνπλ ην 4%. Τν πςόκεηξν θπκαίλεηαη από 50 έσο 70 κέηξα. Αλαθνξηθά κε ην πδξνγξαθηθό δίθηπν, απηό εκθαλίδεηαη πνιύ θαιά αλεπηπγκέλν ζην εκηινθώδεο λνηηνδπηηθό ηκήκα ηεο πεξηνρήο. Δίλαη δελδξηηηθήο κνξθήο θαη ε πνιύ θαιή αλάπηπμή ηνπ νθείιεηαη ζηε κηθξή πεξαηόηεηα ησλ λενγελώλ ηδεκάησλ θαη ζηε ζρεηηθά κηθξή θιίζε ησλ πξαλώλ. Σην αλαηνιηθό ηκήκα ηεο πεξηνρήο, αλαπηύζζεηαη από επξύ ηερλεηό ζηξαγγηζηηθό δίθηπν κέζσ ηνπ νπνίνπ γίλεηαη εθηθηή ε δηεπζέηεζε ησλ πεδηλώλ πδάησλ ηεο πεξηνρήο θαη ε ηαρύηεξε ζηξάγγηζε ησλ αληίζηνηρσλ πεξηνρώλ. 2.2 Γεωλογία Σηελ πεξηνρή έξεπλαο θπξηαξρνύλ νη λενγελείο θαη ηεηαξηνγελείο απνζέζεηο (Σρ. 2). Τα λενγελή ηδήκαηα θαηαιακβάλνπλ ην λνηηνδπηηθό ηκήκα ηεο επξύηεξεο πεξηνρήο [1]. Τα παιαηόηεξα από απηά είλαη κάξγεο θαη καξγατθνί αζβεζηόιηζνη ηνπ Μεηνθαίλνπ, ελώ ζηα αλώηεξα ζηξώκαηα εκθαλίδνληαη ρεξζνπνηάκηνη ζρεκαηηζκνί (εξπζξνζηξώκαηα) πνπ απνηέζεθαλ θαηά ηελ πεξίνδν ππνρώξεζεο ησλ λεξώλ ηεο αξρηθήο ιίκλεο ηεο Θεζζαιίαο ζην ηέινο ηνπ Νενγελνύο θαη ζηηο αξρέο ηνπ Τεηαξηνγελνύο. Οη ηεηαξηνγελείο αινπβηαθέο απνζέζεηο θαιύπηνπλ ην κεγαιύηεξν ηκήκα ηεο πεξηνρήο κειέηεο. Πξόθεηηαη γηα αζύλδεηα πιηθά από αξγίινπο, άκκνπο, θξνθαινιαηύπεο θαη πνηακνιηκλαία πιηθά, πνπ απνηέζεθαλ ζηελ ιεθάλε ηεο Κάξιαο θαη πνπ ελαιιάζζνληαη κεηαμύ ηνπο. Τν πάρνο απηώλ είλαη αξθεηά κεγάιν (>300 κ). 2.3 Κλίμα Σρήκα 2: Γεσινγηθόο ράξηεο ηεο πεξηνρήο έξεπλαο [1]. Τν θιίκα ηεο πεξηνρήο κειέηεο κπνξεί λα ραξαθηεξηζζεί σο επεηξσηηθό εκίμεξν ραξαθηεξηδόκελν από ζεξκό-μεξό θαινθαίξη θαη ςπρξό-πγξό ρεηκώλα. Με βάζε ηνλ Μεηεσξνινγηθό Σηαζκό ηεο Λάξηζαο, ε κέζε εηήζηα ζεξκνθξαζία γηα ηελ πεξίνδν 1956-2004 είλαη 15,7 ν C, ελώ ε κέζε κεληαία ζεξκνθξαζία θαηά ηελ δηάξθεηα ελόο έηνπο θπκαίλεηαη από 5,2 o C ηνλ Ηαλνπάξην έσο 27,2 ν C ηνλ Ηνύιην. Ζ κέζε εηήζηα βξνρόπησζε ζηελ πεξηνρή αλέξρεηαη ζε 423,2 mm.
3. ΤΓΡΟΓΔΧΛΟΓΙΑ 3.1 Τδρολιθολογία Γιερεύνηζη σδροθορέων Τα Νενγελή ηδήκαηα εκθαλίδνληαη ζην λνηηνδπηηθό ηκήκα ηεο πεξηνρήο έξεπλαο θαη ραξαθηεξίδνληαη από θησρή πδξνθνξία ιόγσ ηεο ιηζνινγηθήο ηνπο ζύζηαζεο (αξγηινκαξγατθά ηδήκαηα κηθξήο πδξνπεξαηόηεηαο). Οη απνζέζεηο ηνπ Τεηαξηνγελνύο πνπ θαιύπηνπλ ην κεγαιύηεξν ηκήκα ηεο πεξηνρήο, ζπλίζηαληαη από αξγίινπο, άκκνπο, θξνθαινιαηύπεο θαη πνηακνιηκλαία πιηθά πνπ ελαιιάζζνληαη κεηαμύ ηνπο. Οη ηηκέο ηνπ ζπληειεζηή πδξαπιηθήο αγσγηκόηεηαο (Κ) θπκαίλνληαη κεηαμύ 10-5 10-8 m/sec, αλάινγα κε ηελ πεξηεθηηθόηεηα ησλ ζρεκαηηζκώλ ζε άκκν [2]. Τα πδξνθόξα ζηξώκαηα αλαπηύζζνληαη ζε ζηξώκαηα άκκσλ, ραιηθηώλ θαη θξνθάισλ πνπ ελαιιάζζνληαη κε αξγίινπο (Σρ. 3). Γεληθά ζηελ πεξηνρή αλαπηύζζεηαη έλαο ξερόο πδξνθόξνο από ηα 30 έσο ηα 60 m θαη έλαο πην βαζύο πδξνθόξνο από ηα 90 έσο ηα 120 m βάζνο από ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο. Ζ πδξνθνξία ηεο πεξηνρήο ραξαθηεξίδεηαη από κέζε δπλακηθόηεηα θαη ε δίαηηά ηεο εμαζθαιίδεηαη ζε έλα βαζκό από ηηο πιεπξηθέο ηξνθνδνζίεο ηνπ Κνπζκπαζαληώηε ξέκαηνο ν νπνίνο ηξνθνδνηεί πιεπξηθά ηελ πεξηνρή κε 9*10 6 m 3 / έηνο [2]. ΒΑΘΟ ΛΙΘΟΛΟΓΙΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ Άμμος Εναλλαγές άμμοσ και αργίλοσ Άμμος Κροκάλες και αμμοτάλικες και αμμοτάλικες σε εναλλαγές Άμμος Άμμος Αμμοτάλικες Εναλλαγές άμμοσ και αργίλοσ Κροκάλες και αμμοτάλικες Αμμοτάλικες Αμμοτάλικες Κροκάλες Εναλλαγές αργίλοσ και αμμοταλικιών Αμμοτάλικες Σρήκα 3: Αληηπξνζσπεπηηθή ιηζνινγηθή ηνκή από ηελ πεξηνρή έξεπλαο. 3.2 Γιακύμανζη ηης ζηάθμης Ζ πεξηνρή έξεπλαο ραξαθηεξίδεηαη από έληνλε θαιιηεξγεηηθή δξαζηεξηόηεηα θαζ όιε ηε δηάξθεηα ηνπ ρξόλνπ. Καιιηεξγνύληαη θπξίσο βακβάθηα, ζηηεξά, δεκεηξηαθά θαη ε άξδεπζε απηώλ γίλεηαη θαηά ην πιείζηνλ από ηδησηηθέο θαη δεκνηηθέο γεσηξήζεηο, αθνύ ην κεηεσξηθό λεξό δελ επαξθεί γηα ηελ θάιπςε ησλ αξδεπηηθώλ αλαγθώλ. Ζ κεγάιε ινηπόλ αλάγθε γηα άξδεπζε ησλ θαιιηεξγεηώλ έρεη νδεγήζεη ζηελ ππεξάληιεζε ησλ πδξνθόξσλ ζηξσκάησλ θαη ηελ ζπλεπαθόινπζε πηώζε ηεο ζηάζκεο. Γηα ηε κειέηε ηεο πηεδνκεηξίαο θαη ηεο δηαθύκαλζεο ηεο ζηάζκεο ρξεζηκνπνηήζεθαλ δεδνκέλα ζηάζκεο 30 εηώλ από γεσηξήζεηο
Στάθμη (m) Οκτ-72 Οκτ-73 Οκτ-74 Οκτ-75 Οκτ-76 Οκτ-77 Οκτ-78 Οκτ-79 Οκτ-80 Οκτ-81 Οκτ-82 Οκτ-83 Οκτ-84 Οκτ-85 Οκτ-86 Οκτ-87 Οκτ-88 Οκτ-89 Οκτ-90 Οκτ-91 Οκτ-92 Οκτ-93 Οκτ-94 Οκτ-95 Οκτ-96 Οκτ-97 Οκτ-98 Οκτ-99 Οκτ-00 Οκτ-01 Οκτ-02 Οκτ-03 Οκτ-04 Στάθμη (m) Οκτ-72 Οκτ-73 Οκτ-74 Οκτ-75 Οκτ-76 Οκτ-77 Οκτ-78 Οκτ-79 Οκτ-80 Οκτ-81 Οκτ-82 Οκτ-83 Οκτ-84 Οκτ-85 Οκτ-86 Οκτ-87 Οκτ-88 Οκτ-89 Οκτ-90 Οκτ-91 Οκτ-92 Οκτ-93 Οκτ-94 Οκτ-95 Οκτ-96 Οκτ-97 Οκτ-98 Οκτ-99 Οκτ-00 Οκτ-01 Οκτ-02 Οκτ-03 Οκτ-04 θαηαλεκεκέλεο ζε όιε ηελ πεξηνρή έξεπλαο (Σρ.1). Σην δηάγξακκα (Σρ. 4) παξνπζηάδεηαη ε δηαθύκαλζε ηεο ζηάζκεο ζηελ γεώηξεζε SR31 ζηελ πεξηνρή Μέιηζζα. Από ην δηάγξακκα θαίλεηαη όηη ε ζηάζκε δελ παξνπζηάδεη ζεκαληηθέο δηαθπκάλζεηο από ην 1972 κέρξη ην 1987. Από εθεί θαη έπεηηα παξαηεξείηαη κηα ζηαζεξή θαζνδηθή πνξεία κέρξη ην 2001, θηάλνληαο θαηά ηελ μεξή πεξίνδν ζηα 50 m βάζνο από ηελ επηθάλεηα ηνπ εδάθνπο. Τα ηειεπηαία 3 ρξόληα 2001-2004 όκσο θαίλεηαη ε ζηάζκε λα ζηαζεξνπνηείηαη. Ζ γξακκηθή ζρέζε ηεο ζηάζκεο, όπσο πξνζδηνξίζζεθε κε ηε κέζνδν ησλ ειαρίζησλ ηεηξαγώλσλ είλαη y=0.13x 118.5. Από ηε ζρέζε απηή πξνθύπηεη κηα έληνλε πησηηθή ηάζε ηεο ζηάζκεο κε ην ρξόλν, ε νπνία ζηαηηζηηθά είλαη ζεκαληηθή (R 2 =0,84). Αληίζηνηρεο πηώζεηο ζηάζκεο παξαηεξήζεθαλ θαη ζε άιιεο γεσηξήζεηο ηεο πεξηνρήο έξεπλαο κε εμαίξεζε ην βόξεηναλαηνιηθό ηκήκα ηεο πεξηνρήο, όπνπ δελ παξαηεξείηαη έληνλε πηώζε ηεο ζηάζκεο(σρ.5). Γεώτρηση SR31 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Σρήκα 4: Γηαθύκαλζε ηεο ζηάζκεο ζηελ γεώηξεζε SR31 θαηά ηελ πεξίνδν 1972-2004 [3]. Γεώτρηση SR35 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Σρήκα 5: Γηαθύκαλζε ηεο ζηάζκεο ζηελ γεώηξεζε SR35 θαηά ηελ πεξίνδν 1972-2004 [3]. Θεσξώληαο σο ζεκείν αλαθνξάο ηελ ζηάζκε ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ ηνπ Απξίιηνπ ηνπ 1974 ζπληάρζεθε ν ράξηεο πηώζεο ζηάζκεο Απξηιίνπ 2004, ν νπνίνο δείρλεη πόζα κέηξα έρεη πέζεη ζπλνιηθά ε ζηάζκε ζηελ πεξηνρή κεηά από 30 ρξόληα (Σρ. 6) [3]. Σηηο πεξηνρέο ηνπ Πιαηπθάκπνπ θαη ηεο Γιαύθεο παξαηεξείηαη πηώζε ζηάζκεο 30-34 m ζε ζρέζε κε ηηο ηηκέο ηεο ζηάζκεο θαηά ηνλ Απξίιην ηνπ 1974. Ζ κεγαιύηεξε πηώζε ζηάζκεο παξαηεξείηαη ζηελ πεξηνρή ηεο Φάιθεο θαη είλαη 48-50 m.
4. ΜΟΝΣΔΛΑ ARIMA Σρήκα 6: Φάξηεο ίζεο πηώζεο ζηάζκεο Απξηιίνπ 1974-2004 [3]. Tα κνληέια ARIMA εθαξκόδνληαη ζε κε ζηαηηθέο ρξνλνζεηξέο δειαδή ζε ρξνλνζεηξέο πνπ ε κέζε ηηκή ησλ παξαηεξήζεσλ αιιάδεη κε ην ρξόλν (εηήζηα ύςε βξνρόπησζεο, ρξνλνζεηξέο ζηάζκεο θ.ά.) θαη κε ηε ρξήζε απηώλ κπνξεί λα γίλεη πξόβιεςε γηα ηε δηαθύκαλζε ησλ παξαηεξήζεσλ [4]. Έλα κε επνρηαθό κνληέιν ARIMA (p, d, q) έρεη ηελ θάησζη κνξθή [4] θ p (B) (1-B) d Y t =C+ ζ q (B) ε t, Όπνπ θ p (B) θαη ζ q (B) είλαη κε επνρηαθόο ηειεζηήο απηνζπζρέηηζεο θαη κε επνρηαθόο ηειεζηήο θηλνύκελσλ κέζσλ όξσλ, ηάμεσο p θαη q, αληίζηνηρα. B= ν ηειεζηήο πίζσ δηαθνξώλ ηάμεσο d (BY t =Y t-1, B 2 Y t =B(BY t )= BYt-1 =Y t-2, θ.ιπ.), ε t = ην ηπραίν ζθάικα κε θαλνληθή θαηαλνκή N (0, ζ 2 ),Y t =ηα δεδνκέλα ηεο ρξνλνζεηξάο θαη C= είλαη κία ζηαζεξά. Ζ δπλαηόηεηα πξόβιεςεο ηεο κειινληηθήο ζηάζκεο ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ κπνξεί λα ζπκβάιεη ζηνλ θαιύηεξν ζρεδηαζκό αμηνπνίεζεο ησλ πδαηηθώλ πόξσλ κηαο πεξηνρήο [5]. 5. ΑΠΟΣΔΛΔΜΑΣΑ Σηελ παξνύζα εξγαζία έγηλε εθαξκνγή πξνζαξκνγήο κνληέινπ ARIMA ζηα δεδνκέλα ηεο ζηάζκεο ηεο γεσηξήζεο SR31 ηεο πεξηνρήο κειέηεο. Γηα ηελ αμηνπηζηία ηνπ κνληέινπ ρξεζηκνπνηνύληαη ηα θξηηήξηα: Akaike (1973), Schwartz (1978) θαη ηεο κεηαβιεηόηεηαο ησλ ππνινίπσλ (residual variance) [4,6,7]. Τν θξηηήξην Akaike (AIC) θαζνξίδεηαη σο: AIC=N ln(ζ e 2 )+ 2(p+q+1)N/(N-p-q-2) όπνπ: N=ην πιήζνο ησλ ηηκώλ θαη p, q=νη ηάμεηο ηνπ κνληέινπ Τν θξηηήξην Schwartz (SBC). Όζν κηθξόηεξε είλαη ε ηηκή, ηόζν θαιύηεξα πξνζαξκόδεηαη ην κνληέιν. Ζ κεηαβιεηόηεηα ησλ ππνινίπσλ (Residual variance, RV). Με βάζε ηα αλσηέξσ θξηηήξηα επηιέρζεθε ην κνληέιν ARIMA (8, 2, 4), ζην νπνίν αληηζηνηρνύλ νη κηθξόηεξεο ηηκέο ησλ θξηηεξίσλ. Τν κνληέιν απηό εθαξκόζηεθε κε επηηπρία
Οκτ-72 Οκτ-74 Οκτ-76 Οκτ-78 Οκτ-80 Οκτ-82 Οκτ-84 Οκτ-86 Οκτ-88 Οκτ-90 Οκτ-92 Οκτ-94 Οκτ-96 Οκτ-98 Οκτ-00 Οκτ-02 Οκτ-04 Συάλμα (m) Στάθμη (m) Οκτ-72 Οκτ-73 Οκτ-74 Οκτ-75 Οκτ-76 Οκτ-77 Οκτ-78 Οκτ-79 Οκτ-80 Οκτ-81 Οκτ-82 Οκτ-83 Οκτ-84 Οκτ-85 Οκτ-86 Οκτ-87 Οκτ-88 Οκτ-89 Οκτ-90 Οκτ-91 Οκτ-92 Οκτ-93 Οκτ-94 Οκτ-95 Οκτ-96 Οκτ-97 Οκτ-98 Οκτ-99 Οκτ-00 Οκτ-01 Οκτ-02 Οκτ-03 Οκτ-04 ζε δεδνκέλα ζηάζκεο ηνπ πδξνθόξνπ νξίδνληα ηεο πεξηνρήο ΒΗΠΔ Παηξώλ [5]. Με βάζε ηηο παξακέηξνπο ηνπ κνληέινπ πνπ εθαξκόζηεθε ππνινγίζηεθε ε εμίζσζε ηνπ κνληέινπ γηα ηελ SR31: Z t =1,981Z t-1-1,453ε t-2 +1,364Ε t-3-1,804ε t-4 +1,263Ε t-5-0,447ε t-6 +0,111Ε t-7-0,042ε t-8 +0,297Ε t-9 0,270Ε t-10 +e t -0,857e t-1 +0,106e t-2 +1,01e t-3 + 0,763e t-4 +0,00028 όπνπ Z t είλαη ε ζηάζκε ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ θαη e t είλαη ηα ππόινηπα. Σην Σρήκα 7 θαίλνληαη νη ππνινγηζκέλεο ηηκέο ηεο ζηάζκεο ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ κε ην κνληέιν ARIMA (θόθθηλε γξακκή) ζε ζρέζε κε ηηο κεηξεζείζεο ηηκέο ζην ύπαηζξν (κπιε γξακκε). Όπσο πξνθύπηεη από ζρήκα, νη ηηκέο πνπ έρνπλ κεηξεζεί ζηελ ύπαηζξν ζπζρεηίδνληαη πνιύ κε απηέο πνπ έρνπλ πξνβιεθζεί από ηελ εθαξκνγή ηνπ κνληέινπ ARIMA (ζπληειεζηήο ζπζρέηηζεο 0,99). Σην Σρήκα 8 θαίλεηαη ην ζθάικα (ζε m) όπσο πξνέθπςε από ηελ εθαξκνγή ηνπ κνληέινπ ζηα δεδνκέλα ηεο ζηάζκεο ζηελ SR31. Από ην ζρήκα βιέπνπκε όηη νη κεγαιύηεξεο ηηκέο ζθάικαηνο, ζηελ SR31, παξαηεξνύληαη ζην θέληξν ηεο ρξνλνζεηξάο. Τν ζθάικα θηάλεη ζε κεξηθνύο κήλεο ηα 8-10 m. Τν κνληέιν πνπ εθαξκόζηεθε κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί κε επηηπρία γηα ηελ πξόβιεςε ηεο ζηάζκεο ηνπ ππόγεηνπ πδξνθόξνπ νξίδνληα θαζώο ε ζπζρέηηζε κε ηα πξαγκαηηθά δεδνκέλα είλαη πνιύ ηθαλνπνηεηηθή. Γεώτρηση SR31 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Σρήκα 7: Υπνινγηζκέλεο ηηκέο κε ην κνληέιν ARIMA(θόθθηλε γξακκή) θαη παξαηεξνύκελεο ηηκέο (κπιε γξακκή) ηεο ζηάζκεο ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ ζηελ γεώηξεζε SR31. Γεώτρηση SR31 14 12 10 8 6 4 2 0-2 -4-6 -8 Σρήκα 8: Υπνινγηζκέλεο ηηκέο ηνπ ζθάικαηνο (ζε m) πνπ πξνέθπςε κεηά ηελ εθαξκνγή ηνπ κνληέινπ ARIMA ζηα δεδνκέλα ηεο ζηάζκεο ζηελ γεώηξεζε SR31.
6. ΤΜΠΔΡΑΜΑΣΑ - ΠΡΟΣΑΔΙ Οη αξδεπηηθέο αλάγθεο ζηελ πεξηνρή ηνπ Πιαηύθακπνπ θαιύπηνληαη θπξίσο από ηα ππόγεηα λεξά κε κεγάιν αξηζκό γεσηξήζεσλ. Ζ ππεξάληιεζε ησλ πδξνθόξσλ ζηξσκάησλ ηα ηειεπηαία 30 ρξόληα έρεη ζαλ απνηέιεζκα ε ζηάζκε ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ λα θαηέιζεη 25-30m. Οη κεγαιύηεξεο πηώζεηο ηεο ζηάζκεο ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ παξαηεξνύληαη ζην λόηην δπηηθό ηκήκα ηεο πεξηνρήο, πνπ αξδεύεηαη απνθιεηζηηθά από γεσηξήζεηο, ελώ νη κηθξόηεξεο παξαηεξνύληαη ζην βόξεην θαη αλαηνιηθό όπνπ ζηελ άξδεπζε ζπκβάινπλ αξδεπηηθά θαλάιηα κε λεξό ηνπ Πελεηνύ πνηακνύ. Τν κνληέιν ARIMA (8,2,4) εθαξκόζηεθε ζε ρξνλνζεηξά ζηάζκεσλ ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ κε κεληαίν βήκα γηα ηελ πεξίνδν 1975-2005. Ζ ζπζρέηηζε κε ηα πξαγκαηηθά δεδνκέλα είλαη κεγάιε (0,99) θαη ηα απνηειέζκαηα θξίλνληαη ηθαλνπνηεηηθά. Ζ ζηάζκε ζηνπ ππόγεηνπ λεξνύ παξνπζηάδεη πησηηθή πνξεία κε ξπζκό πηώζεο 1m/year. Ζ πηώζε ηεο ζηάζκεο ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ είλαη απνηέιεζκα ησλ κεγάισλ αλαγθώλ γηα λεξό ζε ζπλδπαζκό κε ηηο πξαθηηθέο άξδεπζεο πνπ εθαξκόδνληαη. Ζ ζπλερόκελε πηώζε ηεο ζηάζκεο έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηελ αύμεζε ηνπ θόζηνπο ηνπ λεξνύ, θαζώο νη πδξνγεσηξήζεηο πξέπεη λα θαηαζθεπάδνληαη ζε κεγαιύηεξν βάζνο, θαη ηε κείσζε ηεο εθκεηαιιεύζηκεο πνζόηεηαο ηνπ λεξνύ. Δπίζεο ζεκαληηθέο πηώζεηο ζηάζκεο κπνξεί λα πξνθαιέζνπλ θαζηδήζεηο ζην ππέδαθνο [8]. Γηα ηελ αλάθακςε ηνπ πδξνθόξνπ νξίδνληα θαη ηελ επαλαθνξά ηεο ζηάζκεο ηνπ ππόγεηνπ λεξνύ ζα πξέπεη λα εθαξκνζηεί έλα νινθιεξσκέλν ζύζηεκα δηαρείξηζεο ησλ πδαηηθώλ πόξσλ ζε ζπλδπαζκό κε νξζνινγηθέο πξαθηηθέο άξδεπζεο ηεο πεξηνρήο. Ζ εθκεηάιιεπζε επηθαλεηαθώλ λεξώλ κε ηε δεκηνπξγία ηακηεπηήξσλ λεξνύ, ν ηερλεηόο εκπινπηηζκόο [9] ε αιιαγή πξαθηηθώλ άξδεπζεο (ρξήζε ζηαγνληδίσλ, άξδεπζε ηηο πξσηλέο ώξεο θαη κεηά ηε δύζε ηνπ ειίνπ θηι.) θαη ε αληηθαηάζηαζε θαιιηεξγεηώλ κε ιηγόηεξεο απαηηήζεηο ζε λεξό είλαη κεξηθά κέηξα πνπ κπνξνύλ λα ζπκβάινπλ ζηελ αλάθακςε ηεο ζηάζκεο ηνπ πδξνθόξνπ νξίδνληα. 7. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Καηζηθάηζνο Γ., Βηδάθεο Μ. θαη Γ. Μηγθίξνο (1981) Γεσινγηθόο ράξηεο ηεο Διιάδαο 1:50000 Φύιιν Πιαηύθακπνο εθδόζεηο Η.Γ.M.E. 2. Δπαγγειόπνπινο, Α. (2004) Πνζνηηθή θαη πνηνηηθή θαηάζηαζε ππόγεηνπ πδάηηλνπ δπλακηθνύ ιεθάλεο αλαηνιηθήο Θεζζαιίαο Γ.Δ.Β. Λάξηζαο. 3. Παύινπ Α. (2006) Υδξνγεσινγηθέο ζπλζήθεο θαη εμέιημε ηεο πηεδνκεηξίαο ζηελ πεξηνρή λνηηναλαηνιηθά ηεο Λάξηζαο Γηαηξηβή Δηδίθεπζεο, Τκήκα Γεσινγίαο ΑΠΘ, ζει. 140. 4. Katz, R.W and R.H. Skaggsm, (1981) On the use of autoregressive moving average processes to model meteorological time series Mon. Weath. Rev. 109, pp. 479-484. 5. Voudouris, K. (2002) Time series analysis using ARIMA models of the groundwater table in Patras industrial area aquifer system (NW Peloponnese, Greece) Proc. 8 th Annual Conference of the International Association for Mathematical Geology, Berlin, Germany. Volume 1, pp. 335-340. 6. Akaike, H. (1973) Maximum likelihood identification of Gaussian autoregressive moving average models Biometrika, 60, pp. 225-265. 7. Schwarz, E., (1978) Estimating the dimension of a model. Annals of Statistics 6 (2): 461 464. 8. Soulios, G. (1997) Subsidence de terrains alluviaux dans lesub-est de la plaine de Thessalie Proc. Symp. Inter. Engineering geology and the environment, v.1, p. 1067-1072. 9. Soulios, G., Voudouris, K., Kalfountzos, D., Kakls, T., Sotiriadis, M., Alexiou, J., and S. Kotsopoulos (2007) Preliminary results of groundwater recharge experiments in Larisa Prefecture. Bulletin of the Geological Society of Greece, vol. ΦΦΦ, issue 2, p. 560-569.