ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΠΟΣΟΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΟΙΟΤΙΚΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΑΡΑΚΤΙΟΥ ΥΔΡΟΦΟΡΕΑ ΚΑΛΛΙΚΡΑΤΕΙΑΣ-ΦΛΟΓΗΤΩΝ ΧΑΛΚΙΔΙΚΗΣ, ΕΛΛΑΔΑ

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2018) 27: 54-67 54 ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΠΟΣΟΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΟΙΟΤΙΚΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΟΥ ΠΑΡΑΚΤΙΟΥ ΥΔΡΟΦΟΡΕΑ ΚΑΛΛΙΚΡΑΤΕΙΑΣ-ΦΛΟΓΗΤΩΝ ΧΑΛΚΙΔΙΚΗΣ, ΕΛΛΑΔΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ Ντώνα Μ., Γαβριηλίδου Ε., Καζάκης Ν., Βουδούρης Κ.* Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας & Υδρογεωλογίας, Τμήμα Γεωλογίας, Α.Π.Θ. *Στοιχεία επικοινωνίας: kvoudour@geo.auth.gr Σκοπός της παρούσας εργασίας αποτελεί η διερεύνηση της ποσοτικής και ποιοτικής κατάστασης του παράκτιου υδροφορέα στην περιοχή Καλλικράτειας Φλογητών. Για την υλοποίηση της, αξιοποιήθηκαν υδροχημικά και κλιματικά δεδομένα, καθώς και μετρήσεις στάθμης του υπόγειου νερού. Η συνεχής πτώση της στάθμης του υπόγειου νερού, με ρυθμό 0,76 m/έτος, στην περιοχή έρευνας έχει συντελέσει στην υφαλμύριση αφενός εξαιτίας της διείσδυσης του θαλασσινού νερού, αφετέρου στην ανάμειξη γεωθερμικών ρευστών με τους ψυχρότερους επιφανειακούς υδροφορείς. Επιπλέον πίεση μπορεί να θεωρηθεί η νιτρορύπανση του υπόγειου νερού λόγω της εντατικής χρήσης λιπασμάτων. Συμπερασματικά, διαπιστώνεται πως η κακή διαχείριση του υπόγειου νερού αποτελεί τη σημαντικότερη αιτία για την ποσοτική μείωση και ποιοτική υποβάθμιση του υπόγειου νερού έναντι των αναφερόμενων κλιματικών μεταβολών/αλλαγών. Η ποσοτικοποίηση της συνεισφοράς των δύο κυρίαρχων αιτιών της υποβάθμισης του υπόγειου νερού χρήζει περαιτέρω έρευνας. ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ: Υπόγεια νερά, πτώση στάθμης, Υδροχημεία, υφαλμύριση, Ελλάδα INVESTIGATION OF THE QUANTITATIVE AND QUALITATIVE STATUS OF COASTAL AQUIFER IN KALLIKRATIA-FLOGITA, CHALKIDIKI, GREECE Ntona Μ., Gavriilidou E., Kazakis N., Voudouris K.* Lab. of Engineering Geology & Hydrogeology, Dept. of Geology, 54124, A.U.Th. *Corresponding author: kvoudour@geo.auth.gr ABSTRACT The aim of this study was the determination of quantitative and qualitative status of the coastal aquifer in Kallikratia-Flogita area (Chalkidiki, North Greece). Hence, the hydrochemical data, water level measurements and climatic data were elaborated and evaluated. Groundwater decline occur with a mean rate up to 0.76 m/year which has led to salinization of the aquifer due to seawater intrusion and mixing of geothermal fluids with the upper fresh aquifers. Nitrate pollution is a further stressor that is attributed to fertilizers. Mismanagement of groundwater is the dominant cause of groundwater deterioration, while the referred climate changes follows. Quantification of the two stressors requires further and deeper analysis. KEY WORDS: Groundwater, drawdown, Ηydrochemistry, salinization, Greece

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2018) 27: 54-67 55 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το υπόγειο νερό είναι σημαντικός παράγοντας του υδρολογικού κύκλου. Η αυξανόμενη ζήτηση γλυκού νερού για την κάλυψη των υδατικών αναγκών και η υποβάθμιση της ποιότητάς του αυξάνει τις πιέσεις στο υπόγειο νερό. Ειδικότερα, η συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση νερού στις παράκτιες περιοχές του ελλαδικού χώρου έχει ως αποτέλεσμα την υπεράντληση των παράκτιων υδροφορέων (Stamatis and Voudouris, 2003; Voudouris et al., 2006) με άμεσο επακόλουθο τη διείσδυση θαλασσινού νερού και τη μείωση των υδατικών αποθεμάτων. Ένα ακόμα μείζον περιβαλλοντικό πρόβλημα αποτελεί η νιτρορύπανση του υπόγειου νερού ως αποτέλεσμα της ανεξέλεγκτης χρήσης αζωτούχων λιπασμάτων (Filintas et al., 2007). Μια επιπλέον απειλή για την ποσοτική και την ποιοτική υποβάθμιση των υπόγειων νερών αποτελεί η κλιματική αλλαγή και η μείωση των βροχοπτώσεων (Venetsanou et al., 2016). Η μεταβλητότητα των υδρολογικών παραμέτρων που προκαλούνται λόγω της κλιματικής αλλαγής, καθώς και η έρευνα των κλιματικών επιπτώσεων στα υπόγεια νερά δεν έχει ερευνηθεί επαρκώς (Barron et al., 2010). Απαραίτητη προϋπόθεση για τη σωστή πρόβλεψη των μελλοντικών επιπτώσεων αποτελεί η γνώση της υφιστάμενης κατάστασης των υδατικών συστημάτων. Γενικότερα, είναι ευρέως γνωστό ότι η μείωση ή εξάντληση του υπόγειου νερού σε διάφορα μέρη του κόσμου συνιστά ένα πρόβλημα παγκόσμιας κλίμακας (Konikow and Kendy, 2005). Κυρίαρχο ρόλο σε αυτή την απομείωση φαίνεται να διαδραματίζει η ανθρωπογενής ζήτηση νερού (ύδρευση, άρδευση, βιομηχανία, ενέργεια) (Custodio, 2002; Καζάκης κ.α. 2015). Οι Lins and Stakhin (1998) υποστηρίζουν ότι το κλίμα έχει μικρότερη επίδραση στη διακύμανση της στάθμης του υπόγειου νερού, ενώ μεγαλύτερο ρόλο φαίνεται να παίζει η διαχείρισή του. Η παραπάνω θεώρηση επιβεβαιώθηκε στο παράκτιο τμήμα της λεκάνης του Ανθεμούντα από τους Καζάκη κ.ά. (2015). Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η διερεύνηση και αξιολόγηση της ποσοτικής και ποιοτικής κατάστασης του παράκτιου υδροφορέα Καλλικράτειας Φλογητών του Νομού Χαλκιδικής. Αρχικά παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά της περιοχής έρευνας (πληθυσμιακά δεδομένα, χρήσεις γης, κλιματικά στοιχεία, γεωλογικό και υδρογεωλογικό καθεστώς). Στη συνέχεια μελετώνται τα ποσοτικά στοιχεία του υδροφόρου συστήματος από την επεξεργασία των μετρήσεων στάθμης του υπόγειου νερού. Τέλος, διερευνάται η ποιότητα των υπόγειων νερών της περιοχής μέσω της ανάλυσης υδροχημικών δεδομένων και της χρήσης κατάλληλων δεικτών και ιοντικών λόγων. 2. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ Η περιοχή έρευνας περιλαμβάνει την έκταση μεταξύ Νέας Καλλικράτειας Φλογητών στη ΝΔ/κή Χαλκιδική, γνωστή ως κάμπος της Καλαμαριάς (Σχήμα 1). Το ανάγλυφο είναι ομαλό με μικρές έως μέτριες κλίσεις και η περιοχή διαρρέεται από πλήθος μικρών χειμάρρων. Λόγω της κοντινής απόστασης από την πόλη της Θεσσαλονίκης, η περιοχή αποτελεί σημαντικό παραθεριστικό κέντρο κατά τους καλοκαιρινούς μήνες. Σύμφωνα με την απογραφή του 2011, ο μόνιμος πληθυσμός της περιοχής έρευνας ανέρχεται στους 16.382 κατοίκους εμφανίζοντας σταθερή αύξηση τη χρονική περίοδο 1971-2011 (Σχήμα 2). Η περιοχή χαρακτηρίζεται από έντονη γεωργική δραστηριότητα με κύριες καλλιέργειες τις αροτραίες (σιτάρι, κριθάρι), τους αμπελώνες, τις δενδρώδεις (ελαιόδενδρα) και τα λαχανοκομικά προϊόντα (ντομάτες, λάχανα). Συγκεκριμένα η γεωργική γη καταλαμβάνει το 63,5% της περιοχής έρευνας, με μόνιμη άρδευση. Το 27,7% καλύπτεται από μη αρδευόμενηαρόσιμη γη ενώ, το 12,8% καταλαμβάνουν οι οικισμοί και τα χωριά της περιοχής έρευνας. Ένα πολύ μικρό ποσοστό, συγκεκριμένα 0,2% καταλαμβάνουν κάποια παλιά λατομεία που εντοπίζονται στον ορεινό όγκο της Μεγάλης Κατσίκας. Το κλίμα είναι εύκρατο μεσογειακό με μέση ετήσια θερμοκρασία 15,5 o C, μέση ετήσια βροχόπτωση 437 mm, ενώ ο μέσος ετήσιος όγκος νερού από βροχόπτωση που δέχεται η

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2018) 27: 54-67 56 περιοχή είναι 44,4x10 6 m 3 και η μέση σχετική υγρασία ανέρχεται στο 70% (σταθμός αεροδρομίου Μίκρας, περίοδος 1985-2015). Το μεγαλύτερο τμήμα της καλύπτεται από νεογενείς τεταρτογενείς αποθέσεις, ενώ κατά τόπους εντοπίζεται και η παρουσία ασβεστόλιθου Ιουρασικής ηλικίας (Σχήμα 1). Εντός των αποθέσεων αυτών αναπτύσσεται πολλαπλό υδροφόρο σύστημα, που χαρακτηρίζεται από την παρουσία ενός ελεύθερου και επάλληλων υπό πίεση υπόγειων υδροφορέων. Η τροφοδοσία τους γίνεται κυρίως με κατείσδυση του νερού της βροχόπτωσης, με διήθηση νερών από τους χειμάρρους την υγρή περίοδο, την πλευρική τροφοδοσία από τα ανάντι υδροφόρα συστήματα, καθώς και από τις επιστροφές του νερού των αρδεύσεων. Η κάλυψη των υδατικών αναγκών (υδρευτικών και αρδευτικών) της περιοχής γίνεται από την εκμετάλλευση των υπόγειων αυτών υδροφορέων (Xefteris, 2000; Gavriilidou et al., 2017; Ντώνα κ.ά., 2017). Σχήμα 1: Απλοποιημένος γεωλογικός χάρτης του Ι.Γ.Μ.Ε. της περιοχής έρευνας με αποτύπωση των σημείων δειγματοληψίας υπόγειου νερού.

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2018) 27: 54-67 57 Σχήμα 2: Διακύμανση πληθυσμού στην περιοχή έρευνας (πηγή ΕΛΣΤΑΤ). 3. ΣΥΛΛΟΓΗ ΚΑΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Στο πλαίσιο της παρούσας έρευνας, πραγματοποιήθηκε δειγματοληψία υπόγειων νερών κατά την περίοδο του Ιουνίου 2016. Συνολικά συλλέχθηκαν 32 δείγματα νερού τόσο από αβαθείς ελεύθερους όσο και από βαθύτερους υπό πίεση υδροφορείς. Οι θέσεις δειγματοληψίας επιλέχθηκαν βάσει της απόστασης από την ακτογραμμή, την πιεζομετρία και τις ανθρώπινες δραστηριότητες της περιοχής έρευνας. Η ανάλυση των συλλεχθέντων δειγμάτων διενεργήθηκε σύμφωνα με τις πρότυπες μεθόδους για την ανάλυση του νερού και των λυμάτων (Clesceri et al., 1989). Στις εργασίες υπαίθρου εντάσσεται και η μέτρηση στάθμης του υπόγειου νερού με σταθμήμετρο κατά την περίοδο του Απριλίου-Μαΐου (2016) και την περίοδο Σεπτεμβρίου (2016) σε 90 υδρογεωτρήσεις. Η πιεζομετρία της περιοχής και η ποιοτική κατάσταση του υπόγειου νερού αποτυπώθηκαν σε θεματικούς χάρτες σε περιβάλλον Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών (GIS), ενώ ο καθορισμός του υδροχημικού τύπου του υπόγειου νερού έγινε από την αξιολόγηση του διαγράμματος Durov. Για να γίνει σωστή εκτίμηση των επιπτώσεων των κλιματικών μεταβολών στο υπόγειο νερό, οι Koutsogiannis et al. (2009) προτείνουν ότι πρέπει να είναι γνωστά δεδομένα από το παρελθόν σε βάθος χρόνου, ώστε να αποκτηθεί μια σαφή εικόνα για τις παλαιότερες υδρολογικές και κλιματικές αλλαγές. Για τον σκοπό αυτόν επεξεργάστηκαν και αξιολογήθηκαν προγενέστερα υδρολογικά δεδομένα (βροχόπτωση και εξατμισοδιαπνοή), ενώ, συγχρόνως, πραγματοποιήθηκε συσχέτιση μεταξύ υδρογεωλογικών παραμέτρων (μετρήσεις στάθμης υπόγειου νερού) της παρούσας εργασίας και αντίστοιχων από παλαιότερες μελέτες που διεξήχθησαν στη συγκεκριμένη περιοχή (π.χ. Βεράνης & Χατζηκύρκου, 2010). Η μέτρηση του ph, της Ηλεκτρικής Αγωγιμότητας (μs/cm), των Ολικών Διαλυμένων Στερεών-TDS (mg/l) και της Θερμοκρασίας ( ο C) των δειγμάτων νερού έγινε επιτόπου με φορητό αγωγιμόμετρο. Οι χημικές αναλύσεις των δειγμάτων νερού διενεργήθηκαν στο εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας & Υδρογεωλογίας του Τμήματος Γεωλογίας του Α.Π.Θ. Συγκεκριμένα, τα ιόντα ασβεστίου (Ca 2+ ) και τα όξινα ανθρακικά ιόντα (HCO - 3 ) μετρήθηκαν με τη μέθοδο της τιτλοδότησης της HACH, ενώ ο προσδιορισμός των ιόντων μαγνησίου (Mg 2+ ) πραγματοποιήθηκε μέσω της ολικής σκληρότητας. Τα θειικά ιόντα (SO - 4 ), τα νιτρικά ιόντα (NO - 3 ) και τα χλωριόντα (Cl - ) μετρήθηκαν με τη χρήση φασματοφωτόμετρου. Τα ιόντα καλίου (K + ) και νατρίου (Na + ) μετρήθηκαν με φλογοφωτόμετρο.

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2018) 27: 54-67 58 Από την αλληλεπικάλυψη των θεματικών χαρτών κατανομής των παραπάνω ιοντικών λόγων συντάχθηκε ο τελικός χάρτης για τον προσδιορισμό των περιοχών όπου εντοπίζεται το φαινόμενο της υφαλμύρισης, σύμφωνα με μεθοδολογία παλαιότερων ερευνητικών εργασιών (Kazakis et al., 2016). Οι θεματικοί χάρτες των ιοντικών λόγων συντάχθηκαν βάσει του διαχωρισμού των αποτελεσμάτων σε δύο κλάσεις, όπου το 0 αντιστοιχεί στις ανεπηρέαστες ζώνες και το 1 στις ζώνες που επηρεάζονται από υφαλμύριση, είτε λόγω θαλάσσιας διείσδυσης, είτε λόγω της παρουσίας γεωθερμικών ρευστών. 4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ 4.1 Διακύμανση υδρομετεωρολογικών παραμέτρων Από τον υπολογισμό της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής με τη μέθοδο Thornthwaite προέκυψε ότι ο αντίστοιχος συντελεστής κυμαίνεται μεταξύ 68-82% του ετήσιου ύψους βροχόπτωσης, ενώ το υπόλοιπο ποσοστό αντιστοιχεί στις διαδικασίες επιφανειακής απορροής και κατείσδυσης. Για τις ανάγκες τις ύδρευσης χρησιμοποιούνται περίπου 1,8 10 6 m 3 ενώ, πολύ μεγαλύτερα ποσά χρησιμοποιούνται για τις αγροτικές δραστηριότητες. Από την επεξεργασία των βροχομετρικών δεδομένων προκύπτει μία μείωση των βροχοπτώσεων στην περιοχή έρευνας, που δεν είναι στατιστικά σημαντική (Σχήμα 3), ενώ αντίστοιχα παρατηρείται μικρή μείωση και της πραγματικής εξατμισοδιαπνοής βάσει του υπολογισμού της με τη μέθοδο Thornthwaite-Mather (1955) (Σχήμα 4). 4.2 Ποσοτική κατάσταση του υδροφόρου συστήματος Ο καθορισμός της πιεζομετρίας στην περιοχή έγινε βάσει των μετρήσεων της στάθμης του υπόγειου νερού που έλαβαν χώρα κατά την εαρινή (Σχήμα 5) και τη χειμερινή (Σχήμα 6) περίοδο του ίδιου έτους (2016). Η διεύθυνση της υπόγειας ροής είναι κυρίως από ΒΑ/κά προς τον Θερμαϊκό κόλπο. Η μεταβολή της κατανομής των πιεζομετρικών καμπυλών υποδηλώνει την υπερεκμετάλλευση των υπόγειων νερών κατά την ξηρή περίοδο του έτους. Η αναστροφή της υδραυλικής κλίσης είναι πιο έντονη στον πιεζομετρικό χάρτη της περιόδου Σεπτεμβρίου- Οκτωβρίου, υποδηλώνοντας την περίπλοκη κατάσταση τροφοδοσίας των υδροφορέων, καθώς και την επίδραση των αντλήσεων. 800 700 600 500 400 mm 300 200 100 0 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 έτη Σχήμα 3: Διακύμανση ετήσιας βροχόπτωσης για τον σταθμό της Μίκρας. 2015

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2018) 27: 54-67 59 700 600 500 400 mm 300 200 100 0 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 έτη 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 Σχήμα 4: Διακύμανση ετήσιας πραγματικής εξατμισοδιαπνοής για τον σταθμό της Μίκρας. Σχήμα 5: Ισοπιεζομετρικές καμπύλες στην περιοχή έρευνας την περίοδο Απριλίου-Μαΐου 2016.

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2018) 27: 54-67 60 Σχήμα 6: Ισοπιεζομετρικές καμπύλες στην περιοχή έρευνας την περίοδο Σεπτεμβρίου- παραμέτρων Οκτωβρίου 2016. Για τη διερεύνηση των επιπτώσεων της μεταβλητότητας των υδρολογικών στα αποθέματα υπόγειου νερού αξιολογήθηκαν δεδομένα από μετρήσεις στάθμης υπόγειου νερού κατά τη χρονική περίοδο 1986-2016, όπως φαίνεται στο Σχήμα 7. Η πτώση στάθμης που παρατηρείται αφορά την περιοχή των Νέων Συλλάτων, όπου η άντληση γίνεται από βαθύτερα υδροφόρα στρώματα. Συγκεκριμένα, η στάθμη ηρεμίας το 1986 ήταν 19 m από την επιφάνεια του εδάφους (α.ε.ε.), ενώ σύμφωνα με μετρήσεις του 2016, που πραγματοποιήθηκαν στο πλαίσιο εκπόνησης της παρούσας έρευνας, έφτασε τα 43,71 m α.ε.ε. Επομένως επήλθε πτώση στάθμης 24,71 m, που αντιστοιχεί σε έναν ρυθμό πτώσης 0,82 m/έτος. Από αυτό συμπεραίνεται ότι οι αντλούμενες ποσότητες υπερβαίνουν την ασφαλή απόδοση (safe yield) του υδροφορέα (Voudouris, 2006). Την περίοδο 1986-1994 το μέσο ετήσιο ύψος των κατακρημνισμάτων ανέρχεται στα 440,28 mm, ενώ για την περίοδο 2008-2015 η μέση ετήσια βροχόπτωση ήταν 444,12 mm. Δηλαδή, το ύψος βροχόπτωσης παρέμεινε σχεδόν σταθερό. Ωστόσο, η πτώση στάθμης για την περίοδο 1986-1999 ήταν 12,5 m με ρυθμό πτώσης 0,5-1,5 m/έτος, ενώ για την περίοδο 2003-2008 ήταν 3,81 m με ρυθμό πτώσης 0,76 m/έτος. Η πτώση αυτή μπορεί να αποδοθεί τόσο στην αύξηση των αντλήσεων λόγω αύξησης του πληθυσμού (Σχήμα 2), καθώς για την περίοδο 1981-2011 ο πληθυσμός σχεδόν διπλασιάστηκε, όσο και στην υπεράντληση για την κάλυψη των αρδευτικών αναγκών. Αυτή η αύξηση του πληθυσμού και λόγω του γεγονότος ότι στην περιοχή έρευνας οι ανάγκες σε νερό καλύπτονται εξολοκλήρου από τα υπόγεια νερά οδήγησαν στην ανόρυξη μεγάλου αριθμού γεωτρήσεων (υδρευτικές-αρδευτικές). Η έλλειψη ολοκληρωμένης διαχείρισης σε συνδυασμό με την υπεράντληση οδήγησαν στην ποσοτική υποβάθμιση των αποθεμάτων νερού, η οποία αντικατοπτρίζεται στη διαχρονική πτώση στάθμης του υπόγειου νερού, που παρατηρείται στην περιοχή.

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2018) 27: 54-67 61 Βάθος στάιθμης υπόγειου νερού (m α.ε.ε.) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1986 1990 1991 έτη 1993 1997 2008 Σχήμα 7: Διακύμανση στάθμης υπόγειου νερού στην περιοχή των Νέων Συλλάτων. 4.3 Ποιοτική κατάσταση Τα αποτελέσματα της στατιστικής επεξεργασίας των τιμών των φυσικών παραμέτρων του νερού (ph, ηλεκτρική αγωγιμότητα, θερμοκρασία), των συγκεντρώσεων των ιόντων Ca, Mg, Na, K, HCO, Cl, SO, NO καθώς και των ιοντικών λόγων Na /Cl, SO /Cl, Cl / HCO, Mg /(Mg + Ca ) παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Στην περιοχή έρευνας βάσει των τιμών του ph (Πίνακας 1) τα νερά χαρακτηρίζονται όξινα έως ουδέτερα με τιμές που κυμαίνονται από 6,47 έως 7,49. Η τιμή 6,47 στο δείγμα ΕΜ7 αποκλίνει ελαφρά από την παραμετρική τιμή 6,5<pH<9,5 και το νερό θεωρείται στην περίπτωση αυτή ελαφρά όξινο. Υψηλές τιμές ηλεκτρικής αγωγιμότητας παρατηρούνται στις θέσεις κοντά στην παράκτια ζώνη με μέγιστη τιμή 4280 μs/cm (δείγμα ΕΜ30). Στην περιοχή έρευνας, δύο (2) δείγματα υπερβαίνουν το ανώτατο όριο ποσιμότητας και σε άλλα 10 δείγματα η ηλεκτρική αγωγιμότητα έχει υψηλές τιμές (>1700 μs/cm). Γενικά, οι τιμές 700-2000 μs/cm αντιστοιχούν σε υφάλμυρα νερά. Οι τιμές αυτές παρατηρούνται στην παράκτια ζώνη και οφείλονται στη διείσδυση του θαλασσινού νερού, ενώ δύο εκ των δειγμάτων αυτών (δείγματα ΕΜ13 και EM14) απέχουν 6 Κm περίπου από την ακτή και οι τιμές της ηλεκτρικής αγωγιμότητας σχετίζονται με την ύπαρξη γεωθερμικού πεδίου (Meladiotis et al., 2002; Βεράνης & Χατζηκύρκου, 2010). Οι τιμές της θερμοκρασίας κυμαίνονται από 18,2 C έως 31,1 C. Οι υψηλές τιμές (>25 C) αντιστοιχούν σε δείγματα νερού τα οποία επηρεάζονται από το γεωθερμικό πεδίο χαμηλής ενθαλπίας της ευρύτερης περιοχής έρευνας. H μεγαλύτερη τιμή θερμοκρασίας που μετρήθηκε είναι 31,1 C. Η θερμοκρασία αυτή αντιστοιχεί στο δείγμα ΕΜ13 στη βάση του βουνού Κατσίκα, όπου απαντώνται ασβεστόλιθοι Μεσοζωϊκής ηλικίας. Οι συγκεντρώσεις των κατιόντων ασβεστίου κυμαίνονται από 56 mg/l έως 306 mg/l. Οι συγκεντρώσεις των ιόντων Cl - είναι υψηλές με τιμές που κυμαίνονται μεταξύ 39 mg/l και 937 mg/l με μέγιστη αποδεκτή τιμή τα 200 mg/l για υδρευτική χρήση. Η χωρική κατανομή των ιόντων χλωρίου για την ξηρή περίοδο 2016 παρουσιάζεται στο Σχήμα 8. Οι περιεκτικότητες των ιόντων Na + κυμαίνονται από 34 mg/l έως 277 mg/l, ενώ η παραμετρική τιμή του είναι 200 mg/l. Οι μέγιστες τιμές Cl - (937 mg/l) και Na + (277 mg/l) υποδηλώνουν θαλάσσια διείσδυση και αντιστοιχούν στο ίδιο δείγμα υπόγειου νερού (EM30), το οποίο απέχει περίπου 300 m από την ακτογραμμή. Στην πλειοψηφία τους τα δείγματα του υπόγειου νερού παρουσιάζουν υψηλές περιεκτικότητες νιτρικών ιόντων που φθάνουν έως 179 mg/l. Τα δείγματα με τις υψηλές περιεκτικότητες σχετίζονται με την έντονη γεωργική δραστηριότητα στην περιοχή. Στο Σχήμα 9 απεικονίζεται η χωρική κατανομή των νιτρικών ιόντων στην περιοχή έρευνας για

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2018) 27: 54-67 62 την ξηρή περίοδο 2016. Τέλος, οι τιμές των θειικών ιόντων (SO ) κυμαίνονται μεταξύ 21 mg/l και 210 mg/l και δεν υπερβαίνουν την παραμετρική τιμή των 250 mg/l. Πίνακας 1: Στατιστικά αποτελέσματα των υδροχημικών αναλύσεων και των ιοντικών λόγων για την περίοδο Μαΐου 2016. Παράμετροι Min Max Μέση τιμή Τυπική απόκλιση T ( C) 18,2 31,1 21,9 2,4 ph 6,47 7,49 6,86 0,41 EC (μs/cm) 814 4280 1637 619,9 Ca (mg/l) 56 306 135 59,3 Mg (mg/l) 1 180 59 41,6 Na (mg/l) 34 277 109 51,9 K (mg/l) 1 19 6 4,5 HCO (mg/l) 306 771 505 131,8 Cl (mg/l) 39 937 160 164,5 SO (mg/l) 21 210 60 37,9 NO (mg/l) 4 179 44 42,1 Ιοντικοί λόγοι Na /Cl (meq/l) 0,5 2,3 1 0,5 SO /Cl (meq/l) 0,05 1,72 0,42 0,4 Cl / HCO (meq/l) 0,15 5,27 0,65 1 Mg /(Mg + Ca ) (meq/l) 0,01 0,83 0,41 0,2 Στον Πίνακα 2 παρουσιάζονται τα κριτήρια για τον διαχωρισμό των δύο κλάσεων 0 και 1, όπου το 0 αντιστοιχεί στις ανεπηρέαστες ζώνες και το 1 στις ζώνες που επηρεάζονται από την υφαλμύριση. Από το Σχήμα 10 φαίνεται ότι σύμφωνα με τον ιοντικό λόγο Cl/HCO 3, η περιοχή μεταξύ Νέας Καλλικράτειας και Νέων Πλαγίων όπως και η περιοχή της Νέας Τρίγλιας είναι επηρεασμένη από υφαλμύριση. Πίνακας 2: Κριτήρια διαχωρισμού των δύο κλάσεων. Ιοντικοί λόγοι 0 1 Na /Cl (Vengosh et al.,1999) 1 1 SO /Cl (Aris et al., 2012) 0,1 0,1 Cl / HCO (Mtoni et al., 2013) 0,5 0,5 Mg /(Mg + Ca ) (Hounslow, 1995) 0,5 0,5

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2018) 27: 54-67 63 Ο λόγος Mg/(Mg+Ca) κυμαίνεται από 0,01 έως 0,83 meq/l με μέση τιμή 0,42 και τυπική απόκλιση 0,2. Από την κατανομή του λόγου Na/Cl χαρακτηρίζεται επηρεασμένη η περιοχή Νέας Καλλικράτειας και Σωζόπολης, ενώ επηρεασμένη είναι και η περιοχή της Νέας Τρίγλιας λόγω ανάμειξης των υπόγειων νερών με τα γεωθερμικά ρευστά (Meladiotis et al., 2002). Σχήμα 8: Θεματικός χάρτης κατανομής ιόντων χλωρίου. Σχήμα 9: Θεματικός χάρτης κατανομής νιτρικών ιόντων.

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2018) 27: 54-67 64 Σχήμα 10: Χάρτες κατανομής των ιοντικών λόγων. Από τον συνδυασμό των θεματικών χαρτών των ιοντικών λόγων παρήχθηκε ο χάρτης θαλάσσιας διείσδυσης (Σχήμα 11). Σύμφωνα με το Σχήμα αυτό, η περιοχή μεταξύ Νέας Καλλικράτειας και Σωζόπολης χαρακτηρίζεται μέτρια έως υψηλά επηρεασμένη λόγω θαλάσσιας διείσδυσης. Υψηλά επηρεασμένη εμφανίζεται και η περιοχή της Νέας Τρίγλιας, λόγω ανάμειξης των ψυχρών υδροφόρων στρωμάτων με τα γεωθερμικά ρευστά που διαμορφώνουν την ποιότητα του υπόγειου νερού στη συγκεκριμένη περιοχή (Meladiotis et al., 2002). Σχήμα 11: Χάρτης υφαμλύρισης από θαλάσσια διείσδυση στην παράκτια ζώνη και ανάμειξης με γεωθερμικά ρευστά στην περιοχή της Νέας Τρίγλιας.

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2018) 27: 54-67 65 Από την επεξεργασία των χημικών αναλύσεων, οι υδροχημικοί τύποι της πλειονότητας των δειγμάτων νερού, από το διάγραμμα Durov (Σχήμα 12), είναι Ca-Mg-HCO (γλυκά νερά), ενώ το 16% αυτών χαρακτηρίζεται ως Na-Cl-HCO τύπος νερού (νερά επηρεασμένα από θαλάσσια διείσδυση). Η μέση περιεκτικότητα των κατιόντων ακολουθεί τη σειρά Ca Mg Na K και η σειρά αφθονίας των κύριων ανιόντων είναι HCO Cl SO, αντίστοιχα. Σύμφωνα με το διάγραμμα Wilcox (Σχήμα 12), η πλειονότητα των δειγμάτων χαρακτηρίζεται από μέτρια έως πολύ μέτρια ποιότητα νερού για αρδευτική χρήση. Σχήμα 12: Διαγράμματα Durov (αριστερά) και Wilcox (δεξιά). 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Το γενικό συμπέρασμα που προκύπτει από την υδρογεωλογική και υδροχημική έρευνα των υπόγειων υδροφόρων συστημάτων στην περιοχή Καλλικράτειας-Φλογητών Χαλκιδικής είναι η ποσοτική μείωση και η ποιοτική υποβάθμισή τους. Η μη ορθολογική εκμετάλλευση των υδροφορέων αυτών, η ανεξέλεγκτη χρήση λιπασμάτων, καθώς και σε πολύ μικρότερο βαθμό οι κλιματικές μεταβολές, επιδρούν αρνητικά στην ποιότητα και τα αποθέματά τους. Καταγράφεται συνεχής πτώση στάθμης του υπόγειου νερού με μέσο ρυθμό 0,76 m/έτος, που αποδίδεται κύρια στην υπεράντληση. Από υδροχημική άποψη τα δείγματα υπόγειου νερού στην παράκτια ζώνη της περιοχής έρευνας χαρακτηρίζονται γλυκά ως μέτρια υφάλμυρα. Πιο συγκεκριμένα παρατηρούνται υψηλές τιμές χλωριόντων στην παράκτια ζώνη Καλλικράτειας-Σωζόπολης υποδηλώνοντας τη διείσδυση θαλασσινού νερού προς την ενδοχώρα. Από την αλληλοεπικάλυψη των θεματικών χαρτών των ιοντικών λόγων διαμορφώθηκε ο χάρτης υφαλμύρισης, όπου και εντοπίστηκαν οι επηρεασμένες ζώνες λόγω αφενός της διείσδυσης θαλασσινού νερού και αφετέρου της παρουσίας γεωθερμικού πεδίου. Στην πρώτη περίπτωση οι επηρεασμένες περιοχές εκτείνονται σε απόσταση πλέον των 300 m από την ακτή. Στη δεύτερη περίπτωση επηρεασμένη εμφανίζεται μία περιοχή στην ενδοχώρα, κοντά στον οικισμό της Νέας Τρίγλιας. Η συνεχής και συστηματική παρακολούθηση της στάθμης και ο έλεγχος της ποιότητας του υπόγειου νερού της περιοχής σε συνδυασμό με τη λήψη κατάλληλων μέτρων, όπως περιορισμός των αντλήσεων, εφαρμογή του κώδικα ορθής γεωργικής πρακτικής, εφαρμογή τεχνητού εμπλουτισμού των υπόγειων υδροφορέων, επαναχρησιμοποίηση επεξεργασμένων λυμάτων για άρδευση κ.λπ. θα περιορίσουν την επέκταση της θαλάσσιας διείσδυσης στην ενδοχώρα και θα μετριάσουν τη νιτρορρύπανση γεωργικής προέλευσης.

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2018) 27: 54-67 66 6. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Μέρος της παρούσας έρευνας αποτελεί τμήμα των μεταπτυχιακών διατριβών των Ντώνα Μαρία-Μαργαρίτας και Γαβριηλίδου Ελισάβετ που εκπονήθηκαν στο πλαίσιο του Π.Μ.Σ. «Εφαρμοσμένη και Περιβαλλοντική Γεωλογία» του Τμήματος Γεωλογίας του Α.Π.Θ. Μία αρχική εκδοχή της εργασίας παρουσιάστηκε στο 6 ο Περιβαλλοντικό Συνέδριο Μακεδονίας (Θεσσαλονίκη, 5-7 Μαΐου 2017). 7. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Βεράνης, Ν., Χατζηκύρκου, Α. 2010. Υδρογεωλογική μελέτη: Υδροφόρα συστήματα Επανομής-Μουδανιών, Κασσάνδρας, Ορμύλιας και Σιθωνίας του υδατικού διαμερίσματος κεντρικής Μακεδονίας. Ι.Γ.Μ.Ε. τεύχος 2Β, Θεσσαλονίκη. Ινστιτούτο Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών (Ι.Γ.Μ.Ε). Γεωλογικός χάρτης της Ελλάδος 1:50.000, Φύλλα Βασιλικά και Πολύγυρος. Kαζάκης, N., Βουδούρης, K., Kουμαντάκης, Ι. 2015. Μείωση των αποθεμάτων υπόγειου νερού στη λεκάνη του Ανθεμούντα: Κακή διαχείριση ή κλιματική αλλαγή. Πρακτικά 3 ου Κοινού Συνεδρίου ΕΥΕ-ΕΕΔΥΠ «Ολοκληρωμένη διαχείριση υδατικών πόρων στη νέα εποχή», Αθήνα 10-12 Δεκεμβρίου, Τόμος Ι, 199-206. Ντώνα, Μ., Γαβριηλίδου, Ε., Καζάκης, Ν., Βουδούρης, Κ. 2017. Ποιότητα του υπόγειου νερού στον παράκτιο υδροφορέα Καλλικράτειας-Φλογητών (Χαλκιδική). 6 ο Περιβαλλοντικό Συνέδριο Μακεδονίας, Θεσσαλονίκη. Ξεφτέρης, A. 2000. Διερεύνηση της ποιοτικής υποβάθμισης των υπογείων νερών στον κάμπο της Καλαμαριάς με έμφαση στη νιτρορύπανση. Διδακτορική Διατριβή, Τμ. Πολιτικών Μηχανικών ΑΠΘ. Aris, A.Z., Praveena, S.M., Abdullah, M.H. 2012. The influence of seawater on the chemical composition of groundwater in a small island: the example of Manukan Island, East Malaysia. Journal of Coastal Research, 28(1): 64 75. Barron, O., Pollock, D., Crosbie, R., Dawes, W., Charles, S., Mpelasoka, F., Aryal, S. Donn, M., Wurcker, B. 2010. The Impact of Climate Change on Groundwater Resources: The Climate Sensitivity of Groundwater Recharge in Australia. CSIRO, Water for a Healthy Country Report to National Water Commission. Clesceri, L., Greenberg, A. and Trussell, R. 1989. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 17th edition, APHA-AWWA-WEF, Washington D.C. Custodio, E. 2002. Aquifer overexploitation: what does it mean? Hydrogeology Journal 10: 254 277. http://dx.doi.org/10.1007/s10040-002-0188-6. Filintas, A.G., Dioudis, P., Koutseris, E. and Papadopoulos, A. 2007. Soils nitrates GIS mapping, Irrigation water and applied N-fertilizer effects in soils nitrogen depletion in a drip irrigated experimental field in Thessaly basin. 3 rd IASME/WSEAS Intern. Conference on Energy, Environment, Ecosystems and Sustainable Development, Ag. Nikolaos, 487-492. Gavriilidou, E., Ntona, M., Kazakis, N., Vargemezis, G. and Voudouris, K. 2017. Seawater intrusion mapping in the coastal aquifer of Nea Kallikratia-Flogita area, North Greece. Proceedings of the 11 th International Hydrogeological Conference, 4-6 October 2017, Athens, Vol. 2, 221-231.

ΥΔΡΟΤΕΧΝΙΚΑ (2018) 27: 54-67 67 Hounslow, A.W. 1995. Water Quality Data Analysis and Interpretation. CRC Lewis, New York. Kazakis, N., Pavlou, A., Vargemezis, G., Voudouris, K., Soulios, G., Pliakas, F., Tsokas, G. 2016. Seawater intrution mapping using electrical resistivity tomography and hydrochemical data. An application in the coastal area of eastern Thermaikos Gulf, Greece. Science of the Total Environment, 543: 373-387. Konikow, L.F., Kendy, E. 2005. Groundwater depletion: A global problem. Hydrogeology Journal 13: 317 320. Koutsoyiannis, D., Montanari, A., Lins, H.F., and Cohn, T.A. 2009. Climate, hydrology and freshwater: towards an interactive incorporation of hydrological experience into climate research. Hydrological Sciences Journal, 54(2): 394-405. Lins, H.F. and Stakhiv, E.Z. 1998). Managing the nation s water in a changing climate. Journal of the American Water Resources Association, 34(6): 1255 1264. Meladiotis, I., Veranis, N.S., Nikolaidis, N.P. 2002. Arsenic contamination in Central Macedonia, Northern Greece: extent of the problem and potential solution. Conference of Protection and Restoration of the Environment VI, 1 5 July, Skiathos Island, Greece. Mtoni, Y., Mjemah, I.C., Bakundukize, C., Van Camp, M., Martens, K.,Walraevens, K. 2013. Saltwater intrusion and nitrate pollution in the coastal aquifer of Dar es Salaam, Tanzania. Environmental Earth Sciences, 70(3): 1091 1111. Stamatis, G., Voudouris, K. 2003. Marine and human activity influences on the groundwater quality of southern Korinthos area (Greece). Hydrological Processes, 17(12): 2327-2345. Thornthwaite, C.W. and Mather, J.R. 1955. The water balance. Publications in Climatology, Laboratory of Climatology, Climatologic Drexel Institute of Technology, 88: 1-104. Vengosh, A., Spivack, A.J., Artzi, Y., Ayalon, A. 1999. Geochemical and boron, strontium and oxygen isotopic constraints on the origin of the salinity in groundwater from the Mediterranean coast of Israel. Water Resources Research, 35: 1877-1894. Venetsanou, P., Kazakis, N., Αnagnostopoulou, C., Voudouris, K. 2016. Impacts of rainfall changes on groundwater balance of coastal aquifers: A case study of the Thermaikos Gulf, North Greece. Global Nest: The International Journal, Vol. 18, No 1: 185-196. Voudouris, K. 2006. Groundwater balance and safe yield of the coastal aquifer system in northeastern Korinthia, Greece. Applied Geography, Vol. 26: 291-311. Voudouris, K., Sotiriadis, M., Pavlou, A. and Hatziliontos, C. 2006. Groundwater quality in the coastal aquifer system of eastern Thermaikos Gulf, North Greece. Journal of Environmental Protection and Ecology, Vol. 7, No 2: 269-279.