ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ «Εκτίµηση Εκποµπών Θρεπτικών µε το µοντέλο MONERIS στον ποταµό Κράθι» ΝΙΚΗ Ε. ΦΡΑΝΤΖΕΣΚΑΚΗ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ρ.ν. ΝΙΚΟΛΑΪ ΗΣ (επιβλέπων) ρ.β.γκεκασ ρ.γ.καρατζάσ Χανιά 19/06/2003
Προσωρινά υδατορεύµατα Χαρακτηριστικά Εποχιακή διαφοροποίηση της παροχής του ύδατος Φαινόµενο κατάκλυσης Στερεοµεταφορά Υγρή περίοδο επιφανειακή απορροή ξηρή περίοδο υπόγειο νερό Υπολογισµός φορτίων και εκποµπών που καταλήγουν στην παράκτια ζώνη
Περιοχή Μελέτης
Ποταµός Κράθις Μήκος υδρογραφικού δικτύου Κράθι: : 80 Km Μήκος Παραπόταµου: 9 Km Μήκος Ασωπού: 10.4 Km Έκταση λεκάνης απορροής: 149Km 2
Μοντέλο MONERIS MOdelling Nutrient Emissions in River Systems Εκτίµηση εκποµπών θρεπτικών αζώτου & φωσφόρου στο ποτάµι Συνεισφορά διαφορετικών µονοπατιών εισροής στην επιβάρυνση του αποδέκτη Συσχέτιση εκτιµώµενης και µετρηµένης συγκέντρωσης θρεπτικών Μονοπάτια επιβάρυνσης Σηµειακά φορτία Επιφανειακά φορτία - Γεωργία Υπόγειο νερό Επιφανειακή απορροή - Κτηνοτροφία - Ατµοσφαιρική εναπόθεση
ιαµερισµατοποίηση Λεκάνης Απορροής Υπολεκάνη Έκταση (Κm 2 ) 1 24.3 2 35.5 3 24.0 4 9.9 5 13.2 6 26.6 7 15.7
Επιφανειακό φορτίο γεωργίας 1. Στατιστικά δεδοµένα ανά κοινοτικό διαµέρισµα για τα είδη και την έκταση των καλλιεργειών από το Υπουργείο Γεωργίας (2001) 2. Βάση δεδοµένων CORINE Αρόσιµες καλλιέργειες 14.6% Μόνιµες καλλιέργειες 6.7% Μικτές καλλιέργειες 3%
Επιφανειακό φορτίο γεωργίας Φορτίο γεωργίας 159.2 tn N/year 109 tn P/year
Επιφανειακό φορτίο κτηνοτροφίας Χαµηλή βλάστηση 51% Συνολικός αριθµός ζώων: 3492 Φορτίο κτηνοτροφίας 103.5 tn N/year 2.2 tn P/year
1 υδροµετρικός και 3 βροχοµετρικοί σταθµοί Υγρή εναπόθεση 1965-1966 1966 Υπολογισµός C 1987-1991 1991 Μέσο ύψος βροχής
Υγρή εναπόθεση
Υπολογισµός µέσου ύψους βροχής Ισοϋέτιες επιφάνειες έτη 1965-66, 66, 1987-1991 1991 N 7 # ÁêñÜôá W E ÊÜôù Æá ëïñïý # 6 S 5 4 3 1 2 # Æáñï ý ëá ÊÜôù Ôáñóüò # 0 9 Kilometers # Õð üì í çì á Âñï ï ì åôñéêï ßóôáèì ï ß(1987)Ðï ôáì üòêñüèéò Éóï ûýôéåò åðéöüí åéåò (mm/year)-ýôï ò1987 142.585-316.429 316.429-490.273 490.273-664.117 664.117-837.961 837.961-1011.805 1011.805-1185.649 1185.649-1359.493 1359.493-1533.338
Υπολογισµός µέσου ύψους βροχής Βροχοµετρικοί σταθµοί εντός λεκάνης απορροής Βροχόπτωση (mm/year) 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1987 1988 1989 1990 1991 έτος Ακράτα Τσιβλός Ζαρούχλα
Υγρή Εναπόθεση Φορτίο υγρής εναπόθεσης 69.9 tn N/year 3.9 tn P/year
Ελαιοτριβεία - 2 φυγοκεντρικά και 1 κλασικό - Συνολική παραγωγή ελαιολάδου 320tn tn/year Υγρά απόβλητα - 2911 κάτοικοι - Σηπτικούς βόθρους Σηµειακές πηγές Στερεά απόβλητα - Ανεξέλεγκτη διάθεση - Χωµατερή Βούτσιµου
Σηµειακές πηγές Στερεά απόβλητα - Ανεξέλεγκτη διάθεση - Χωµατερή Βούτσιµου
Σηµειακές πηγές Σηµειακά φορτία 12.2 tn N/year 3.3 tn P/year
Υπολογισµός διάβρωσης - Έντονο τοπογραφικό ανάγλυφο - Μέση κλίση 33% Υπολεκάνη Κλίση (%) 1 37 2 31 3 39 4 32 5 22 6 28 7 19
Υπολογισµός διάβρωσης
Υπολογισµός διάβρωσης Εξίσωση USLE Υπολεκάνη #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 Απώλεια εδάφους (tn/ha-year) 3.84 2.83 3.30 2.55 1.24 5.33 2.61
Υπολογισµός επιφανειακής απορροής εδοµένα βροχοµετρικών σταθµών και υδροµετρικού C=0.525 Q 7 =2.25m 3 /sec Q 4 =1.6m 3 /sec Q 1,2 =1.4m 3 /sec
Αποτελέσµατα µοντελοποίησης Συνολικές εκποµπές & ποσοστό συνεισφοράς σε αυτές των διαφορετικών µονοπατιών Ν Ρ (t/year) (%) (t/year) (%) Υγρή εναπόθεση 0.3 0.4 0.0 0.5 Tile drainage 0.0 0.0 0.0 0.0 Υπόγειο νερό 55.4 65.7 3.8 43.5 Επιφανειακή απορροή 6.3 7.4 0.3 3.9 ιάβρωση 7.2 8.6 0.9 10.2 Σηµειακές πηγές 12.2 14.5 3.3 37.9 Αστικές περιοχές (ολικό) 2.9 3.4 0.3 3.9 ΣΥΝΟΛΟ ΕΚΠΟΜΠΩΝ 84.3 100.0 8.8 100.0
70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Αποτελέσµατα µοντελοποίησης Λεκάνη Απορροής Ποταµού Κράθι 65.7 43.5 37.9 14.5 7.4 8.6 10.2 0.4 3.9 3.4 3.9 0.5 Υγρή εναπόθεση Υπόγειο νερό Επιφανειακή απορροή ιάβρωση Σηµειακές πηγές Αστικές περιοχές (ολικό) Μονοπάτια επιβάρυνσης Ποσοστιαία συνεισφορά στην ολική εκποµπή (%) N P
Εκποµπές αζώτου Μεγάλες τοπογραφικές κλίσεις
Εκποµπές αζώτου - «Μηδενική» διαχείριση - Ανεξέλεγκτη διάθεση - Επιβάρυνση στις εκβολές
Εκποµπές αζώτου
Εκποµπές αζώτου Υπόγειο νερό 65.7% 6 Σηµειακές πηγές 14.5% ιάβρωση 8.6% Εκποµπή αζώτου 84.3tn/year
Εκποµπές φωσφόρου
Εκποµπές φωσφόρου Υπόγειο νερό 43.5% Σηµειακές πηγές 37.9% ιάβρωση 10.2% Εκποµπή φωσφόρου 8.8 tn/year
Συσχετίσεις µοντέλου & µετρήσεων 1000000 Nitrogen (specific runoff) 100000 Nitrogen (hydraulic load) 100000 10000 DIN-load [t/a] 10000 1000 100 DIN-load [t/a] 1000 100 10 10 100 1000 10000 100000 calculated DIN-load [t/a] 10 10 100 1000 10000 100000 calculated DIN-load [t/a] 10000 Phosphorus (specific runoff) Phosphorus (hydraulic load) 1000 10000 TP-load [t/a] 100 10 TP-load [t/a] 1000 100 10 1 1 10 100 1000 10000 calculated TP-load [t/a] 1 1 10 100 1000 10000 calculated TP-load [t/a]
Άζωτο Φώσφορος ΕΙΣΡΟΕΣ (tn/yr) (%) (tn/yr) (%) Γεωργία 159.2 46 109.0 92 Κτηνοτροφία 103.5 30 2.2 2 Υγρή εναπόθεση 69.9 20 3.9 3.3 Σηµειακά φορτία 12.2 4 3.3 2.7 ΣΥΝΟΛΟ ΕΙΣΡΟΩΝ 344.8 100 118.4 100 ΕΚΠΟΜΠΕΣ 84.3 8.8 (24%) (7.4%)
Συµπεράσµατα Εκτίµηση εκποµπών µε το ΜONERIS επιτυχή έκβαση εφαρµογή και σε άλλα ποτάµια Εκτίµηση πιέσεων και φορτίων χαµηλά επιφανειακά φορτία στην περιοχή µελέτης N-surplus = 14.34 Kgr/ / (ha * yr) χαµηλά σηµειακά φορτία - δηµιουργία µονάδας βιολογικού καθαρισµού για την Ακράτα και το Βούτσιµο - δηµιουργία Χώρου Υγειονοµικής Ταφής Αποβλήτων - Α βάθµια επεξεργασία αποβλήτων ελαιουργείων
Προτάσεις - Λειτουργία όλων των βροχοµετρικών σταθµών - Εγκατάσταση νέου βροχοµετρικού εντός λεκάνης απορροής - Εγκατάσταση υδροµετρικών σταθµών - Χαρτογράφηση σηµείων διάβρωσης κατά µήκος της κοίτης του ποταµού
Ευχαριστίες Επιβλέποντα καθηγητή Νικόλαο Νικολαΐδη Συνεργάτες από το Εθνικό Κέντρο Θαλασσίων Ερευνών: κ.σκουλικίδη Νικόλαο, κ.αµαξίδη Γεώργιο & κ. ιακοπούλου Παρασκευή