Τα Άνυδρα νησιά που µελετώνται στις Κυκλάδες

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στόχος της διαχείρισης των υδατικών πόρων είναι η ορθολογική αξιοποίηση του νερού και η εφαρµογή δράσεων για την εναρµόνιση των αντιθέσεων που υπάρχουν ανάµεσα στην προσφορά του νερού και τη ζήτηση του (ύδρευση, άρδευση, βιοµηχανία, περιβαλλοντική προστασία) µε κοινωνικά, περιβαλλοντικά και οικονοµικά κριτήρια. Στον Ελλαδικό Χώρο η σηµασία της ιαχείρισης των Υδατικών Πόρων άργησε να κατανοηθεί µε αποτέλεσµα τα ήδη υπάρχοντα προβλήµατα να έχουν διογκωθεί. Χαρακτηριστικό παράδειγµα αποτελούν τα µικρά νησιά του Αιγαίου. Τα προβλήµατα διαχείρισης των υδατικών πόρων στα νησιά προκύπτουν αφενός µεν λόγω της περιορισµένης προσφοράς νερού αφετέρου λόγω της συνεχούς αύξησης των αναγκών από την ανάπτυξη. Οι περιορισµένοι τοπικοί πόροι δεν επαρκούν για να καλύψουν τις µεγάλες ανάγκες που παρατηρούνται ειδικά τους θερινούς µήνες µε τη µεγάλη εισροή τουριστών και επισκεπτών. Παράλληλα οι κοινωνικοοικονοµικές πιέσεις για ανάπτυξη οδηγούν σε κατασπατάληση και ποιοτική υποβάθµιση των περιορισµένων αυτών πόρων µε αποτέλεσα το πρόβληµα συνεχώς να οξύνεται. Παρά τις προσπάθειες που έχουν γίνει µέχρι σήµερα το πρόβληµα του υδατικού ελλείµµατος εξακολουθεί να υπάρχει σε πολλά νησιά του Αιγαίου ενώ παράλληλα οι τοπικοί υδατικοί πόροι υποβαθµίζονται συνεχώς ποιοτικά. Με δεδοµένες τις λίγες βροχοπτώσεις και τις περιορισµένες δυνατότητες περαιτέρω εκµετάλλευσης των υπογείων νερών κρίνεται απαραίτητη η αναζήτηση άλλων λύσεων κάλυψης του υδατικού ελλείµµατος των Άνυδρων νησιών του Αιγαίου. Μια τέτοια προσπάθεια αναζήτησης λύσεων γίνεται σε αυτή την εργασία. Η παρούσα µεταπτυχιακή εργασία έγινε στα πλαίσια του ιατµηµατικού Προγράµµατος Μεταπτυχιακών Σπουδών Επιστήµη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων. Εξετάζει το πρόβληµα του υδατικού ελλείµµατος των Άνυδρων Νησιών των Κυκλάδων και της ωδεκανήσου και προσπαθεί να προτείνει λύσεις αρχικά µέσω της ορθολογικής αξιοποίησης των περιορισµένων τοπικών υδατικών πόρων των νησιών, και αφετέρου µε την ενίσχυση των υδατικών πόρων είτε µε τη µεταφορά νερού είτε µέσω κατασκευαστικών µέτρων όπου υπάρχει δυνατότητα. Οι επιµέρους στόχοι-θέµατα της εργασίας είναι: - ο προσδιορισµός των αναγκών ύδρευσης και άρδευσης των νησιών αυτών σε ετήσια και µηναία βάση για µια περίοδο σχεδιασµού 26 ετών (2005-2031). - ο προσδιορισµός των κυριοτέρων λεκανών απορροής καθώς και των κυριοτέρων γεωµορφολογικών χαρακτηριστικών και χαρακτηριστικών υδρογραφικού δικτύου των λεκανών αυτών. 1

- η ανάλυση των γεωλογικών και υδρογεωλογικών συνθηκών των νησιών. - η παρουσίαση των µετεωρολογικών σταθµών της περιοχής µελέτης και η ανάλυση των παρατηρήσεων τους. - ο υπολογισµός των µηνιαίων υδατικών ισοζυγίων στις κυριότερες υδρολογικές λεκάνες των νησιών µε τη χρήση του µοντέλου του υδατικού ισοζυγίου Thornthwaite. - η περιγραφή της διαδικασίας µεταφοράς νερού στα Άνυδρα νησιά. µε αναφορά στις πηγές, τις µεταφερόµενες ποσότητες, στο κόστος και στις συνθήκες µεταφοράς. - η εκτίµηση της εξέλιξης του υδατικού ελλείµµατος των νησιών µε τις παρούσες συνθήκες. - η εκτίµηση του υδατικού ελλείµµατος των νησιών µε την ολοκλήρωση συγκεκριµένων έργων και παρεµβάσεων. Περιοχή µελέτης Η περιοχή µελέτης περιλαµβάνει 20 Άνυδρα νησιά των Νοµών Κυκλάδων και ωδεκανήσου. Πιο συγκεκριµένα πρόκειται για τα νησιά Αµοργός, Κουφονήσι, Κίµωλος, Ηρακλειά, Σχοινούσα, Φολέγανδρος, Τήνος, Σίκινος, Θηρασία, ονούσα και Μήλος του Νοµού Κυκλάδων και Αγαθονήσι, Λειψοί, Μεγίστη (Καστελόριζο), Νίσυρος, Πάτµος, Σύµη, Χάλκη, Κάλυµνος και Ψέριµος του Ν. ωδεκανήσου. Με εξαίρεση τα νησιά Αµοργό, Τήνο, Μήλο και Κάλυµνο πρόκειται για µικρά νησιά λίγων km 2 µε µικρές λεκάνες απορροής. Αφορµή για την επιλογή των νησιών στάθηκε ο επίσηµος χαρακτηρισµός τους ως Άνυδρα από το Υπουργείο Αιγαίου και Νησιωτικής Πολιτικής και το γεγονός της µεταφοράς νερού µε πλωτά µέσα στα νησιά αυτά από την Αττική και τη Ρόδο. Τα Άνυδρα νησιά που µελετώνται στις Κυκλάδες βρίσκονται στο κεντρικό και νότιο τµήµα του Νοµού σε γεωγραφικό µήκος από 24 19 ως 26 07 και σε γεωγραφικό πλάτος από 36 24 ως 37 41. Μεγαλύτερο νησί είναι η Τήνος (198 km 2 ) και µικρότερο το Κουφονήσι (5.8 km 2 ). Τα Άνυδρα νησιά που µελετώνται στα ωδεκάνησα βρίσκονται στο κεντρικό και βόρειο τµήµα του Νοµού εκτός της Μεγίστης. Βρίσκονται σε γεωγραφικό µήκος από 26 29 ως 29 42 και σε γεωγραφικό πλάτος από 36 13 ως 37 28. Μεγαλύτερο νησί είναι η Κάλυµνος (111 km 2 ) και µικρότερο το Αγαθονήσι (8.2 km 2 ). 2

οµή εργασίας Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η περιοχή µελέτης. Πιο συγκεκριµένα αναφέρονται στοιχεία αρχικά για τη θέση του κάθε νησιού, τη µορφή και το σχήµα του και την απόσταση του από την Αθήνα. Αναφέρεται επίσης η ιοικητική διαίρεση, οι κυριότεροι οικισµοί καθώς και οι πληθυσµοί τους. Παράλληλα δίνονται στοιχεία για τη γεωµορφολογία των νησιών, τις χρήσεις γης όπως επίσης και για το κλίµα. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται ο προσδιορισµός των αναγκών ύδρευσης και άρδευσης των νησιών σε µηναία και ετήσια βάση για τη χρονική περίοδο σχεδιασµού 2005-2031. Οι ανάγκες ύδρευσης επιµερίζονται στις ανάγκες των µόνιµων κατοίκων, των µόνιµων παραθεριστών (δεύτερη κατοικία) και των εποχιακών τουριστών. Για την εκτίµηση των πληθυσµών αυτών χρησιµοποιήθηκαν τα δεδοµένα των απόγραφων της Εθνικής Στατιστικής Υπηρεσίας της περιόδου 1951-2001. Ως µέθοδος µελλοντικής εκτίµησης πληθυσµού χρησιµοποιήθηκε η εκθετική µέθοδος µε την παραδοχή της συνεχούς ανάπτυξης των νησιών αυτών. Παράλληλα για την εκτίµηση του αριθµού των τουριστών που καταφθάνουν την καλοκαιρινή περίοδο σε κάθε νησί χρησιµοποιήθηκαν τα στοιχεία του Ελληνικού Οργανισµού Τουρισµού και των τοπικών τουριστικών συλλόγων για τον αριθµό των κλινών σε ξενοδοχεία, camping και ενοικιαζόµενα δωµάτια χρησιµοποιώντας ένα συντελεστή ασφαλείας για τις κλίνες που δεν έχουν δηλωθεί επίσηµα. Οι συνολικές ανάγκες υπολογίστηκαν ορίζοντας τις ειδικές καταναλώσεις µόνιµων κατοίκων και τουριστών καθώς και τις απώλειες µεταφοράς και διανοµής του νερού οι οποίες θεωρούνται ότι µειώνονται σε βάθος χρόνου. Για τον υπολογισµό των αναγκών άρδευσης χρησιµοποιήθηκαν τα στοιχεία του Υπουργείου Αγροτικής Ανάπτυξης και Τροφίµων για τις αρδευόµενες εκτάσεις θεωρώντας τυπικές ποσότητες άρδευσης ανά στρέµµα. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στη σύνθεση των υποβάθρων και τη δηµιουργία των ψηφιακών χαρτών των νησιών που εξετάζονται στην εργασία ως απαραίτητου εργαλείου για την εκτίµηση του υδατικού δυναµικού τους. Τα ψηφιακά υπόβαθρα που δηµιουργήθηκαν περιλαµβάνουν την ακτογραµµή, τις υψοµετρικές καµπύλες, τους κυριότερους οικισµούς και τις ονοµασίες τους καθώς και άλλα τοπωνύµια (βουνοκορφές, όρµοι, ακρωτήρια, ονοµασίες ρεµάτων κ.τ.λ), το υδρογραφικό δίκτυο καθώς και κάναβο συντεταγµένων στο Ελληνικό κρατικό σύστηµα αναφοράς. Παράλληλα προσδιορίζονται οι κυριότερες υδρολογικές λεκάνες των νησιών καθώς και τα κυριότερα γεωµορφολογικά χαρακτηριστικά και τα χαρακτηριστικά υδρογραφικού δικτύου των υδρολογικών αυτών λεκανών. Πιο συγκεκριµένα προσδιορίζονται το εµβαδόν, η 3

περίµετρος, το µέσο υψόµετρο και η µέση κλίση κάθε λεκάνης, το µήκος και η µέση κλίση του κυρίου υδατορέµατος καθώς και η πυκνότητα του υδρογραφικού δικτύου κάθε λεκάνης. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στις γεωλογικές και υδρογεωλογικές συνθήκες κάθε νησιού µε στοιχεία για τους γεωλογικούς σχηµατισµούς και την τεκτονική. Παράλληλα εξετάζονται οι υδρογεωλογικές συνθήκες κάθε νησιού και αναφέρονται σηµαντικές πηγές και γεωτρήσεις. Η ανάλυση των υδρογεωλογικών συνθηκών των νησιών είναι απαραίτητη για να προσδιοριστούν λεκάνες κατάλληλες για την κατασκευή έργων αξιοποίησης της επιφανειακής απορροής. Στο πέµπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι µετεωρολογικοί και βροχοµετρικοί σταθµοί που υπάρχουν στην περιοχή. Οι σταθµοί αυτοί ανήκουν στη Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία και στο Υπουργείο Αγροτικής Ανάπτυξης και Τροφίµων. Γίνεται αναφορά στις κατηγορίες δεδοµένων που µετρώνται σε αυτούς τους σταθµούς και ακολουθεί η ανάλυση των βροχοµετρικών παρατηρήσεων µε έλεγχο οµογένειας και συσχέτισης. Παράλληλα γίνονται συµπληρώσεις στις παρατηρηµένες χρονοσειρές µε στατιστική επεξεργασία. Στο κεφάλαιο αυτό επίσης υπολογίζονται οι ετήσιες τιµές της βροχοβαθµίδας και της θερµοβαθµίδας για τις δύο περιοχές και περιγράφεται ο τρόπος αναγωγής των ετήσιων τιµών βροχόπτωσης και θερµοκρασίας που προκύπτουν µε την υψοµετρική αναγωγή σε µηνιαίες. Τέλος εξετάζεται ποιος µετεωρολογικός σταθµός θα χρησιµοποιηθεί σε κάθε νησί. Στο 6 ο κεφάλαιο προσδιορίζονται τα υδατικά ισοζύγια στις σηµαντικότερες ως προς το επιφανειακό δυναµικό υδρολογικές λεκάνες των νησιών Κριτήρια για τη επιλογή των λεκανών αποτέλεσαν οι γεωλογικές και εδαφολογικές συνθήκες, το µέγεθος της λεκάνης απορροής, η ύπαρξη ή η δυνατότητα κατασκευής κάποιου έργου συγκέντρωσης και αξιοποίησης της επιφανειακής απορροής καθώς και η γειτνίαση της λεκάνης µε οικισµούς. Για την εκτίµηση του υδατικού δυναµικού χρησιµοποιήθηκε το µοντέλο του απλού υδατικού ισοζυγίου Thornthwaite σε µηναία βάση. Το µοντέλο χρησιµοποιεί δύο παραµέτρους, το πάχος της εδαφικής στρώσης Smax και τον συντελεστή κατείσδυσης Κ. Η εφαρµογή του µοντέλου περιλαµβάνει την εξής διαδικασία. i) Επιλογή του σταθµού βάσης. ii)αναγωγή των παρατηρήσεων του σταθµού βάσης στο µέσο υψόµετρο της εξεταζόµενης λεκάνης. iii) Υπολογισµός της δυνητικής εξατµισοδιαπνοής. iv) Εφαρµογή του µοντέλου του υδατικού ισοζυγίου. 4

Στο κεφάλαιο 7 παρουσιάζονται οι τοπικοί υδατικοί πόροι των νησιών καθώς και οι κυριότερες υποδοµές ύδρευσης. Έτσι δίνονται στοιχεία για τα δίκτυα, τις δεξαµενές, τις τυχόν πηγές και τις γεωτρήσεις παραθέτοντας και τις ποσότητες νερού που αξιοποιούνται σε κάθε περίπτωση. Παράλληλα περιγράφονται τα έργα µεγάλης κλίµακας (ταµιευτήρες και λιµνοδεξαµενές) που έχουν κατασκευαστεί ή κατασκευάζονται σε µερικά νησιά παραθέτοντας τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους. Περιγράφονται επίσης και έργα τα οποία έχουν µελετηθεί αλλά η κατασκευή τους δεν προχώρησε για οικονοµικούς ή τεχνικούς λόγους. Στο κεφάλαιο 8 αναλύεται το θέµα της µεταφοράς νερού µε πλωτά µέσα στα Άνυδρα νησιά που µελετώνται. Πιο συγκεκριµένα αναφέρονται οι πηγές από τις οποίες µεταφέρεται το νερό, οι αποστάσεις πηγών-νησιών καθώς και οι ποσότητες νερού που µεταφέρθηκαν στα Άνυδρα νησιά το διάστηµα 1996-2004 σε µηνιαία και ετήσια βάση. Παράλληλα µελετάται η διακύµανση του κόστους µεταφοράς ανά m 3 και η δαπάνη µεταφοράς σε ετήσια βάση αλλά και συνολικά. Επίσης αναφέρονται οι παράµετροι που διαµορφώνουν το κόστος καθώς και στοιχεία που έχουν να κάνουν µε την ίδια τη διαδικασία µεταφοράς (τροφοδοσία πλοίων, χωρητικότητα πλοίων, υποδοµές στις πηγές και στα νησιά). Παράλληλα γίνεται µια προσπάθεια να διερευνηθεί το πραγµατικό κόστος µεταφοράς νερού ενώ γίνονται και κάποιες προτάσεις για µια ορθολογική διαδικασία µεταφοράς. Τέλος διατυπώνεται το πρόβληµα µεταφοράς σαν ειδικό πρόβληµα γραµµικού προγραµµατισµού. Στο 9 ο κεφάλαιο προσδιορίζεται το έλλειµµα ύδρευσης για κάθε νησί για την περίοδο 2005-2031 και διατυπώνεται σειρά προτάσεων για κάθε νησί για την κάλυψή του. Οι προτάσεις αυτές ιεραρχούνται ανάλογα µε την δυνατότητα εφαρµογής τους και τη σχέση κόστους οφέλους Παράλληλα γνωρίζοντας ότι δεν είναι δυνατή η κατασκευή πληθώρας έργων σε κάθε νησί γίνεται εκτίµηση της εξέλιξης των αναγκών ύδρευσης των υπό εξέταση νησιών για την περίοδο 2011-2031 µε την υπόθεση ότι κατασκευάζεται ένα και µόνο έργο σε κάθε νησί. Τέλος εφαρµόζεται το πρόβληµα µεταφοράς για τρία σενάρια µεταφοράς νερού στα Άνυδρα νησιά των Νοµών Κυκλάδων και ωδεκανήσου. Στο τελευταίο 10 ο κεφάλαιο γίνεται η σύνοψη της εργασίας και η παρουσίαση των συµπερασµάτων ενώ παράλληλα προτείνεται και ένα γενικότερο σχέδιο ιαχείρισης στα Άνυδρα νησιά του Αιγαίου µε σκοπό την ασφαλέστερη εκτίµηση των διαθέσιµων υδατικών πόρων, των αναγκών που υπάρχουν, και εφαρµογής του σχεδίου δράσης για την κάλυψή τους µε στόχο την βιώσιµη ανάπτυξη των νησιών. 5

H παρούσα διπλωµατική εργασία στηρίχθηκε στην παρακάτω βιβλιογραφία: Αφτιάς Εµµ. 1992, Υδρεύσεις, Αθήνα, Εκδόσεις Ε.Μ.Π. Κιόχος Α., Θάνος Γ., Σαλαµούρης., Κιοχος Α. 2002. Επιχειρησιακή Έρευνα, Κεφάλαιο 7ο Το Πρόβληµα Μεταφοράς σελ 186-248, Σύγχρονη Εκδοτική. Κουτσογιάννης. 1999. Τεχνική Υδρολογία, Αθήνα, Εκδόσεις Ε.Μ.Π. Μαντόγλου Αρ., 1997. Βιώσιµη ιαχείριση Υδατικών Πόρων στα Νησιά του Αιγαίου, από Πρακτικά 3 ου Εθνικού Συνεδρίου Ελληνικής Επιτροπής για τη ιαχείριση των Υδατικών Πόρων (Ε.Ε..Υ.Π) : «ιαχείριση Υδατικών Πόρων σε Νησιώτικες και Παράκτιες Περιοχές, Σύρος, σελ 77-83. Μιµίκου Μ.Α. -. Μπαλτάς Ε.Α 2002, Τεχνική Υδρολογία, Αθήνα, Εκδόσεις Ε.Μ.Π. Σακκάς Ι. 1985. Τεχνική Υδρολογία, Ξάνθη Τσακίρης Γ. 1995, Υδατικοί Πόροι Ι:Τεχνική Υδρολογία, Αθήνα, Εκδόσεις Συµµετρία ΥΠ.ΑΝ., ΕΜΠ, ΙΓΜΕ, ΚΕΠΕ, 1996. Σχέδιο προγράµµατος διαχείρισης των υδατικών πόρων της Χώρας: Υδατικό ιαµέρισµα Νήσων Αιγαίου. Υπουργείο Γεωργίας- ιεύθυνση Τεχνικών Μελετών και Κατασκευών 1991. Αναγνωριστική Μελέτη Μικρών Λιµνοδεξαµενών Νησιών Νότιων Κυκλάδων (Τεύχη:, Αµοργός, Κουφονήσι, Ηρακλεία, Σχοινούσα, Φολέγανδρος, Σίκινος, Θηρασία, ονούσα). Χαρµανίδης Φ. 2002. Υδρογεωλογική έρευνα Νοτίου Αιγαίου, Κυκλάδες- ωδεκάνησα. Προτάσεις αξιοποίησης- διαχείρισης υδατικού δυναµικού : Τήνος, Πάρος, Αντίπαρος, Κύθνος, Σέριφος, Μήλος, Κάλυµνος, Πάτµος, Λειψοί, Κάρπαθος. Loucks D., Stendiger J.R., Haith D.A.. Water Resource Systems Planning and Analysis, Chapter 2. Linear Programming, p. 44. Winston Wayne L., 1994. Operational Research, Chapter 3 Introduction to Linear Programming p. 49-95. 6