Η ύλη του επιλέχθηκε από τη διεθνή και την ελληνική βιβλιογραφία, η οποία χρησιμοποιήθηκε από το συγγραφέα κατά τη διδασκαλία

Πρόλογος IX ΠΡΟΛΟΓΟΣ Το νερό είναι ένας από τους πλέον θεμελιώδεις παράγοντες της ύπαρξης και της διατήρησης των ζωντανών οργανισμών στον πλανήτη μας. Η μεγαλύτερη διαθέσιμη αποθήκη νερού, που ικανοποιεί τις προδιαγραφές χρήσης του για τις υδρεύσεις, τη βιομηχανία και τις αρδεύσεις, βρίσκεται στα υδροφόρα στρώματα, κάτω από την επιφάνεια του εδάφους, τα οποία ονομάζονται υδροφορείς. Αυτό το υπόγειο νερό, που πολλές φορές λέγεται και φρέσκο νερό, αντλούμενο στην επιφάνεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί αμέσως για τις διάφορες ανάγκες των ανθρώπων, των ζώων και των φυτών. Οι συνεχώς αυξανόμενες ανάγκες σε νερό, από τους αρχαίους ακόμα πολιτισμούς μέχρι σήμερα, επέσπευσαν την ανάπτυξη του γνωστικού αντικειμένου των υπόγειων υδατικών πόρων, συμπεριλαμβανομένης και της ολοκληρωμένης και βιώσιμης διαχείρισής τους. Αυτή η ανάπτυξη οδήγησε στη βελτίωση των τεχνικών εντοπισμού και στην κατανόηση των διαφόρων φαινομένων που σχετίζονται με την κίνηση των υπόγειων νερών. Σχεδιάστηκαν λοιπόν και κατασκευάστηκαν καλύτερα μηχανήματα για την ανόρυξη και την άντληση των υδρογεωτρήσεων και έχουν καθιερωθεί ορθολογιστικές μέθοδοι διαχείρισης των υπόγειων υδατικών πόρων. Επιπρόσθετα η εντατική έρευνα των τελευταίων χρόνων έχει συμβάλει ακόμα περισσότερο στην κατανόηση και εμπέδωση του κλάδου των επιστημών που αποτελεί η υδραυλική και η διαχείριση των υπογείων υδάτων, καθώς σ αυτή συμπεριλαμβάνεται και η ρύπανσή τους αλλά και η γενική περιβαλλοντική διάσταση του όλου αντικειμένου, με ιδιαίτερη βαρύτητα σε λύσεις που εξασφαλίζουν τη βιώσιμη διαχείριση των πόρων αυτών. Στο βιβλίο αυτό παρουσιάζονται οι νόμοι και οι εξισώσεις που διέπουν την Υδραυλική των Υπογείων Υδάτων με αρκετά απλοποιημένες διαδικασίες, σε σχέση με την πολύπλοκη πραγματικότητα αυτού του φαινομένου. Έτσι οι εξισώσεις που προκύπτουν έχουν απλούστερη μορφή και επιδέχονται αναλυτικές ή και αριθμητικές λύσεις, οι οποίες μπορούν να εφαρμόζονται εύκολα στην πράξη.

X Υδραυλική και Διαχείριση Υπογείων Υδάτων Επειδή το βιβλίο αυτό γράφτηκε κυρίως για Γεωπόνους και Μηχανικούς που ασχολούνται με πρακτικά προβλήματα υδραυλικής και διαχείρισης των υπογείων υδάτων, έγινε προσπάθεια να χρησιμοποιηθούν μαθηματικά όχι ιδιαίτερα υψηλής στάθμης. Για τον όποιο επιστήμονα που θα μελετήσει αυτό το βιβλίο για μάθηση θεωρείται ότι έχει το μαθηματικό υπόβαθρο ενός φοιτητή με στοιχειώδεις βασικές γνώσεις του διαφορικού και ολοκληρωτικού λογισμού, της μερικής παραγώγισης και στοιχείων διαφορικών εξισώσεων και αριθμητικής ανάλυσης. Υπόβαθρο επίσης από υδραυλική άποψη θεωρούνται τα στοιχεία της γενικής εδαφολογίας και της φυσικής του εδάφους και από γεωλογική άποψη ένα εισαγωγικό μάθημα γεωλογίας. Οπωσδήποτε όμως έχει ληφθεί μέριμνα ώστε οι όποιες μαθηματικές και υ- δραυλικές έννοιες, οι οποίες χρησιμοποιούνται στο βιβλίο αυτό, να περιγράφονται συνοπτικά στο κείμενο ή στα παραρτήματά του. Ανεξάρτητα από τις μαθηματικές και υδραυλικές γνώσεις που χρειάζονται για την εξαγωγή και επίλυση των εξισώσεων στα γενικά και κατά περίπτωση ειδικά προβλήματα των υπόγειων νερών, οι τελικές αναλυτικές λύσεις και οι μαθηματικοί τύποι που προκύπτουν από αυτές περιγράφονται και επεξηγούνται αναλυτικά και τονίζονται ιδιαίτερα οι παραδοχές και οι συνθήκες για τις οποίες ισχύουν. Οι ειδικές συναρτήσεις, που εμπεριέχονται στους διάφορους μαθηματικούς τύπους, περιγράφονται και παρουσιάζονται με διαγράμματα μέσα στο κείμενο ή με αριθμητικούς πίνακες στα παραρτήματα του βιβλίου. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη λεπτομερή και κατά βήματα εφαρμογή των διαφόρων μαθηματικών τύπων σε πρακτικά προβλήματα. Τα παραδείγματα που ακολουθούν είναι παρμένα από προβλήματα της διεθνούς και ελληνικής βιβλιογραφίας και βοηθούν στην καλύτερη κατανόηση και εμπέδωση της θεωρίας. Οι περιγραφές των εφαρμογών και οι λύσεις των παραδειγμάτων μπορούν να κατανοηθούν εύκολα από το Γεωπόνο, το Γεωλόγο και το Μηχανικό της πράξης, καθώς, όπως ειπώθηκε παραπάνω, δεν απαιτούν ιδιαίτερες μαθηματικές γνώσεις. Το βιβλίο αυτό γράφτηκε ως διδακτικό ενός εξαμηνιαίου μαθήματος της Υδραυλικής των Υπόγειων Νερών στην κατεύθυνση των Εγγείων Βελτιώσεων της Γεωπονικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Η ύλη του επιλέχθηκε από τη διεθνή και την ελληνική βιβλιογραφία, η οποία χρησιμοποιήθηκε από το συγγραφέα κατά τη διδασκαλία

Πρόλογος XI του μαθήματος για μια τριακονταπενταετία. Χωρίζεται σε δώδεκα κεφάλαια και η διάρθρωσή της ακολούθησε σε γενικές γραμμές την οδό που καθιερώθηκε στη διεθνή βιβλιογραφία και κυρίως στα διδακτικά βιβλία που χρησιμοποιούνται στις Η.Π.Α., την Αγγλία, την Ολλανδία, το Ισραήλ καθώς και σε πολλές άλλες χώρες. Στο πρώτο κεφάλαιο δίνονται οι εισαγωγικές έννοιες και οι βασικές αρχές της υδραυλικής των υπόγειων νερών, οι οποίες περιγράφουν τους διάφορους τύπους των υδροφόρων στρωμάτων, τις υδρογεωλογικές χαρακτηριστικές σταθερές κάθε τύπου υδροφορέα καθώς και την υδρογεωλογική έρευνα που πρέπει να γίνεται σε μια περιοχή για την αναγνώριση του τύπου των διαφόρων υδροφορέων που συναντώνται σ αυτήν. Στο δεύτερο κεφάλαιο δίνεται ο νόμος του Darcy σε διάφορα υδροφόρα στρώματα, το πεδίο ισχύος του νόμου, περιγράφεται η υδραυλική αγωγιμότητα, οι εργαστηριακές μέθοδοι υπολογισμού της και δίνονται επίσης οι μη γραμμικές σχέσεις του νόμου του Darcy. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται η εξαγωγή των γενικών μερικών διαφορικών εξισώσεων της ασταθούς ή μη μόνιμης κίνησης των υπόγειων νερών, οι ειδικότερες διαφορικές εξισώσεις στους διάφορους επιμέρους υδροφορείς, τόσο στο καρτεσιανό όσο και στο κυλινδρικό σύστημα συντεταγμένων. Στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφεται η σταθερή ή μόνιμη κίνηση των υπόγειων νερών στους διάφορους τύπους υδροφορέων, για διάφορα ειδικότερα προβλήματα σταθερής ροής. Επίσης περιγράφονται οι μέθοδοι υπολογισμού των υδρογεωλογικών χαρακτηριστικών σταθερών στους διάφορους υδροφορείς, χρησιμοποιώντας δεδομένα δοκιμαστικών αντλήσεων σταθερής κατάστασης. Στο πέμπτο κεφάλαιο περιγράφεται η ασταθής ακτινική κίνηση του υπόγειου νερού σε κλειστούς υπό πίεση υδροφορείς, δίνονται οι μέθοδοι υπολογισμού των υδρογεωλογικών παραμέτρων χρησιμοποιώντας δεδομένα δοκιμαστικής άντλησης, σταθερής ή μόνιμης ροής και σταθερής ή και μεταβαλλόμενης παροχής άντλησης. Επίσης μελετάται η ασταθής κίνηση του υπόγειου νερού προς αρτεσιανά φρεάτια ή φρεάτια ελεύθερης εκροής, υπολογίζονται η αποτελεσματική ακτίνα και οι απώλειες μιας υδρογεώτρησης, καθώς επίσης η ασταθής κίνηση του υπόγειου νερού προς φρεάτια άντλησης μερικής διάτρησης.

XII Υδραυλική και Διαχείριση Υπογείων Υδάτων Στο έκτο κεφάλαιο περιγράφεται η ασταθής κίνηση του υπόγειου νερού προς φρεάτια άντλησης σε ημίκλειστους υπό πίεση υδροφορείς και δίνονται οι διάφορες μέθοδοι υπολογισμού των υδρογεωλογικών παραμέτρων σ αυτούς τους υδροφορείς. Στο έβδομο κεφάλαιο περιγράφεται η ασταθής ακτινική ροή σε ελεύθερους και ημιελεύθερους υδροφορείς και επιπρόσθετα δίνονται οι μέθοδοι υπολογισμού των επιμέρους υδρογεωλογικών παραμέτρων αυτών των δύο ειδών υδροφορέων. Στο όγδοο κεφάλαιο περιγράφεται το φαινόμενο της περιοδικής άντλησης των κλειστών υπό πίεση υδροφορέων με σταθερή ή με μεταβαλλόμενη παροχή άντλησης. Στο ένατο κεφάλαιο περιγράφεται η διαδικασία αναγνώρισης του είδους και ο υπολογισμός της θέσης των διαφόρων υδρογεωλογικών ορίων στους κλειστούς και στους ημίκλειστους υδροφορείς. Στο δέκατο κεφάλαιο περιγράφεται η διαδικασία υπολογισμού της απόστασης των φρεατίων άντλησης για μια τιμή επιτρεπόμενης πιεζομετρικής πτώσης σε κλειστούς, ημίκλειστους και ελεύθερους υδροφορείς, απεριόριστης έκτασης ή με την παρουσία υδρογεωλογικών ορίων. Επιπρόσθετα λύνεται το πρόβλημα υπολογισμού της βέλτιστης οικονομικής απόστασης μιας συστάδας υδρογεωτρήσεων σε κλειστούς και σε ημίκλειστους υδροφορείς. Στο ενδέκατο κεφάλαιο περιγράφονται οι διαδικασίες τεχνητής επαναπλήρωσης των υπόγειων υδροφορέων, με λεκάνες ή φρεάτια τεχνητής επαναπλήρωσης σε κλειστούς υπό πίεση και σε ελεύθερους υδροφορείς, διατηρώντας είτε τις τιμές των παροχών επαναπλήρωσης σταθερές είτε τις τιμές των σταθμών στα φρεάτια σταθερές. Στο δωδέκατο κεφάλαιο περιγράφονται οι σχέσεις της διεπιφάνειας αλμυρού-γλυκού νερού στους παράκτιους υδροφορείς κατά την προώθηση του αλμυρού νερού σ αυτούς και υπολογίζονται η κρίσιμη παροχή αποφυγής της υφαλμύρινσης των νερών των παράκτιων υδροφορέων, η χάραξη του υδροκρίτη σ έναν αντλούμενο υδροφορέα και οι θέσεις του λιμνάζοντος σημείου και του πόδα της σφήνας για τη βέλτιστη κρίσιμη παροχή ά- ντλησης.

Πρόλογος XIII Στη συνέχεια του βιβλίου αυτού παρουσιάζεται μία εκτενής καταγραφή της ελληνικής και διεθνούς βιβλιογραφίας, η οποία καλύπτει το σύνολο, σχεδόν, του γνωστικού αντικειμένου, τόσο της υδραυλικής των υπόγειων νερών όσο και της διαχείρισης των υπόγειων υδροφορέων. Η ύλη του βιβλίου τελειώνει με το Παράρτημά του, το οποίο διακρίνεται σε τέσσερα επιμέρους υποπαραρτήματα. Στο Παράρτημα Α παρουσιάζονται οι μαθηματικές σχέσεις και οι συναρτήσεις που συναντώνται στα επιμέρους κεφάλαια των υπόγειων νερών. Στο Παράρτημα Β παρουσιάζονται οι τιμές των σημαντικότερων συναρτήσεων των υπόγειων νερών. Στο Παράρτημα Γ παρουσιάζονται τα συστήματα των σημαντικότερων μονάδων και οι χαρακτηριστικές τιμές διαφόρων ιδιοτήτων και παραμέτρων του νερού και των υδροφορέων. Τέλος στο Παράρτημα Δ παρουσιάζεται το φύλλο 292 της 12 Μαρτίου 2003 της Εφημερίδας της Κυβέρνησης που αναφέρεται στην έγκριση των Τεχνικών Προδιαγραφών Κατασκευής Έργων Υδρογεωτρήσεων, αντικείμενο του οποίου θεωρήσαμε απαραίτητη την παρουσία στο βιβλίο αυτό. Παρόλα τα αναφερθέντα παραπάνω, η ύλη του παρόντος δεν καλύπτει το σύνολο των προβλημάτων της υδραυλικής των υπόγειων νερών και της διαχείρισης των υπόγειων υδατικών πόρων, καθώς τα πιο πολύπλοκα προβλήματα λύνονται σήμερα με αριθμητικές μεθόδους και μαθηματικά ομοιώματα της μονοδιάστατης και της δισδιάστατης ασταθούς κίνησης του υπόγειου νερού και της ρύπανσής του στους διάφορους υδροφορείς και σε συνδυασμούς τους, αντικείμενο το οποίο τα τελευταία χρόνια έχει παρουσιάσει αλματώδη ανάπτυξη. Η ύλη αυτή καλύπτεται σε ιδιαίτερα μαθήματα, τα οποία δίνονται σε μεταπτυχιακό επίπεδο. Θεσσαλονίκη, Σεπτέμβριος 2013 Δ. Ν. Καραμούζης Καθηγητής Α.Π.Θ.

XIV Υδραυλική και Διαχείριση Υπογείων Υδάτων

Περιεχόμενα XV ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Ευχαριστίες... VII Πρόλογος... IX Περιεχόμενα... XV ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗΣ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΝΕΡΩΝ... 1 1.1. Εισαγωγικές έννοιες... 1 1.1.1. Το νερό της γης... 1 1.1.2. Ο υδρολογικός κύκλος... 2 1.1.3. Γεωλογικοί σχηματισμοί και υπόγεια νερά... 5 1.1.4. Πιεζομετρικό φορτίο, πιεζομετρική επιφάνεια και υπόγεια στάθμη... 9 1.1.5. Υδρογεωλογικές χαρακτηριστικές σταθερές υδροφορέων... 11 1.1.6. Τύποι υδροφόρων στρωμάτων... 14 1.2. Δοκιμαστικές αντλήσεις και έρευνα αναγνώρισης υδροφορέων... 18 1.2.1. Προεργασία δοκιμαστικών αντλήσεων υδροφορέων... 18 1.2.2. Παραγωγικά φρεάτια και παροχή άντλησης... 20 1.2.3. Φρεάτια παρατήρησης και πιεζόμετρα... 23 1.2.4. Διάτρητοι σωλήνες και φίλτρα υδρογεωτρήσεων... 27 1.2.5. Μετρήσεις κατά τις δοκιμαστικές αντλήσεις... 35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ DARCY... 41 2.1. Ισχύς του νόμου του Darcy και υδραυλική αγωγιμότητα... 41 2.1.1. Γενικότητες... 41 2.1.2. Πεδίο ισχύος του νόμου του Darcy... 44 2.1.3. Yδραυλική αγωγιμότητα... 48 2.1.4. Μονάδες μέτρησης των Κ και k... 50 2.1.5. Εργαστηριακός υπολογισμός υδραυλικής αγωγιμότητας... 52 2.2. Νόμος του Darcy σε διάφορα υδροφόρα στρώματα... 55 2.2.1. Νόμος του Darcy σε οριζόντιους υδροφορείς... 55 2.2.2. Νόμος του Darcy σε κεκλιμένους υδροφορείς... 57 2.2.3. Μη γραμμικές σχέσεις του νόμου του Darcy... 62 2.2.4. Εφαρμογές του νόμου του Darcy σε διαστρωμένους υδροφορείς... 65

XVI Υδραυλική και Διαχείριση Υπογείων Υδάτων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΔΙΑΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΚΙΝΗΣΗΣ ΤΩΝ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΝΕΡΩΝ... 69 3.1. Εξισώσεις συνέχειας των υπόγειων νερών... 69 3.1.1. Εξαγωγή εξίσωσης συνέχειας... 69 3.1.2. Εισαγωγή της πίεσης στην εξίσωση συνέχειας... 71 3.1.3. Εισαγωγή του πιεζομετρικού φορτίου στην εξίσωση συνέχειας... 75 3.1.4. Ολοκλήρωση της γενικευμένης εξίσωσης συνέχειας ως προς την κατακόρυφη διεύθυνση... 77 3.2. Εξισώσεις κίνησης των υπόγειων νερών... 82 3.2.1. Γενική εξίσωση κίνησης... 82 3.2.2. Εξισώσεις κίνησης σε σύστημα καρτεσιανών συντεταγμένων... 87 3.2.3. Εξισώσεις κίνησης σε σύστημα κυλινδρικών συντεταγμένων... 89 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΣΤΑΘΕΡΗ ΡΟΗ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΝΕΡΩΝ... 93 4.1. Κλειστοί υπό πίεση υδροφορείς... 93 4.1.1. Μονοδιάστατη κίνηση του υπόγειου νερού προς τάφρο... 93 4.1.2. Παράδειγμα υπολογισμού της παροχής κλειστού υδροφορέα... 96 4.1.3. Σταθερή ροή προς φρεάτιο άντλησης... 98 4.1.4. Υπολογισμός της διοχετευτικότητας Τ με τη μέθοδο Τhiem... 101 4.1.5. Παράδειγμα υπολογισμού της διοχετευτικότητας με τη μέθοδο Thiem... 104 4.2. Ημίκλειστοι υπό πίεση υδροφορείς... 107 4.2.1. Μονοδιάστατη κίνηση του υπόγειου νερού προς τάφρο... 107 4.2.2. Μονοδιάστατη ροή σε σύστημα κλειστού και ημίκλειστων υδροφορέων... 110 4.2.3. Σταθερή ροή προς φρεάτιο άντλησης... 115 4.2.4. Άντληση υδροφορέα άπειρης έκτασης... 119 4.2.5. Άντληση υδροφορέα ημιάπειρης έκτασης... 212 4.2.6. Άντληση υδροφορέα περιορισμένης έκτασης... 126 4.2.7. Υπολογισμός υδρογεωλογικών παραμέτρων με τη μέθοδο De Glee... 130 4.2.8. Υπολογισμός υδρογεωλογικών παραμέτρων με τη μέθοδο Hantush-Jacob... 135 4.2.9. Παράδειγμα υπολογισμού υδρογεωλογικών παραμέτρων ημίκλειστου υδροφορέα... 138 4.3. Ημίκλειστοι υδροφορείς δύο στρώσεων... 143 4.3.1. Διαφορικές εξισώσεις ακτινικής ροής... 143 4.3.2. Άντληση από το ανώτερο ημίκλειστο υδροφόρο στρώμα... 145 4.3.3. Άντληση από το κατώτερο ημίκλειστο υδροφόρο στρώμα... 149 4.3.4. Ταυτόχρονη άντληση δύο ημίκλειστων υδροφόρων στρωμάτων... 151

Περιεχόμενα XVII 4.4. Ελεύθεροι ή φρεατικοί υδροφορείς... 152 4.4.1. Μονοδιάστατη κίνηση του υπόγειου νερού... 152 4.4.2. Κίνηση του νερού προς φρεάτιο άντλησης... 155 4.4.3. Υπολογισμός της διοχετευτικότητας Τ με τη μέθοδο Jacob-Thiem... 159 4.4.4. Παράδειγμα υπολογισμού της διοχετευτικότητας ελεύθερου υδροφορέα... 161 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΑΣΤΑΘΗΣ ΑΚΤΙΝΙΚΗ ΡΟΗ ΣΕ ΚΛΕΙΣΤΟ ΥΠΟ ΠΙΕΣΗ ΥΔΡΟΦΟΡΕΑ... 165 5.1. Ασταθής ροή προς φρεάτιο άντλησης... 165 5.1.1. Επίλυση μαθηματικού ομοιώματος με τη μέθοδο ομοιότητας... 165 5.1.2. Υπολογισμός παραμέτρων με την πρώτη μέθοδο του Jacob... 172 5.1.3. Υπολογισμός παραμέτρων με τη δεύτερη μέθοδο του Jacob... 175 5.1.4. Yπολογισμός παραμέτρων με την τρίτη μέθοδο του Jacob... 176 5.1.5. Υπολογισμός παραμέτρων με τη μέθοδο του Theis... 177 5.1.6. Υπολογισμός παραμέτρων με τη μέθοδο του Ven Te Chow... 180 5.1.7. Θεωρητική ανάλυση της μεθόδου Ven Te Chow... 184 5.1.8. Παράδειγμα υπολογισμού των παραμέτρων κλειστού υπό πίεση υδροφορέα... 189 5.2. Επαναφορά της πιεζομετρικής στάθμης... 202 5.2.1. Επαναφορά μετά από συνεχόμενη άντληση... 202 5.2.2. Υπολογισμός παραμέτρων με τη μέθοδο επαναφοράς... 204 5.2.3. Παράδειγμα υπολογισμού των παραμέτρων με τη μέθοδο επαναφοράς... 209 5.3. Δοκιμαστική άντληση με μεταβαλλόμενη παροχή... 212 5.3.1. Υπολογισμός παραμέτρων με τη μέθοδο του Sternberg... 212 5.3.2. Παράδειγμα υπολογισμού των παραμέτρων με τη μέθοδο του Sternberg... 217 5.4. Φρεάτια ελεύθερης εκροής... 220 5.4.1. Κίνηση του νερού προς φρεάτιο... 220 5.4.2. Υπολογισμός παραμέτρων με τη μέθοδο Jacob-Lohman I... 252 5.4.3. Παράδειγμα υπολογισμού των παραμέτρων με τη μέθοδο Jacob-Lohman I... 235 5.4.4. Yπολογισμός παραμέτρων με τη μέθοδο Jacob-Lohman II... 237 5.4.5. Παράδειγμα υπολογισμού των παραμέτρων με τη μέθοδο Jacob-Lohman II... 241 5.5. Αποτελεσματική ακτίνα και απώλειες υδρογεωτρήσεων... 243 5.5.1. Μη Νταρσιανή ροή προς φρεάτιο άντλησης... 243 5.5.2. Υπολογισμός παραμέτρων μη Νταρσιανής ροής από δεδομένα άντλησης με σταθερή παροχή... 245

XVIII Υδραυλική και Διαχείριση Υπογείων Υδάτων 5.5.3. Δοκιμαστική άντληση υδρογεώτρησης Παραλίας Κατερίνης με σταθερή παροχή... 249 5.5.4. Παράδειγμα υπολογισμού υδρογεωλογικών παραμέτρων υδροφορέα Παραλίας... 257 5.5.5. Παράδειγμα υπολογισμού του r e, C και n από δεδομένα άντλησης σταθερής παροχής... 262 5.5.6. Υπολογισμός παραμέτρων μη Νταρσιανής ροής από δεδομένα άντλησης με μεταβαλλόμενη παροχή... 272 5.5.7. Παράδειγμα υπολογισμού αποτελεσματικής ακτίνας r e u n και απωλειών C φρεατίου άντλησης... 276 5.6. Φρεάτια μερικής διάτρησης... 279 5.6.1. Γενικότητες... 279 5.6.2. Υπολογισμός υδρογεωλογικών παραμέτρων με τη μέθοδο Hantush-Theis... 280 5.6.3. Υπολογισμός υδρογεωλογικών παραμέτρων με τη μέθοδο Hantush-Jacob... 284 5.6.4. Παράδειγμα υπολογισμού Κ, Τ και S στον υδροφορέα μερικής διάτρησης στη Βροντού Πιερίας... 286 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΑΣΤΑΘΗΣ ΑΚΤΙΝΙΚΗ ΡΟΗ ΣΕ ΗΜΙΚΛΕΙΣΤΟ ΥΠΟ ΠΙΕΣΗ ΥΔΡΟΦΟΡΕΑ... 293 6.1. Ροή προς φρεάτιο σε υδροφορέα απεριόριστης έκτασης... 293 6.1.1. Τοποθέτηση του προβλήματος... 293 6.1.2. Γενικές αρχές και βασικές ιδιότητες μετασχηματικών Laplace... 295 6.1.3. Επίλυση με τη μέθοδο των μετασχηματισμών Laplace... 297 6.1.4. Επίλυση με τη μέθοδο των μετασχηματισμών ομοιότητας... 303 6.2. Υπολογισμός υδρογεωλογικών παραμέτρων... 308 6.2.1. Μέθοδος του Walton... 308 6.2.2. Παράδειγμα υπολογισμού παραμέτρων με τη μέθοδο Walton... 311 6.2.3. Πρώτη μέθοδο του Hantush... 313 6.2.4. Παράδειγμα υπολογισμού παραμέτρων με την πρώτη μέθοδο Hantush... 321 6.2.5. Δεύτερη μέθοδος του Hantush... 329 6.2.6. Παράδειγμα υπολογισμού παραμέτρων με τη δεύτερη μέθοδο Hantush... 333 6.2.7. Tρίτη μέθοδος του Hantush... 338 6.2.8. Παράδειγμα υπολογισμού παραμέτρων με την τρίτη μέθοδο Hantush... 342

Περιεχόμενα XIX ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 AΣΤΑΘΗΣ ΡΟΗ ΣΕ ΕΛΕΥΘΕΡΟΥΣ ΚΑΙ ΗΜΙΕΛΕΥΘΕΡΟΥΣ ΥΔΡΟΦΟΡΕΙΣ... 347 7.1. Ροή σε ελεύθερους ή φρεατικούς υδροφορείς... 347 7.1.1. Κίνηση του νερού προς φρεάτιο άντλησης... 347 7.1.2. Υπολογισμός υδρογεωλογικών παραμέτρων από τη διορθωμένη πιεζομετρική πτώση... 350 7.1.3. Παράδειγμα υπολογισμού παραμέτρων από τη διορθωμένη πιεζομετρική πτώση... 352 7.1.4. Υπολογισμός υδρογεωλογικών παραμέτρων από το πιεζομετρικό φορτίο... 355 7.1.5. Παράδειγμα υπολογισμού παραμέτρων από το πιεζομετρικό φορτίο... 356 7.2. Ροή σε ημιελεύθερους υδροφορείς... 359 7.2.1. Κίνηση του νερού προς φρεάτιο άντλησης... 359 7.2.2. Υπολογισμός υδρογεωλογικών παραμέτρων με τη μέθοδο Boulton... 368 7.2.3. Παράδειγμα υπολογισμού παραμέτρων με τη μέθοδο Boulton... 372 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8 ΠΕΡΙΟΔΙΚΗ ΑΝΤΛΗΣΗ ΚΛΕΙΣΤΩΝ ΥΠΟ ΠΙΕΣΗ ΥΔΡΟΦΟΡΕΩΝ... 377 8.1. Γενικότητες... 377 8.2. Περιοδική άντληση με σταθερή παροχή... 380 8.2.1. Πτώση φορτίου για n κύκλους άντλησης ηρεμίας... 380 8.2.2. Πτώση φορτίου για n+1 κύκλους άντλησης και n περιόδους ηρεμίας... 384 8.3. Περιοδική άντληση με μεταβαλλόμενη παροχή... 387 8.3.1. Πτώση φορτίου για n κύκλους άντλησης-ηρεμίας... 387 8.3.2. Πτώση φορτίου για n+1 περιόδους άντλησης και n περιόδους ηρεμίας... 389 8.4. Αριθμητικές εφαρμογές περιοδικής άντλησης... 390 8.4.1. Εφαρμογές για αντλήσεις με σταθερή παροχή... 390 8.4.2. Εφαρμογές για αντλήσεις με μεταβαλλόμενες παροχές... 393 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9 ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ ΕΙΔΟΥΣ ΚΑΙ ΘΕΣΗΣ ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΟΡΙΩΝ... 397 9.1. Γενικότητες... 397 9.1.1. Εισαγωγικές έννοιες για τα υδρογεωλογικά όρια... 397 9.1.2. Αναγνώριση είδους ορίων από δεδομένα δοκιμαστικών αντλήσεων... 399

XX Υδραυλική και Διαχείριση Υπογείων Υδάτων 9.2. Υδρογεωλογικά όρια κλειστών υπό πίεση υδροφορέων... 403 9.2.1. Προσδιορισμός της θέσης ενός ορίου... 403 9.2.2. Παράδειγμα προσδιορισμού είδους και θέσης ορίου... 407 9.2.3. Προσδιορισμός σχήματος και θέσης πολλαπλών ορίων... 410 9.3. Υδρογεωλογικά όρια σε ημίκλειστους υπό πίεση υδροφορείς... 415 9.3.1. Λύση του προβλήματος σταθερής ροής... 415 9.3.2. Προσδιορισμός της θέσης ενός ορίου... 418 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 ΑΠΟΣΤΑΣΕΙΣ ΦΡΕΑΤΙΩΝ ΑΝΤΛΗΣΗΣ... 421 10.1. Απόσταση για επιτρεπόμενη πιεζομετρική πτώση... 421 10.1.1. Γενικότητες... 421 10.1.2. Απόσταση σε κλειστό υπό πίεση υδροφορέα απεριόριστης έκτασης... 422 10.1.3. Απόσταση σε κλειστό υπό πίεση υδροφορέα με αδιαπέρατο όριο... 424 10.1.4. Απόσταση σε κλειστό υπό πίεση υδροφορέα με όριο επαναπλήρωσης... 427 10.1.5. Απόσταση σε ημίκλειστο υπό πίεση υδροφορέα απεριόριστης έκτασης... 428 10.1.6. Απόσταση σε φρεατικό υδροφορέα απεριόριστης έκτασης... 430 10.1.7. Εφαρμογή... 433 10.2. Οικονομική απόσταση συστάδας υδρογεωτρήσεων... 436 10.2.1. Γενικότητες... 436 10.2.2. Ελάχιστο κόστος λειτουργίας υδρογεωτρήσεων... 437 10.2.3. Οικονομική απόσταση σε κλειστό υπό πίεση υδροφορέα... 438 10.2.4. Οικονομική απόσταση σε ημίκλειστο υπό πίεση υδροφορέα... 445 10.2.5. Βέλτιστη οικονομική απόσταση ειδικών περιπτώσεων... 449 10.2.6. Εφαρμογές οικονομικής απόστασης υδρογεωτρήσεων... 454 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11 ΤΕΧΝΗΤΗ ΕΠΑΝΑΠΛΗΡΩΣΗ ΥΠΟΓΕΙΩΝ ΝΕΡΩΝ... 459 11.1. Εισαγωγικές έννοιες... 459 11.1.1. Γενικότητες... 459 11.1.2. Φυσική και τεχνητή επαναπλήρωση υδροφορέων... 461 11.1.3. Μέθοδοι τεχνητής επαναπλήρωσης υδροφορέων... 465 11.1.4. Ανασκόπηση έργων τεχνητής επαναπλήρωσης στην Ελλάδα... 468 11.2. Λεκάνες τεχνητής επαναπλήρωσης... 472 11.2.1. Κατασκευή λεκανών επαναπλήρωσης... 472 11.2.2. Διαχείριση και συντήρηση λεκανών... 475

Περιεχόμενα XXI 11.3. Φρεάτια τεχνητής επαναπλήρωσης... 478 11.3.1. Κατασκευή φρεατίων... 478 11.3.2. Διαχείριση και συντήρηση φρεατίων... 486 11.3.3. Μετατροπή φρεατίων άντλησης σε φρεάτια επαναπλήρωσης... 489 11.3.4. Μετατροπή φρεατίων επαναπλήρωσης σε φρεάτια άντλησης... 492 11.3.5. Άλλες παρεμβάσεις ενίσχυσης της επαναπλήρωσης... 494 11.4. Φρεάτια επαναπλήρωσης κλειστών υπό πίεση υδροφορέων... 497 11.4.1. Διαφορική εξίσωση και βοηθητικές συνθήκες του προβλήματος... 497 11.4.2. Επαναπλήρωση σε φρεάτια με σταθερή παροχή... 500 11.4.3. Επαναπλήρωση σε συστάδα υδρογεωτρήσεων με σταθερή παροχή... 502 11.4.4. Εφαρμογή επαναπλήρωσης σε φρεάτιο με σταθερή παροχή... 503 11.4.5. Eφαρμογή επαναπλήρωσης σε συστάδα υδρογεωτρήσεων με σταθερή παροχή... 509 11.4.6. Επαναπλήρωση σε φρεάτιο σταθερής στάθμης... 513 11.4.7. Eπαναπλήρωση σε συστάδα υδρογεωτρήσεων σταθερής στάθμης... 516 11.4.8. Παροχή επαναπλήρωσης σε φρεάτιο σταθερής στάθμης... 519 11.4.9. Εφαρμογή επαναπλήρωσης σε φρεάτιο σταθερής στάθμης... 521 11.4.10. Eφαρμογή επαναπλήρωσης σε συστάδα υδρογεωτρήσεων σταθερής στάθμης... 526 11.5. Φρεάτια επαναπλήρωσης ελεύθερων ή φρεατικών υδροφορέων... 531 11.5.1. Επαναπλήρωση σε φρεάτια με σταθερή παροχή... 531 11.5.2. Εφαρμογή επαναπλήρωσης σε φρεάτιο με σταθερή παροχή... 535 11.5.3. Εφαρμογή επαναπλήρωσης σε συστάδα υδρογεωτρήσεων με σταθερή παροχή... 537 11.5.4. Επαναπλήρωση σε φρεάτια σταθερής στάθμης... 541 11.5.5. Εφαρμογή επαναπλήρωσης σε φρεάτιο σταθερής στάθμης... 545 11.5.6. Εφαρμογή επαναπλήρωσης σε συστάδα υδρογεωτρήσεων σταθερής στάθμης... 549 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 12 ΔΙΕΠΙΦΑΝΕΙΑ ΑΛΜΥΡΟΥ-ΓΛΥΚΟΥ ΝΕΡΟΥ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΠΑΡΑΚΤΙΩΝ ΥΔΡΟΦΟΡΕΩΝ... 555 12.1. Εισαγωγικές έννοιες... 555 12.1.1. Γενικότητες... 555 12.1.2. Ροή υγρών με διεπιφάνεια σε πορώδη μέσα... 558 12.2. Προσεγγιστικές μέθοδοι υπολογισμού της διεπιφάνειας... 560 12.2.1. Προσέγγιση των Ghyben-Herzberg... 560 12.2.2. Προσδιορισμός της μορφής διεπιφάνειας και του μήκους θαλάσσιας σφήνας... 563 12.2.3. Διερεύνηση σχέσεων των παραμέτρων Q 0, L, φ 0... 568

XXII Υδραυλική και Διαχείριση Υπογείων Υδάτων 12.3. Επίδραση φρεατίων άντλησης στη θαλάσσια εισβολή Δυναμικό του Strack... 570 12.3.1. Eισαγωγικές έννοιες... 570 12.3.2. Εφαρμογή του δυναμικού του Strack Έκφραση της συνάρτησης φ s... 574 12.3.3. Aιτιολόγηση της συνάρτησης του δυναμικού του Strack... 579 12.3.4. Προσδιορισμός του λιμνάζοντος σημείου S... 583 12.3.5. Προσδιορισμός της κρίσιμης παροχής Q W... 586 12.4. Γραφική μέθοδος χάραξης του υδροκρίτη παράκτιου ελεύθερου αντλούμενου υδροφορέα... 592 12.4.1. Εισαγωγικές έννοιες... 592 12.4.2. Διαφορική εξίσωση της οικογένειας των γραμμών ροής... 593 12.4.3. Περιγραφή της γραφικής μεθόδου... 596 12.4.4. Εφαρμογή της μεθόδου... 601 12.5. Αδιάστατα διαφράγματα υπολογισμού διεπιφάνειας και υδροκρίτη αντλούμενων παράκτιων υδροφορέων... 603 12.5.1. Εισαγωγικές έννοιες... 603 12.5.2. Θέση λιμνάζοντος σημείου και κρίσιμη παροχή άντλησης... 605 12.5.3. Χάραξη του υδροκρίτη... 609 12.5.4. Εφαρμογές... 612 Βιβλιογραφία... 617 Α. Ελληνική... 617 Β. Ξενόγλωσση... 625 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ... 633 Προβλήματα... 645 Α. Μαθηματικές σχέσεις και συναρτήσεις υπογείων υδάτων... 663 Β. Τιμές συναρτήσεων υπογείων υδάτων... 689 Γ. Σύστημα μονάδων Χαρακτηριστικές τιμές νερού και υδροφορέων... 743 Δ. ΦΕΚ 292, τ. Β, 12.3.2003... 743